ŽIVA

Proteomické metody a hmotnostní spektrometrie

Proteomika je vědní obor studující proteom – soubor všech proteinů v buňce, tkáni nebo celém organismu. Proteom je vysoce proměnlivý v čase i prostoru a jeho analýzy vyžadují specifické přístupy a využití pokročilých technologií. Obsahem článku je stručný úvod do proteomiky a popis základních proteomických metod založených na protilátkách a hmotnostní spektrometrii.

Navazující článek

Hmotnostní spektrometrie – co to je a k čemu je to dobré? (Živa 2025, 6)

K dalšímu čtení v Živě

Proteinová sekrece buněk savců aneb jak si buňky povídají a jak jim naslouchat (2013, 2)

Ze života bílkovin aneb Na tvaru záleží (2020, 6)

Biochemické metody využívané v lékařství 1. (2025, 2)

Použitá literatura

WILKINS, Marc R., et al. Progress with proteome projects: why all proteins expressed by a genome should be identified and how to do it. Biotechnology and genetic engineering reviews, 1996, 13.1: 19-50. https://doi.org/10.1080/02648725.1996.10647923

KUPCOVA SKALNIKOVA, Helena, et al. Advances in proteomic techniques for cytokine analysis: focus on melanoma research. International journal of molecular sciences, 2017, 18.12: 2697. https://doi.org/10.3390/ijms18122697

SUN, Benjamin B., et al. Plasma proteomic associations with genetics and health in the UK Biobank. Nature, 2023, 622.7982: 329-338. https://www.nature.com/articles/s41586-023-06592-6

GRIFFITHS, Jennifer, et al. A brief history of mass spectrometry. Anal. Chem, 2008, 80.15: 5678-5683. https://doi.org/10.1021/ac8013065

Chemické listy, ročník 114, číslo 3 (2020). http://www.chemicke-listy.cz/ojs3/index.php/chemicke-listy/issue/view/291

Proteomics studies the proteome – the set of proteins present in a cell, tissue, or entire organism. The proteome is highly variable in both time and space, and its analysis requires specific approaches and advanced technologies. This article provides a brief introduction to proteomics and describes basic proteomic methods based on antibodies and mass spectrometry.

Obrazové přílohy

• Od genu po proteoformu. Lidský genom obsahuje přibližně 20 700 genů, které kódují proteiny. Každý gen má průměrně čtyři transkripční varianty dané alternativním sestřihem, což umožňuje vznik více než 80 tisíc proteinových izoforem. Proteiny poté procházejí posttranslačními modifikacemi (úpravami, blíže v textu), jichž existuje více než 400 různých typů a vedou ke vzniku milionů unikátních proteoforem. Proteoformy: modré kolečko – glykosylace, fialové – ubikvitinace, žluté – fosforylace, zkrácení proteinu – proteolýza. Vytvořeno v programu BioRender, orig. J. Červenka (https://biorender.com/k049v5o)
  
• Protilátkové proteomické metody. Proteinový čip (a) – protilátky jsou imobilizovány na sklíčku a specifickou vazbou rozpoznávají antigeny (proteiny ve vzorku). Proximity Extension Assay (PEA, b) – analyt (protein) je rozpoznáván pomocí dvou protilátek, které na sobě mají jednovláknovou DNA s komplementárním úsekem k vláknu DNA na druhé protilátce. Po vazbě na protein se dostanou do vzájemné blízkosti, dojde k hybridizaci DNA a syntéze dvouvláknové DNA pomocí polymerázové řetězové reakce (PCR). PEA (c) – pokud se na protein navážou protilátky nespecificky, nebudou jednovláknové DNA vzájemně komplementární a k hybridizaci nedojde. Vytvořeno v programu BioRender, orig. J. Červenka (https://BioRender.com/8nt85v0)
  
• Separace proteinů dvojrozměrnou gelovou elektroforézou. Proteiny z lidských fibroblastů byly v prvním rozměru rozděleny na základě izoelektrického bodu (pI) v gradientu pH 4 až 7 (izoelektrická fokusace). Rozdělení ve druhém rozměru bylo provedeno pomocí elektroforézy s dodecylsulfátem sodným (SDS-PAGE) na základě jejich molekulové hmotnosti (jednotky kDa – kilodaltony). Proteiny byly následně barveny stříbřením. Orig. H. Kupcová Skalníková
  

Archiv článků pro pedagogy a studenty

© 2025 Časopis ŽIVA – Rozhled v oboru veškeré přírody.
Založil roku 1853 J. E. Purkyně.
Vydává Nakladatelství Academia,
Středisko společných činností AV ČR, v. v. i., za podpory Akademie věd ČR.