پزوتئومیکس

کاربرد های اصلی پروتئومیک

1- تعیین پروفایل پروتئوم (شامل پژوهش های مرتبط با جداسازی و شناسایی پروتئین ها، اندازه گیری میزان پروتئین و ..)

2- پروتئومیک مقایسه ای (مطالعه تفاوت بیان پروتئین ها در گونه های متفاوت، تیمار های متفاوت و ...)

3- پروتئومیک بر هم کنش ها یا اینتراکتومیک (مطالعه برهم کنش های پروتئین-پروتئین)

4- مطالعه اصلاحات پس از ترجمه پروتئین ها و ...

ابزارهای اصلی پروتئومیک

پروتئومیک امکان مطالعه همزمان هزاران پروتئین را فراهم نموده است. مطالعات پروتئومیک بر اساس ابزار مورد استفاده به دو دسته کلی قابل تقسیم هستند:

1- مطالعات بر مبنای ژل (Gel Based)

2- مطالعات بر اساس طیف سنجی جرمی (Mass Based)

الکتروفورز دو بعدی ابزار بنیادی پروتئومیک محسوب می شود. در این تکنیک کل پروتئین های استخراج شده از یک بافت،

سلول و ... به طور همزمان با حساسیت و قدرت تفکیک بالا مورد آنالیز و شناسایی قرار می گیرند. در سال 1975 پاتریک افارل

سیستم IEF (Iso Electric Focusing) را برای بعد اول معرفی نمود و در سال 1988 آنجلیکا گرگ پروتکل اصلی الکتروفورز دوبعدی بر مبنای استفاده از شیب تثبیت شده PH بر روی نوار های IPG (Immobilized pH Gradient) در بعد اول را تعریف کرد. در تکنیک الکتروفورز دوبعدی، پروتئین ها در بعد اول با انجام IEF بر روی نوار های ژل IPG بر مبنای بار الکتریکی ذاتی خود از هم جدا می شوند و سپس نوار ها بر روی ژل SDS، پروتئین ها بر مبنای وزن مولکولی از هم تفکیک می گردند. رنگ آمیزی ژل های حاصل از الکتروفورز دو بعدی با تکنیک های متفاوت رنگ آمیزی ژل با توجه به ویژگی ها و حساسیت های روش های متفاوت صورت می گیرد. پس از رنگ آمیزی، وجود هر لکه بر روی ژل بیانگر وجود یک یا چند پروتئین با pH و

شکل 1- الکتروفورز دو بعدی

وزن مولکولی مشخص می باشد. تجزیه و تحلیل کمی نقاط با استفاده از نرم افزار های تجزیه و تحلیل عکس مانند Melanie 4

صورت می گیرد و نهایتاً آزمون مقایسه میانگین ها با استفاده از روش های متداول آماری صورت می گیرد.

پروتئین هایی که مورد علاقه محقق قرار می گیرند می بایست شناسایی و تأیید شوند تا بتوان در مورد نقش آنها در بروز صفات یا تفاوت ها اظهار نظر کرد. لذه پروتئین ها از روی ژل بریده شده و با استفاده از دستگاه طیف سنجی جرمی توالی اسید آمینه پروتئین مشخص می شود اما جهت تأیید این نتایج استفاده از تکنیک وسترن بلات مرسوم می باشد. این تکنیک پروتئین ها را بر اساس واکنش با آنتی بادی مخصوص خود شناسایی می کند. واکنش بین آنتی بادی-آنتی ژن از اختصاصیترین پیوند های شناخته شده طبیعت می باشد.کاربرد اطلاعات حاصل از پروتئومیک می تواند با توجه زمینه مورد مطالعه محقق متفاوت باشد. از جمله مهمترین کاربرد هایی که می توان با توجه گرایش اصلاح نژاد دام مطرح نمود مطالعه PQL (Protein Quantity Loci) است. مطالعه PQL ها همانند آنچه که در مباحث QTL مطرح می گردد می باشد با این تفاوت که موضوع اصلی به جای مطالعه ژن ها مطالعه پروتئین هاست. بخش جدیدتر و البته مدرن تر تحقیقات پروتئومیک، تحقیقات بر پایه طیف سنجی جرمی می باشند. استفاده از طیف سنج جرمی، به همراه گسترش بانک های اطلاعاتی در زمینه توالی پروتئین ها را بزرگترین جهش در تحقیقات پروتئومیک می دانند. طیف سنج جرمی، یک روش تجزیه ای است که می تواند ذرات را بر اساس نسبت جرم به بار آن ها در یک میدان الکترومغناطیسی از هم تفکیک و بوسیله یک آشکار ساز تشخیص داده شوند.

چالش های موجود در تحقیقات پرتئومیک

پروتئومیک یک علم محدود به سوبسترا می باشد. به عوان مثال در مقایسه با ژنومیک این چالش آشکار میباشد. در تحقیقات ژنومیک به راحتی می توان ماده مورد مطالعه (ژنوم) را به میزان زیاد تکثیر نمود در حالی که در تحقیقات پروتئومیک این امکان وجود ندارد. محدوده ذاتی الکتروفورز دو بعدی را نیز می توان از جمله چالش های موجود دانست. محدوده قابل شناسایی پروتئین ها توسط این تکنیک در قیاس با محدوده بیانی بسیار متنوع پروتئین ها این تکنیک را در ردیابی تغییرات خارج از محدوده شناسایی آن بی فایده نموده است.

تنوع عظیم شیمیایی پروتئین ها را نیز می توان به نوعی یک محدودیت ذاتی الکتروفورز دو بعدی دانست. به عنوان مثال پروتئین های غشایی پروتئین های کاملاً محلول در چربی هستند که هم استخراج و هم الکتروفورز این پروتئین ها با دشواری هایی روبه رو است.

کاربردهای پروتئومیکس در سیستم های حیوانی

تکنیک های پروتئومیکس جهت مطالعه سیستم های حیوانی توسط محققین در تعدادی از زمینه ها از جمله علوم پایه، علوم بالینی، علوم دام، علوم کشاورزی و غذایی کاربرد دارد. بسیاری از عوامل خارجی می توانند بر استراتژیهای زندگی حیوانات غالب شوند و حیوانات به ندرت در محیط های مختلف بدون تغییر باقی می مانند. یک دیدگاه حاصل شده که بوسیله پروتئومیکس می توان یک روش یکپارچه ای را فراهم کرد که موجب بررسی کلی از بیان پروتئین در بافتهای حیوانات در شرایط محیطی مختلف می شود.

1- کاربرد تکنیک های پروتئومیکس برای کشف اساس مولکولی و مطالعه سموم و زهرهای حیوانی که دارای کمپلکس پیچیده ای از پروتئین ها وپپتیدها هستند.

2- تکنیک های پروتئومیکس برای توصیف اجزا فعال زهرها وسموم حیوانات و بررسی فعالیتهای بیولوژیکی و دارویی شان استفاده می شود و قادرند مشخصات واکنش بیوشیمیایی در سطح پروتئین را بدست آورند که نتیجه مستقیم در بهبود درک ما از بیماری و بهداشت حیوانات دارد.

3- پیشرفت تکنیک های پروتئومیکس در حیوانات ابعاد جدیدی برای آنالیز نمونه های بالینی مربوط بوجود آورده اند و این استراتژی ها به طور فزاینده ای برای شناسایی بیومارکرهای تشخیصی و بررسی علت بیماری حیوانات استفاده می شوند

4- تکنیک های پروتئومیکس برای تعیین واکنش میزبان به عفونت، بررسی مکانیسم های انتقال بیماری های عفونی و توسعه استراتژیهای نوین برای متحول کردن درمان از جمله واکسن مناسب استفاده می شوند.

5- تکنیک های پروتئومیکس همچنین برای مطالعه باروری و تولید مثل حیوانات استفاده می شوند.

6- تکنیک های پروتئومیکس برای مطالعه کیفیت محصولات دامی و تشخیص موادغذایی حساسیت زا و شناسایی نشانگرهای فساد در فرآورده های لبنی استفاده می شوند.

پزوتئومیکس

مطالب مشابه :

الکتروفورز دو بعدی

پزوتئومیکس

الکتروفورز دو بعدی چیست

پروتئوم و پروتئومیک

الکتروفورز دو بعدی چیست ؟

پروتئومیکس Proteomics

two-dimensional elechtrophoresis

شاخه بندی شیمی تجزیه