Протеомный профиль мочи здорового человека в норме и при действии факторов космического полета
|
Скачать 5.39 Mb.
|
Начало эры протеомики (изобретение МАЛДИ). Методы и возможности (чувствительность, производительность) протеомики на основе масспектрометрииОгромный скачок в темпе развития исследований белков произошел после открытия возможности использования масс-спектрометрии для идентификации белковых молекул. В конце 80-х были разработаны методы ионизации белков без разрушения их первичной структуры - лазерная десорбция и ионизация при содействии матрицы (MALDI) (Танака, Карас, Бахман, Бар и Хилленкамп) и электроспрей (ESI) (Фенн) [Karas M., Bachmann D., Bahr D., Hillenkamp F., 1987]. За эти, так называемые «мягкие» методы ионизации [Tanaka K. et al., 1988; Costello C.E., 1997], Джон Фенн и Коиши Танака в 2002 году были удостоены Нобелевской премии по химии. В ESI растворы белков и пептидов распыляются электрическим полем в виде заряженных капель в капилляр, соединенный через вакуумный и ионный интерфейсы с масс-детектором. В MALDI ионизация осуществляется лазерным излучением, которое поглощается специально подбираемой матрицей, содержащей молекулы анализируемых соединений, и происходит в вакууме [Николаев Е.Н., 2007; Domon B., Aebersold R., 2006; Palmblad M., Tiss A., Cramer R., 2009]. Чем меньше по массе и чем сильнее заряжен белок, тем быстрее он достигает противоположно заряженного электрода. По времени движения иона до электрода определяют соотношение массы и заряда фрагмента (m/z). При облучении лазером образуются преимущественно однозарядные ионы, для них m/z примерно совпадает с массой [Говорун В.М., Арчаков А.И., 2002]. В то же время каждому из перечисленных методов ионизации присущи свои достоинства и свои недостатки: для электроспрейного источника ионизации характерно образование многозарядных ионов, т. е. ионов, образованных за счет присоединения более одного катиона, что делает совокупность сигналов масс-спектра более сложной для интерпретации; в масс-спектрах MALDI нижний диапазон масс «заселен» сигналами, связанными с наличием матрицы, на фоне которых информативные сигналы пептидов могут быть потеряны [Николаев Е.Н., 2007]. Масс-спектрометрические методы позволяют достаточно быстро анализировать значительное число образцов, они требуют сравнительно небольшого объема биоматериала, обладают высокой чувствительностью и хорошим разрешением [Говорун В.М., Иванов В.Т., 2011]. Протеом представляет собой набор белков, присутствующих в клетке, ткани или жидкости тела конкретного организма в данный момент времени, в данной среде, в данном физиологическом или патологическом состоянии [Romero R. et al., 2006]. Термин «протеом» предложил в 1994 году австралийский генетик Марк Уилкинс [Wilkins M., 2009], в научной среде термин появился в 1995 году [Wasinger V.C. et al., 1995] и с тех пор является общепринятым. Особенностью биологических образцов, таких как жидкости тела человека, с точки зрения состава их белков, является сложность (многокомпонентность) и высокое концентрационное различие входящих в их состав протеинов. Это накладывает повышенные требования к стандартизации протоколов, предварительной подготовки образцов, в которую входят многостадийная очистка и фракционирование смеси белков с помощью одно - и двумерного гель-электрофореза и/или жидкостной хроматографии [Николаев Е.Н., 2007]. Логическим шагом в развитии аналитических методов анализа сложных смесей белков и пептидов явилась комбинация масс-спектрометров с различными методами разделения смесей и разработка хромато-масс-спектрометрических комплексов (ЖХ-МС, LC-MS) [Aebersold R., Mann M., 2003]. Появление тандемной масс-спектрометрии (MS/MS) дало возможность проводить идентификацию белков [Paulo J.A. et al., 2012; Banach T. et al., 2013], устанавливать первичную аминокислотную последовательность, выявлять посттрансляционные модификации [Kang C., Yi G.S., 2011], и, наконец, осуществлять сравнительный количественный анализ белков в биологических образцах. В масс-спектрометрическом анализе белков различают два подхода: "top-down" и "bottom-up". При "top-down" происходит получение информации о целых, неповрежденных белковых молекулах, при "bottom-up" – восстановление информации о белках, при анализе отдельных пептидов этих белков. Причины редкого использования "top-down" связаны с недостаточной селективностью подхода, низкой производительностью, а также с тем, что для каждой массы белка может подойти несколько вариантов белков-кандидатов [Han X., Aslanian A., Yates J.R., 3rd 2008]. В методологии "bottom-up" сложную по составу анализируемую смесь подвергают ферментативному гидролизу (естественными протеазами, чаще всего - трипсином) для получения смеси пептидов [Link A.J. et al., 1999]. Фермент расщепляет белки по связи Lys – X и Arg – X (где X — любая аминокислота, отличная от Pro и Hyp). В результате трипсинолиза получается набор пептидов (триптических пептидов). Данный метод был одновременно предложен пятью группами, независимо друг от друга: Генцелем и коллегами, группой Джеймса (ETH, Zurich), лабораторией Роепсторфа (EMBL, Heidelberg), Папином и коллегами (ICRF, London), лабораторией Иейтса (University of Washington) [Николаев Е.Н., 2007]. Выделяют два направления в приеме "bottom-up": “sort-then-break” и break-then-sort". “Sort-then-break” предполагает предварительное фракционирование и разделение белков, предшествующих триптическому расщеплению, затем масс-спектрометрический анализ полученной смеси. При "break-then-sort"смесь белков расщепляют без предварительного фракционирования с последующим проведением хромато-масс-спектрометрического анализа [Han X., Aslanian A., Yates J.R., 3rd 2008]. |
Похожие:
 |
И зучение мутационных сдвигов у терапевтических бактериофагов после... Изучение мутационных сдвигов у терапевтических бактериофагов после пребывания в условиях космического полета (фаген) |
|
Исследование мочи имеет большое диагностическое значение не только... Стандартизованная технология клинического лабораторного анализа мочи. Анализ мочи общий |
 |
Академик Виктор Иванович Кузнецов. К 100-летию со дня рождения Моделирование в трансзвуковой трубе низкой (переменной) плотности условий полёта космического аппарата при его посадке на поверхность... |
|
Академик Виктор Иванович Кузнецов. К 100-летию со дня рождения Моделирование в трансзвуковой трубе низкой (переменной) плотности условий полёта космического аппарата при его посадке на поверхность... |
|
2010 содержание ... |
|
Конспект для самоподготовки слушателей по курсу повышения квалификации «Охрана труда» Один из основных факторов, влияющих на работоспособноть и здоровье человека. Метеорологические факторы, сильно влияют на жизнедеятельность,... |
|
«Корпоративные практики по поддержке здорового образа жизни и устранению... России непоколебимо являются сохранение и укрепление здоровья населения на основе популяризации здорового образа жизни и обеспечения... |
|
Исследование мочи 4 Процесс образования мочи 4 Физические свойства... России. За это время существенно расширена номенклатура диагностических тест-полосок, существенно расширена область использования... |
|
Сравнительная характеристика натуральных киллерных клеток человека в норме и при раке легкого Работа выполнена в Республиканском государственном предприятии «Институт молекулярной биологии и биохимии им. М. А. Айтхожина» Комитета... |
|
При эксплуатации персональных компьютеров Инструкция предназначена для предотвращения неблагоприятного воздействия на человека вредных факторов, сопровождающих работы со средствами... |
|
В россии отмечают День космонавтики в ознаменование первого космического... Юрием Алексеевичем Гагариным. Праздник установлен указом Президиума Верховного Совета СССР от 9 апреля 1962 года. В этот день в 1961... |
|
Задача экскурсовода рассказать о влиянии никотина на изображенные органы человека Цель: профилактика подросткового табакокурения, пропаганда здорового образа жизни |
|
Меморандум №2 Комиссия по борьбе с лженаукой и фальсификацией научных... Ьбе с лженаукой и фальсификацией научных исследований при Президиуме ран (далее в тексте — Комиссия) посвящен гомеопатии. Гомеопатия... |
|
Руководство образовательной организации Гаоу дпо "Институт развития образования", "Формирование здорового образа жизни, здорового питания" (24 часа), 24-26. 10. 2016 г |
|
Инструкция по поиску и спасанию в зоне авиационно-космического поиска... Организация поисково-спасательного обеспечения полетов в Южной зоне авиационно-космического поиска и спасания (акпс) |
|
Методические рекомендации по общей гигиене для самостоятельной работы... Производственная среда как часть окружающей человека внешней среды складывается из природно-климатических факторов и факторов, связанных... |