Протеомик

Эсийн доторх бүхэл уургийн иж бүрдлийг судалдаг аргачлалыг протеомик гэнэ. Уургийг цэвэршүүлэх, ялгах арга болон уургийн биохимийн шинж чанарыг тодорхойлох явдал маш хурдацтайгаар хөгжиж байгаа билээ.

Уургийн биохимийн судалгаанд иммобилизацид оруулсан градиентийн 2D-PAGE буюу полиакриламидын гелийг хэрэглэдэг бөгөөд гарсан бүтээгдэхүүн буюу салангид болсон уурагт масс спектрометрээр шинжилгээг хийнэ.

Протеомикийн туршилтын аргууд

Хэзээ хэдий хэмжээний ген экспресслэгдэж байгааг мэдэх нь геном фенотипыг хэрхэн нөхцөлдүүлэн бий болгодгийг мэдэх хамгийн эхний алхам болдог юм. мРНХ-ийн эс доторх хэмжээ нь уургийн эс доторх хэмжээтэй корреляци холбоотой байдаг юм. Уургууд нь пост-трансляцийн бүтээгдэхүүнүүд бөгөөд гибридизацийн аргаар мэдэгдэх боломжгүй юм.

Эс доторх уургийн концентраци болон идэвхийг тодорхойлох нь судалгааны маань дараачийн алхам болно. Функционал геномикт хүч түрэн орж ирж буй судалгааны арга бол хоёр хэмжээст гель электрофорезийн арга юм.

Гель нь молекуляр биологид маш олон жилийн турш ДНХ, РНХ, уураг салган ялгахад хэрэглэгдсээр ирсэн билээ. Туршилтад хэрэглэж буй нөхцөл, гелийн төрлөөс хамааран гель дундуур гүйх уургийн хэсгүүдийн хурд өөр байж болно.

Хоёр хэмжээст полакриламидын гель электрофорез нь мянган мянган төрлийн агууламжтай уургийг салгахад хэрэглэгддэг. Нэг дэх хэмжээс нь уусмал дахь бүрдэл бодисуудыг рН-ийн градиентээр нь ялгах байдаг бол хоёр дахь нь ортогоналиар уургийн бүрэлдэхүүн хэсгийг жингээр нь ялгах байдаг. Ийнхүү хоёр шаттайгаар салгалт хийгддэг нь маш нарийн төвөгтэй бүтэцтэй молеуклыг ч хүртэл задалдаг.

2D-PAGE анализын талбар дахь информатикийн зорилтууд

2D-PAGE-ийн гелийн зургийн анализын зам нь microarray-ийнхтай маш төстэй юм. Эхний шат нь зургийн анализ юм. Энэ шатанд толбуудын байрлалыг тогтоож, өөр толбууд хоорондын хилийг тогтооно. Толбуудын байрлалаар нь уургийн ижил цахилгаан цэнэгийн цэгийг хэмжиж гаргадаг.

Дараа нь, толбуудыг таарах генийн дараалалтай нь дарааллын мэдээллийг ашиглан холбодог. Протеомикийн анализд иммобилизацид оруулсан уургуудийн дарааллыг in situ-д гаргаж уургийн толбуудыг физик аргаар гелээс салгаж масс спектрометрээр буюу электроцацаргалтын ионжуулагч масс спектрометр (ESI-MS) юм уу матрицийн тусламжтай лазерийн десорбцийн ионжуулагч масс спектрометрээр (MALDI) анализ хийнэ.

Масс спектрометрийн анализын үндсэн зарчим нь маш бага дээжээс эхлэн бүхий л хэмжээний дээжийн холимог дотроос бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг тодорхойлдог. Маш олон төрлийн химийн задлагааны аргаар задалсан уургийг өөр өөрийн гэсэн маш өвөрмөц толбыг үзүүлдэг бөгөөд үүгээр нь хөөн генийн дараалалтай нь холбох нь хялбар байдаг.

Гэхдээ пептидийн fingerprint нь зөвхөн тухайн уургийн дараалал тодорхой мэдэгдэж байгаа бөгөөд өгөгдлийн санд байгаа нөхцөлд олж ямар төрлийн уураг гэдгийг нь тодорхойлж болно. Хэрэв бүтэн дарааллын мэдээлэл байхгүй тохиолдолд хоёр дахь масс спектрометрээр дарааллын зарим хэсгийг сэргээж болдог.

Масс спектрометрээр пептидүүдийг эхний ээлжинд задлаад (фрагментацид оруулах) массаар нь дарааллуулдаг. Массаар уургуудийг дарааллуулахдаа ихэвчлэн нэг амин хүчлээрээ ялгаатай шат үүсгэдэг байна. Учир нь амин хүчил бүр массаараа харилцан адилгүй билээ.

Эцэст нь будах, флуоресцент болоод радио идэвхт бодисоор маркер тавих мэтийн аргуудыг хэрэглэн гель дээрх толбонуудын уураг бүрийн тоо хэмжээг тооцож гаргадаг. 2D-PAGE болон microarray-ийн туршилтын аль алинд ойролцоо тоо хэмжээг гаргах нь маш хүндрэлтэй асуудлуудын нэг болдог. Энэ шатанд компьютерийн алгоритмууд тоо хэмжээг тооцож гаргахад тусалж болно.

Протеомикийн анализын хэрэгслүүд

Вебд хэд хэдэн хэрэглэгчдэд хүрэх боломжтой уургийн анализын программууд байдаг. Үүний нэг нь Мэргэжлийн уургийн анализын систем (ExPASy) юм. ExPASy-г Швейцарын Биоинформатикийн Институт эрхлэн ажилуулдаг билээ. Энэхүү ExPASy программ нь уургийн дарааллын мэдээллийн сан болох SWISS-PROT болон SWISS-PROT-ийн компьютерийн хуулбар болох TrEMBL-тэй холбоотой ажилладаг билээ. Энэ программын ихэнх хэрэгслүүд нь веб дээр суурилсан байдаг бөгөөд дээрх болон бусад уургийн дарааллын өгөгдлийн сантай холбоотой ажилладаг.

Швейцарын Биоинформатикийн Институт нь мөн туршилтуудад хэрэгтэй гелийн өгөгдлийн сан буюу SWISS-2DPAGE-г ажиллуулдаг. Melanie3 буюу Windows дээр суурилсан 2D-PAGE-ийн зурагт анализ хийхэд зориулагдсан программыг ExPASy дээр тулгуурлан бүтээжээ. Доор мөн ExPASy-ийн зарим хэрэгслүүдийг үзүүлсэн болно:

AACompIdent
Уургуудийг амин хүчлийн бүрдлээр ангилахад тусална
AACompStm
Уургийн амин хүчлийн бүрдлийг бусад SWISS-PROT дахь уургийн амин хүчлийн бүрдлүүдтэй харьцуулдаг.
MultiDent
PI, mass fingerprint, молекул жин зэргийг ашиглан уургийг тодорхойлдог олон төрлийн үүрэгтэй программ.
Peptident
Туршлагаар тодорхойлсон уургуудийн mass fingerprint-г SWISS-PROT дахь онолоор тодорхойлсон уургуудийн mass fingerprint-тэй харьцуулдаг программ.
FindMod
Туршилтын болон тооцоологдсон уургийн mass fingerprint-ийн жингийн хооронд харьцуулалт хийж тодорхой өвөрмөц пост-трансляцийн өөрчлөлтийг тодорхойлно.
GlycoMod
Массын өөрчлөлтөөр нь олигосахаридад гарах өөрчлөлтийг тодорхойлно.
PeptideMass
SWISS-PROT болон TrEMBL дэх онолын mass fingerprint-г тооцоолон гаргадаг.
Advertisements

Хариулт үлдээх

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Өөрчлөх )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Өөрчлөх )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Өөрчлөх )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Өөрчлөх )

Connecting to %s