Yuqoridan pastga proteomika - Top-down proteomics - Wikipedia

Yuqoridan pastga va pastdan yuqoriga qarab proteomika

Yuqoridan pastga proteomika usuli hisoblanadi oqsil dan foydalanadigan identifikatsiya ion ushlash mass-spektrometr ommaviy o'lchash uchun ajratilgan oqsil ionini saqlash uchun va tandem mass-spektrometriyasi (MS / MS) tahlil[1][2] yoki boshqa oqsillarni tozalash usullari ikki o'lchovli gel elektroforez MS / MS bilan birgalikda[3]. Tepadan pastga proteomika buzilmagan oqsillarni tahlil qilish orqali noyob proteoformlarni aniqlash va miqdorini aniqlashga qodir.[4] Bu nom DNK sekvensiyasiga o'xshash yondashuvdan kelib chiqqan.[5] Mass-spektrometriya paytida buzilmagan oqsillar odatda ionlanadi elektrosprey ionizatsiyasi va a Furye transformatsiyali ion siklotron rezonansi (Penning tuzog'i )[6], to'rt qavatli ion ushlagich (Pol tuzog'i) yoki Orbitrap mass-spektrometr. Parchalanish tandem mass-spektrometriyasi tomonidan amalga oshiriladi elektronni tortib olish dissotsiatsiyasi yoki elektron-uzatish dissotsiatsiyasi. Mass-spektrometriya asosidagi proteomikadan oldin namunali ishlov berish uchun samarali fraktsiya juda muhimdir. Proteom tahlillari muntazam ravishda buzilmagan oqsillarni hazm qilishni o'z ichiga oladi, so'ngra taxmin qilingan oqsillarni aniqlash yordamida mass-spektrometriya (XONIM).[7] Yuqoridan pastga MS (gel bo'lmagan) proteomika buzilmagan massani o'lchash orqali oqsil tuzilishini so'roq qiladi, so'ngra gaz fazasida to'g'ridan-to'g'ri ion dissotsiatsiyasi.[8]


Afzalliklari

  • Yuqoridan pastga yondashuvning asosiy afzalliklari orasida degradatsiya mahsulotlarini aniqlash qobiliyati, oqsil izoformlari, ketma-ketlik variantlari, tarjimadan keyingi modifikatsiyalarning kombinatsiyasi hamda ma'lumotlarni normallashtirish va kvantlash bo'yicha soddalashtirilgan jarayonlar.
  • Yuqoridan pastga proteomika, poliakrilamidli gel elektroforezi bilan birga, pastdan yuqoriga qarab proteomik usulni to'ldirishga yordam beradi. Yuqoridan pastgacha bo'lgan proteomik usullar prognozlardan katta og'ishlarni aniqlashga yordam beradi va Gel Elution suyuqlikka asoslangan fraksiyonasyon entrapment elektroforez fraksiyonasyonu, oqsil yog'inlari va teskari faza HPLC'yi elektrosprey ionizasyonu va MS / MS bilan birlashtirib juda muvaffaqiyatli amalga oshirildi.[9]
  • Kichik oqsillarning xarakteristikasi, tahlil qilish uchun etarli miqdordagi triptik peptidlarni hosil qila olmaslik sababli pastdan yuqoridagi proteomikalar uchun muhim muammo hisoblanadi. Yuqoridan pastgacha bo'lgan proteomika kam miqdordagi oqsillarni aniqlashga imkon beradi va shu bilan ma'lum bo'lgan oqsillarning repertuarini oshiradi.[10] Esa Pastdan yuqoriga ko'tarilgan proteomika gen tomonidan ishlab chiqarilgan barcha proteoformlardan ajratilgan mahsulotlarni ekspresslangan oqsillarni jadvalga kiritish va miqdorini aniqlash uchun to'liq uzunlikdagi gen mahsulotining bitta peptid xaritasiga kiritadi, yuqoridan pastga proteomikaning asosiy kuchi shundaki, u tadqiqotchilarga bir yoki bir nechta proteoformni miqdoriy ravishda kuzatib borish imkoniyatini beradi. bir nechta namunalar va ushbu proteoformlarni kimyoviy analiz uchun aktsiz qilish.[9]

Kamchiliklari

  • Yaqin o'tmishda yuqoridan pastga tushish yondoshuvi alohida oqsillarni yoki oddiy aralashmalarni tahlil qilishga yo'naltirildi, murakkab aralashmalar va oqsillarni esa pastdan yuqoriga ko'tarilgan proteomika kabi aniqlangan usullar bilan tahlil qilishdi. Bundan tashqari, TDP (yuqoridan pastgacha proteomika) yondashuvida oqsillarni identifikatsiyalash va proteoform xarakteristikasi bir xil juda ko'p turlari bir necha bor parchalanib ketadigan dinamik diapazonga duch kelishi mumkin.[4]
  • Proteom qoplamasini katta darajada muvaffaqiyatli xaritada ko'rsatish uchun yuqoridan pastgacha bo'lgan proteomika nisbatan yuqori ishlab chiqarishda ishlatilishi mumkin bo'lsa-da, dastlabki turlardan so'ng yangi oqsillarni aniqlash darajasi keskin pasayadi.[4]
  • Yuqoridan pastga proteomikani so'roq qilish individual oqsillarni aniqlash muammolarini engib chiqishi mumkin, ammo massa spektrometrining tandem bilan birlashtirilgan buzilmagan oqsillarni fraktsiyalash usullarining etishmasligi tufayli keng miqyosda erishilmagan.[7]

Tadqiqot va foydalanish

Birinchi o'rganish: 30 kDa dan past bo'lgan minglab odamlarning proteoformlarini miqdorini aniqlash va aniqlash

  • Tadqiqotchilar 30 kDa dan past bo'lgan odamning proteoformlarini o'rganishdi, o'rtacha rivojlangan Ras funktsiyasini o'z ichiga olgan asosiy IMR90 inson fibroblastlarini qo'lladilar.
  • Ushbu proteoformlarni tavsiflash uchun Top-Down Proteomics-dan foydalaning, chunki u hozirda buzilmagan oqsillar uchun eng yaxshi usuldir, chunki men Bottom Up-da oqsilni hazm qiladi va aniq buzilmagan proteoformlarning aniq tasvirini taqdim etishda yaxshi ish qilmaydi.
  • Top Down Proteomics buzilmagan oqsillarni tahlil qilish orqali noyob proteoformlarni aniqlash va miqdorini aniqlashga qodir. Yuqoridan pastga qarab miqdorlash 1038 sitoplazmatik proteoformning ko'pligini o'zgartirdi.[4]

Ikkinchi ish: Virtual 2D gelga asoslangan proteomika uchun yuqori o'tkazuvchanlikdagi MALDI-TOF mass-spektrometriyasi va izoelektrik fokusli gel elektroforezini birlashtirish

  • Tadqiqotchilar tepadan pastga proteomikadan foydalanganlar, chunki peptidlarning bo'lak ionlarini beradigan pastdan yuqoriga qarab emas, balki buzilmagan oqsillarning aniq proteoformlarini aniqlay oladilar.
  • Ushbu tadqiqotda Virtual 2D jelidan massa spektrometriyasi bilan birgalikda oqsil aralashmalarini ajratish uchun foydalanilgan. MALDI - har bir izoelektrik nuqtada oqsillarning butun massasini hosil qiladigan kompyuter dasturi. U IPG-IEF (izoelektrik fokusli) gel tanlovi tasviri bilan boshlandi va keyinchalik MALDI tomonidan tahlil qilindi.[9]
  • MALDI-TOF / TOF-MS yuqoridan pastga proteomikasi aralashmalarga nisbatan ko'proq bardoshlidir; biomarkerni qazib olish, tozalash va ajratishni talab qilmaydi; va to'g'ridan-to'g'ri buzilmagan mikroorganizmlarga qo'llanilishi mumkin.[11]

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ Sze SK, Ge Y, Oh H, McLafferty FW (2002). "Har qanday posttranslyatsion modifikatsiyani bitta qoldiq ichida tavsiflash uchun 29 kDa oqsilining tepadan pastga mass-spektrometriyasi". Proc. Natl. Akad. Ilmiy ish. AQSH. 99 (4): 1774–9. Bibcode:2002 yil PNAS ... 99.1774S. doi:10.1073 / pnas.251691898. PMC  122269. PMID  11842225.
  2. ^ Kelleher NL (2004). "Yuqoridan pastga proteomika". Anal. Kimyoviy. 76 (11): 197A-203A. doi:10.1021 / ac0415657. PMID  15190879.
  3. ^ Rayt E.P., Partridge MA, Padula MP, Gauci VJ, Malladi CS, Coorsen JR (2014). "Yuqoridan pastga proteomika: to'qimalarni qayta ishlashdan yuqori sezgir oqsillarni aniqlashgacha bo'lgan 2D gel elektroforezini kuchaytirish". Proteomika. 14: 872–889. doi:10.1002 / pmic.201300424.
  4. ^ a b v d Durbin, Kennet Robert; Fornelli, Luka; Fellers, Rayan T.; Dubleday, Piter F.; Narita, Masashi; Kelleher, Neil L. (2016). "30 kDa dan past bo'lgan minglab odamlarning proteoformlarining soni va identifikatsiyasi". Proteom tadqiqotlari jurnali. 15 (3): 976–982. doi:10.1021 / acs.jproteome.5b00997. PMC  4794255. PMID  26795204.
  5. ^ Smit CL, Cantor CR (1989). "Sutemizuvchilar xromosomalarining fizik xaritalarini tuzish bo'yicha rivojlanayotgan strategiyalar". Genom. 31 (2): 1055–8. doi:10.1139 / g89-181. PMID  2698822.
  6. ^ Bogdanov B, Smit RD (2005). "FTICR mass-spektrometriyasi bo'yicha proteomika: yuqoridan pastga va pastdan yuqoriga". Ommaviy spektrometriya bo'yicha sharhlar. 24 (2): 168–200. Bibcode:2005 yil MSRv ... 24..168B. doi:10.1002 / mas.20015. PMID  15389855.
  7. ^ a b Tran, Jon S.; Zamdborg, Leonid; Ahlf, Doroti R.; Li, Dji Yun; Katerman, Adam D.; Durbin, Kennet R.; Tipton, Eremiyya D.; Vellaichamy, Adaikkalam; Kellie, Jon F. (2011-12-08). "Yuqoridan pastga proteomika yordamida kashfiyot rejimida buzilmagan oqsil izoformalarini xaritalash". Tabiat. 480 (7376): 254–258. Bibcode:2011 yil natur.480..254T. doi:10.1038 / tabiat 1055. ISSN  0028-0836. PMC  3237778. PMID  22037311.
  8. ^ Parklar, Bryan A .; Tszyan, Lihua; Tomas, Pol M.; Venger, Kreyg D.; Rot, Maykl J.; Boyn, Maykl T.; Burke, Patrisiya V.; Kvast, Kurt E.; Kelleher, Neil L. (2007). "Lineer ionli tuzoqli Furye transformatsiyasining gibrid massa spektrometrlaridan foydalangan holda xromatografik vaqt o'lchovida yuqoridan pastga protomikalar". Analitik kimyo. 79 (21): 7984–7991. doi:10.1021 / ac070553t. PMC  2361135. PMID  17915963.
  9. ^ a b v Lons, Karen; Quebbemann, Nil R.; Liu, Keyt; Kobzeff, Fred; Loo, Jozef A.; Ogorzalek Loo, Rachel R. (2016). "Virtual 2-darajali gel asosidagi proteomika uchun yuqori o'tkazuvchan MALDI-TOF mass-spektrometriyasi va izoelektrik fokusli gel elektroforezini birlashtirish". Usullari. 104: 163–169. doi:10.1016 / j.ymeth.2016.01.013. PMC  4930893. PMID  26826592.
  10. ^ Lorenzatto, Karina R.; Kim, Kyunggon; Ntai, Ioanna; Paludo, Gabriela P.; Kamargo de Lima, Jeferson; Tomas, Pol M.; Kelleher, Nil L.; Ferreyra, Anrique B. (2015-11-06). "Top Down Proteomics Exinococcus granulosus Preadult bosqichining hujayradan tashqari qismlarida ifodalangan etuk proteoformlarni ochib beradi". Proteom tadqiqotlari jurnali. 14 (11): 4805–4814. doi:10.1021 / acs.jproteome.5b00642. ISSN  1535-3907. PMC  4638118. PMID  26465659.
  11. ^ Demirev, Plamen A.; Feldman, Endryu B.; Kovalski, Pol; Lin, Jeffri S. (2005). "Buzilmagan mikroorganizmlarni tezkor aniqlash uchun yuqoridan pastga protomika". Analitik kimyo. 77 (22): 7455–7461. doi:10.1021 / ac051419g. PMID  16285700.

Bibliografiya