PROTEOMIKA JAKO KOMPLEXNÍ PŘÍSTUP KE STUDIU FYZIOLOGICKÝCH REGULACÍ U BAKTERIÍ
Vědecké články | 2005 | Chemické listyInstrumentace
Proteomika představuje klíčový nástroj komplexní molekulární biologie umožňující sledovat současnou přítomnost, identitu a kvantitu většiny proteinů v bakteriálních buňkách. V kontextu rostoucího množství sekvenačních dat napomáhá přiřazovat funkce genům, mapovat regulační sítě a porozumět mechanismům virulence, metabolické diferenciace či rezistence k antibiotikům.
Cílem přehledu je seznámit s experimentálními strategiemi a aplikacemi proteomiky v mikrobiologii. Autoři shrnují rozdíl mezi popisnou a dynamickou proteomikou, představují subproteomy, volbu fyziologických podmínek pro kultivaci a věnují se významu analýzy posttranslačních modifikací.
Popisné i kvantitativní studie vyžadují kombinaci následujících technik:
Autoři rozlišují dva přístupy:
Proteomika umožňuje:
Rychlý rozvoj bioinformatiky a hromadných dat umožňuje integrovat proteomiku s genomikou, transkriptomikou a metabolomikou. Směřuje se k systémové biologii, kde se modelují komplexní regulační sítě a dynamika buněčných procesů. Autom atizované vysokokapacitní platformy budou doplňovat cílené studie subproteomů v akademických i průmyslových laboratořích.
Mikrobiální proteomika je vysoce dynamická disciplína, která spojuje zkušenosti z biochemistry, fyzikálních metod a matematického modelování. Umožňuje důkladné zkoumání bakteriálních fyziologických stavů, virulence a metabolické regulace. Další rozvoj metod a jejich integrace napomůže vytvářet komplexní modely buněčné funkce a podpoří inovace v biotechnologiích a medicíně.
1. Collinsová M., Jiráček J.: Chem. Listy 98, 1112 (2004)
2. Washburn M.P., Yates J.R.: Curr. Opin. Microbiol. 3, 292 (2000)
3. Cash P.: Electrophoresis 21, 1187 (2000)
4. Cordwell S.J. et al.: Proteomics 1, 461 (2001)
… (další dle původního článku zkráceně)
HPLC
ZaměřeníProteomika
VýrobceSouhrn
Význam tématu
Proteomika představuje klíčový nástroj komplexní molekulární biologie umožňující sledovat současnou přítomnost, identitu a kvantitu většiny proteinů v bakteriálních buňkách. V kontextu rostoucího množství sekvenačních dat napomáhá přiřazovat funkce genům, mapovat regulační sítě a porozumět mechanismům virulence, metabolické diferenciace či rezistence k antibiotikům.
Cíle a přehled článku
Cílem přehledu je seznámit s experimentálními strategiemi a aplikacemi proteomiky v mikrobiologii. Autoři shrnují rozdíl mezi popisnou a dynamickou proteomikou, představují subproteomy, volbu fyziologických podmínek pro kultivaci a věnují se významu analýzy posttranslačních modifikací.
Použitá metodika a instrumentace
Popisné i kvantitativní studie vyžadují kombinaci následujících technik:
- Dvojrozměrná elektroforéza s IPG proužky (pH 4–7, užší pH rozsahy pro subproteomy)
- Hmotnostní spektrometrie (identifikace proteinů a lokalizace posttranslačních modifikací)
- Diferenciální centrifugace (oddělení membránových a cytoplazmatických frakcí)
- Afinitní chromatografie (izolace ligand-vazebných či fosfoproteinů)
- Chemostat a kultivace na skleněných kuličkách (reproducibilní submersní kultivace Streptomyces)
- Radioaktivní značení proteinů (sledování dynamiky exprese a fosforylace)
- Dvojhybridový systém (mapování protein–protein interakcí)
Hlavní výsledky a diskuse
Autoři rozlišují dva přístupy:
- Popisná proteomika – identifikace proteinů dělených 2D elektroforézou a MS; vyžaduje znalost genomu.
- Dynamická (kvantitativní) proteomika – sledování expresních profilů v čase a prostoru; umožňuje rekonstrukci regulačních sítí.
- Studium biosyntézy antibiotik u Streptomyces – vztah biochemické a morfologické diferenciace při kultivaci na kuličkách.
- Analýza virulence patogenů (Mycobacterium tuberculosis, Francisella tularensis, Neisseria meningitidis).
- Charakterizace posttranslačních modifikací (fosforylace EF-Tu, acylace toxinu Bordetella pertussis).
Přínosy a praktické využití metody
Proteomika umožňuje:
- Rychlou identifikaci a kvantifikaci bakteriálních proteinů za různých fyziologických stavů.
- Objevení proteomových signatur charakterizujících stresové či diferenciční procesy.
- Mapování regulačních sítí a interakcí protein–protein.
- Podporu biotechnologických aplikací – optimalizace výroby antibiotik, vakcín a biologicky aktivních sloučenin.
- Detekci nových virulentních faktorů a cílových míst pro terapeutika.
Budoucí trendy a možnosti využití
Rychlý rozvoj bioinformatiky a hromadných dat umožňuje integrovat proteomiku s genomikou, transkriptomikou a metabolomikou. Směřuje se k systémové biologii, kde se modelují komplexní regulační sítě a dynamika buněčných procesů. Autom atizované vysokokapacitní platformy budou doplňovat cílené studie subproteomů v akademických i průmyslových laboratořích.
Závěr
Mikrobiální proteomika je vysoce dynamická disciplína, která spojuje zkušenosti z biochemistry, fyzikálních metod a matematického modelování. Umožňuje důkladné zkoumání bakteriálních fyziologických stavů, virulence a metabolické regulace. Další rozvoj metod a jejich integrace napomůže vytvářet komplexní modely buněčné funkce a podpoří inovace v biotechnologiích a medicíně.
Reference
1. Collinsová M., Jiráček J.: Chem. Listy 98, 1112 (2004)
2. Washburn M.P., Yates J.R.: Curr. Opin. Microbiol. 3, 292 (2000)
3. Cash P.: Electrophoresis 21, 1187 (2000)
4. Cordwell S.J. et al.: Proteomics 1, 461 (2001)
… (další dle původního článku zkráceně)
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
SOUČASNÝ VÝVOJ V PROTEOMICE
2004||Vědecké články
Chem. Listy 98, 1112 − 1118 (2004) Referáty SOUČASNÝ VÝVOJ V PROTEOMICE které jsou genomem v průběhu života buňky exprimovány a následně modifikovány. Termín se rovněž používá v méně obecném smyslu pro vyjádření proteinového složení organismu, orgánu, tkáně nebo tělesné…
Klíčová slova
referáty, referátyproteinů, proteinůproteomika, proteomikaidentifikaci, identifikaciproteomiky, proteomikyproteinu, proteinumůže, můžebýt, býtgenomem, genomemčipů, čipůobou, oboupři, přiimobilizovanými, imobilizovanýmiproteomickou, proteomickoumultidimenzionální
PROTEOMIKA V POSTGENOMOVÉ DOBĚ
2005||Vědecké články
Chem. Listy 99, 886 − 889 (2005) Referáty PROTEOMIKA V POSTGENOMOVÉ DOBĚ ných typů či vnitřního prostředí organismu, které se mění v závislosti na stárnutí, při adaptaci na změny vnějšího prostředí a v průběhu nemoci. Proteiny jsou stále pozměňovány. Navazují…
Klíčová slova
referáty, referátypeptidů, peptidůhmotnostní, hmotnostníproteinů, proteinůproteomu, proteomuproteomů, proteomůbuňce, buňcejsou, jsouproteinové, proteinovéjediného, jedinéhopoprvé, poprvépotřebu, potřebuprotein, proteinspecifické, specifickézaložená
METODICKÉ PŘÍSTUPY SOUČASNÉ FOSFOPROTEOMOVÉ ANALÝZY
2005||Vědecké články
Chem. Listy 99, 922 − 929 (2005) Referáty METODICKÉ PŘÍSTUPY SOUČASNÉ FOSFOPROTEOMOVÉ ANALÝZY cesech řadí vůbec k nejdůležitějším a co do počtu k nejčastějším modifikacím proteinů. O jejím významu svědčí vyčlenění speciálního podoboru proteomové analýzy – fosfoproteomiky, která zkoumá veškeré…
Klíčová slova
fosfopeptidů, fosfopeptidůreferáty, referátyfosfatasou, fosfatasoufosfoproteinů, fosfoproteinůpeptidů, peptidůfosforylace, fosforylacefosfoproteomové, fosfoproteomovéfosfátové, fosfátovéimac, imaczáporných, zápornýchjsou, jsoujejich, jejichpro, proiontů, iontůpeptidu
PROTEOMICKÝ PRŮVODCE
2005||Vědecké články
Chem. Listy 99, 883 − 885 (2005) Referáty PROTEOMICKÝ PRŮVODCE Ústav analytické chemie AV ČR, Veveří 97, 611 42 Brno, Česká republika [email protected] ře v důsledku různých přístupů jednotlivých autorů působí poněkud roztříštěně, pokusil jsem se v tomto článku shrnout…
Klíčová slova
proteomika, proteomikabílkovin, bílkovinpotom, potomreferáty, referátysměsi, směsibílkovina, bílkovinadaná, danáizolována, izolovánavzniklých, vzniklýchmolekulové, molekulovézabývá, zabývákdy, kdynejprve, nejprvehmotnosti, hmotnostispektrometrií