Proteomika

Proteomika je vědecká disciplína zabývající se hromadným studiem proteinů a jejich vlastností, především struktury a funkce. Jedná se o komplexní pohled na problematiku - spíše než studiem jednotlivých proteinů se proteomika zabývá vlastnostmi celých skupin s různými společnými vlastnostmi. Cílem proteomiky je také stanovit proteom studovaných organismů, tedy soubor všech proteinů ve všech formách, které se v organismu nacházejí ve všech obdobích jeho života. Studiem změn exprese proteinů v buňkách vzhledem k různým okolnostem a studiem reakcí proteinů mezi sebou proteomika také výrazně přispívá k hledání metabolických drah, k vývoji léčiv či ke studiu biomarkerů. Proteomika často pracuje s enormními objemy dat, proto hojně využívá metody bioinformatiky.

Oblasti působení proteomiky

Hledání proteinů a jejich forem v organismech
Určování struktury proteinů
Měření rozdílů v expresi proteinů mezi buňkami
Měření změn exprese proteinů v buňce v závislosti na čase
Měření změn exprese proteinů v buňce způsobených reakcí na prostředí či na nějakou látku (např. léčivo)
Studium posttranslačních úprav proteinů
Studium reakcí mezi proteiny

Komplexita výzkumu

Proteomika je velmi komplexní problém. Je to způsobeno především těmito fakty:

Proteom je rozsáhý (v lidském těle se vyskytuje dle odhadů přes 100000 proteinů).
Proteiny podléhají degradaci, tedy mají i v prostředí buňky jen omezenou životnost.
Proteiny se vyskytují ve více formách. Podléhají takzvaným posttranslačním úpravám, tedy fosforylaci, ubiquitinaci, metylaci, glykosylaci, oxidaci a dalším. Jediný protein se může v jedné buňce v průběhu času nebo i v jediném okamžiku vyskytovat v několika formách z nichž každá může vzniknout kombinací několika těchto úprav.
V rámci jednoho organismu se v různých buňkách vyskytuje i výrazně jiná množina proteinů.
V průběhu času a v závislosti na podmínkách se exprese proteinů (druhově i kvantitativně) i v rámci jediné buňky mění.
mRNA podléhá po transkripci (u eukaryot) alternativnímu sestřihu, navíc ne všechna mRNA je translatována, proto se odvozením z informací o genomu dají získat jen omezené informace o proteomu.
Proteiny mohou být velmi náchylné na změny prostředí, což klade další velké nároky na laboratorní testy.

Laboratorní metody používané v proteomice

Elektroforéza (speciálně SDS-PAGE a 2D gely)
Hmotnostní spektrometrie a její formy (MALDI, ESI)
Hybridizační metody využívající vazbu na protilátky (proteinové microarray čipy, imunoafinitní chromatografie)

Související články

Genomika

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu proteomika na Wikimedia Commons