Протеомика, зачем изучать белки

Белки — это биологические молекулы, состоящие из аминокислот. Белки необходимы для жизни и выполняют сигнальные или регулирующие функции. Термин “протеом” был введен австралийским аспирантом Марком Уилкинсом на симпозиуме 1994 года. Это общий термин, относящийся ко всем вида белкам. Каждый вид имеет свой уникальный протеом.

Протеомика — это наука, которая изучает взаимодействие различных белков относительно друг друга и их роль в организме. Первые эксперименты были проведены в 1975 году с разработкой 2D-электрофореза белков.

Идентификация белка отвечает на вопрос “какие белки обычно экспрессируются в определенном типе клеток, ткани или организме в целом, или какие белки экспрессируются дифференцированно?”.

Количественное определение белка измеряет общее содержание белка, а также исследует скорость оборота белка.

Локализация белка — место его накопления, так же важно для функции. Посттрансляционные модификации могут влиять на активацию белка, локализацию, стабильность, взаимодействия и передачу сигнала среди других характеристик белка, тем самым добавляя значительный уровень биологической сложности.

Функциональная протеомика — это область протеомики сосредоточена на выявлении биологических функций конкретных отдельных белков, классов белков или их взаимодействия.

Структурные исследования протеомики дают важную информацию о функции белка, его лекарственного назначения.

Белковые взаимодействия — занимаются исследованием связи между белками.

Существуют методы с низкой пропускной способностью и с высокой. К низким методам относятся:

• Основанные на антителах
• На основе геля
• Основанные на хроматографии

К высокопроизводительным методам относятся:

• Аналитические
• Функциональные
• Обратнофазные микрочипы
• На основе масс-спектрометрии

Существуют два подхода к протеомике:

• Протеомика сверху вниз (Белки в интересующем образце сначала разделяются,
  а затем индивидуально характеризуются.)
• Протеомика снизу вверх, или протеомика дробовика (Все белки в образце
  сначала расщепляются до сложной смеси пептидов, а затем эти пептиды
  анализируются для определения того, какие белки присутствовали в образце.)

Область применения протеомики многообразна:

• Персонализированная медицина
• Идентификация белковых маркеров
• Открытие и разработка лекарственных препаратов
• Сельское хозяйство
• Астробиология
• Наука о продуктах питания
• Системная биология
• Изучение древних белков для дальнейшего понимания эволюции и археологии
• Общесистемные исследования действия, токсичности, устойчивости и эффективности лекарств

Автор: Кружкова Е.А