Презентации 2020 / 08-20-GP-Proteomics
.pdf
Геномика и протеомика
Модуль 3. Протеомика
Лекция 8. Структурная и функциональная протеомика
•3.8.1. Протеом: предмет изучения и значение
•3.8.2 Современные методы выделения, очистки и анализа белков
•3.8.3. Компьютерный анализ белковых последовательностей
•3.8.4. Структурная организация белковых молекул
•3.8.5. Методы определения пространственной структуры белков
•3.8.6. Базы данных белковых структур и сравнение 3D-структур.
•3.8.7. Протеомные карты клетки для диагностики.
•3.8.8. Детекция белок-белковых взаимодействий в клетке.
•3.8.9. Метаболические карты клетки. Метаболом.
Геномика и протеомика
Протеомика: предмет изучения
В отличие от генома, протеом постоянно изменяется в ответ на внутриклеточные и внеклеточные сигналы.
Протеомика
Исследования совокупных белков организма – протеома.
Характеризация всех белков организма или исследование структуры и функции белка
Разделяется на структурную, функциональную и экспрессионную
протеомику:
1)Изучение структуры всех белков и их распределение в клетке
2)исследование функции всех белков, их взаимодействие друг с другом и с другими биомолекулами. Совокупность метаболических путей клетки – метаболом.
3)Изучение качественное и количественное уровней экспрессии белков в клетке на различных стадиях развития организма и в различных условиях
Геномика и протеомика
Основные методы выделения, очистки и анализа белков
Разделение белковый смесей основана на различных свойствах белков:
-Осаждение белка – результат снижения гидратации/растворимости при добавлении солей (высаливание), органики, изменения t C
-Изоэлектрическое осаждение
-Сорбция, в том числе на аффинных и
ионных сорбентах (катионных и анионных) - Использование молекулярных сит
Сорбция на носителе, закрепленном на колонке:
Геномика и протеомика
Основные методы выделения, очистки и анализа белков
Хроматография – распределении компонентов между двумя фазами: неподвижной и подвижной (элюент), протекающей через неподвижную
-Адсорбционная
-Распределительная
-Осадочная
-Ионообменная
-Эксклюзионная или гель-фильтрация
-Аффинная, для которой к белкам прикрепляют cпец. аффинные хвосты (tags)
-Различают колоночную
иплоскостную хроматографии
Геномика и протеомика
Основные методы выделения, очистки и анализа белков
Гель-электрофорез - основан на различии в скорости движения белков в электрическом поле, в денатурирующих условиях в присутст. SDS. Белки разделяются по размеру
Геномика и протеомика
Основные методы выделения, очистки и анализа белков
Двумерный гель-электрофорез – SDS-ПААГ в сочетании с изоэлектрическим фокусированием увеличивает разрешение. E.g., можно разделить до 2000 белков крови в одном эксперименте
Геномика и протеомика
Основные методы анализа белков
Масс-спектрометрия основана на ионизации молекул веществ, разделении образующихся ионов и их регистрации. Позволяет:
1. Определить молек
вес
2. Наличие изотопов, =>происхождение в-ва
3. Идентификация
молекул, элементный
анализ
Масс-спектр:
Зависимость интенсивности ионного тока (кол-ва вещества) от отношения массы к заряду молекул.
Геномика и протеомика
Основные методы анализа белков
Хромато-масс-спектрометрия – хроматография + масс-спектромет-я
1.Разделение сложной смеси на отдельные компоненты (газовая, газожидкостная или высокоэффективная жидкостная хроматография)
2.Масс-спектрометрия .
3.Идентификация веществ при
использовании набора библиотек, в которых содержатся спектры для различных промышленных
инаучных сфер: медицины
ифармакологии (гормоны, наркотики, лекарственные препараты), нефтедобывающей отрасли (углеводороды), экологии (пестициды и другие органические загрязнители) и др.
Геномика и протеомика
Пространственная структура белков
1.Первичная – последовательность аминокислот
2.Вторичная – альфа-спирали, бета-складки, нерегулярные (coil)
3.Третичная – укладка элементов вторичной структуры в белковую молекулу.
Геномика и протеомика
Пространственная структура белков
1. Четвертичная – укладка мультисубъединичных комплексов
Геномика и протеомика