علم البروتينات

علم البروتينات هو دراسة البروتينات على نطاق واسع . [ 1 ] يُعرَّف البروتينوم بأنه مجموعة البروتينات الكاملة التي ينتجها أو يُعدِّلها كائن حي أو نظام حيوي. يُعدّ علم البروتينات مجالًا متعدد التخصصات يشمل استكشاف البروتينات من المستوى العام لتكوينها وبنيتها ونشاطها. ورغم ضخامة حجم البروتينوم وتعقيده، فقد ساهم التقدم التكنولوجي الحديث بشكل كبير في توسيع نطاق حساسية تحليل البروتينات ونطاقه. [ 2 ]
يشير مصطلح علم البروتينات عمومًا إلى التحليل التجريبي واسع النطاق للبروتينات والبروتينات، ولكنه غالبًا ما يشير تحديدًا إلى تنقية البروتينات وقياس الطيف الكتلي . في الواقع، يُعد قياس الطيف الكتلي أقوى طريقة لتحليل البروتينات، سواء في عينات كبيرة تتكون من ملايين الخلايا، [ 3 ] [ 4 ] أو في خلايا مفردة. [ 5 ] [ 6 ]
تُعدّ البروتينات جزيئات ضخمة حيوية لجميع الكائنات الحية، ولها وظائف عديدة مثل تكوين الألياف البنائية للأنسجة العضلية ، والهضم الأنزيمي للطعام، وتخليق وتضاعف الحمض النووي (DNA) . إضافةً إلى ذلك، تشمل أنواع البروتينات الأخرى الأجسام المضادة التي تحمي الكائن الحي من العدوى، والهرمونات التي تُرسل إشارات مهمة في جميع أنحاء الجسم.
يُمكّن علم البروتينات من تحديد أعداد متزايدة باستمرار من البروتينات. ويختلف هذا العدد باختلاف الوقت والمتطلبات أو الضغوطات المختلفة التي تتعرض لها الخلية أو الكائن الحي. [ 7 ]
التاريخ وأصل الكلمات
بدأت الدراسات الأولى للبروتينات التي يمكن اعتبارها علم البروتينات في عام 1974، بعد إدخال الجل ثنائي الأبعاد ورسم خرائط البروتينات من بكتيريا الإشريكية القولونية . [ 8 ]
البروتيوم هو مزيج من كلمتي البروتين والجينوم . وقد صاغه مارك ويلكنز عام 1994 عندما كان طالب دكتوراه في جامعة ماكواري ، [ 9 ] التي أسست أول مختبر متخصص في علم البروتينات عام 1995. [ 10 ] [ 11 ]
مدى تعقيد المشكلة
بعد علم الجينوم وعلم النسخ ، يُعد علم البروتينات الخطوة التالية في دراسة الأنظمة البيولوجية. وهو أكثر تعقيدًا من علم الجينوم لأن جينوم الكائن الحي ثابت تقريبًا، بينما تختلف البروتينات من خلية إلى أخرى ومن وقت لآخر. تُعبَّر جينات متميزة في أنواع خلايا مختلفة، مما يعني أنه يجب تحديد حتى المجموعة الأساسية من البروتينات المنتجة في الخلية. [ 12 ]
في الماضي، كان يتم تقييم هذه الظاهرة بتحليل الحمض النووي الريبوزي (RNA)، والذي وُجد أنه لا يرتبط بمحتوى البروتين. [ 13 ] [ 14 ] من المعروف الآن أن الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) لا يُترجم دائمًا إلى بروتين، [ 15 ] وأن كمية البروتين المُنتجة لكمية معينة من الحمض النووي الريبوزي الرسول تعتمد على الجين الذي يُنسخ منه وعلى الحالة الفيزيولوجية للخلية. يؤكد علم البروتينات وجود البروتين ويوفر قياسًا مباشرًا لكميته. [ 16 ]
التعديلات اللاحقة للترجمة
لا يقتصر تأثير الترجمة من الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) على إحداث اختلافات فحسب، بل تخضع العديد من البروتينات أيضًا لمجموعة واسعة من التعديلات الكيميائية بعد الترجمة. تشمل التعديلات اللاحقة للترجمة الأكثر شيوعًا والأكثر دراسةً الفسفرة والتحلل السكري. وتُعدّ العديد من هذه التعديلات اللاحقة للترجمة ضرورية لوظيفة البروتين. [ 17 ]
الفسفرة
أحد هذه التعديلات هو الفسفرة ، التي تحدث للعديد من الإنزيمات والبروتينات البنيوية في عملية الإشارات الخلوية . تؤدي إضافة مجموعة فوسفات إلى أحماض أمينية معينة - غالباً السيرين والثريونين [ 18 ] بوساطة كينازات السيرين- ثريونين ، أو نادراً التيروسين بوساطة كينازات التيروسين - إلى جعل البروتين هدفاً للارتباط أو التفاعل مع مجموعة محددة من البروتينات الأخرى التي تتعرف على النطاق المفسفر. [ 19 ]
نظرًا لأن فسفرة البروتين تُعدّ من أكثر تعديلات البروتين دراسةً، فإن العديد من الجهود المبذولة في مجال علم البروتينات تُوجّه نحو تحديد مجموعة البروتينات المفسفرة في نوع معين من الخلايا أو الأنسجة في ظل ظروف محددة. [ 20 ] وهذا يُنبه الباحث إلى مسارات الإشارات التي قد تكون نشطة في تلك الحالة.
اليوبيكويتين
اليوبيكويتين بروتين صغير قد يرتبط ببعض ركائز البروتين بواسطة إنزيمات تُسمى ليغازات اليوبيكويتين E3 . يساعد تحديد البروتينات التي تخضع لعملية إضافة اليوبيكويتين المتعدد على فهم كيفية تنظيم مسارات البروتين. [ 21 ] ولذلك، تُعد هذه دراسة "بروتيومية" إضافية ذات مغزى. وبالمثل، بمجرد أن يحدد الباحث الركائز التي تخضع لعملية إضافة اليوبيكويتين بواسطة كل ليغاز، يصبح من المفيد تحديد مجموعة الليغازات المُعبر عنها في نوع خلية معين. [ 22 ]
تعديلات إضافية
إضافةً إلى الفسفرة واليوبيكويتين ، قد تخضع البروتينات لعمليات أخرى، منها المثيلة ، والأسيتلة ، والغليكوزيل ، والأكسدة ، والنترزة . بعض البروتينات تخضع لجميع هذه التعديلات، غالباً بتراكيب تعتمد على الزمن. وهذا يُظهر مدى تعقيد دراسة بنية البروتين ووظيفته.
تُصنع البروتينات المتميزة في ظروف متميزة
قد تُنتج الخلية مجموعات مختلفة من البروتينات في أوقات مختلفة أو في ظل ظروف مختلفة، على سبيل المثال أثناء النمو ، أو التمايز الخلوي ، أو دورة الخلية ، أو التسرطن . ومما يزيد من تعقيد البروتينات، كما ذُكر، أن معظم البروتينات قادرة على الخضوع لمجموعة واسعة من التعديلات ما بعد الترجمة.
لذا، قد تصبح دراسة "البروتيوميات" معقدة بسرعة كبيرة، حتى لو كان موضوع الدراسة محدودًا. في سياقات أكثر طموحًا، كالبحث عن مؤشر حيوي لنوع فرعي محدد من السرطان، قد يختار عالم البروتيوميات دراسة عينات متعددة من مصل الدم من مرضى سرطان متعددين لتقليل العوامل المربكة ومراعاة التشويش التجريبي. [ 23 ] وبالتالي، فإن التصاميم التجريبية المعقدة ضرورية أحيانًا لمراعاة التعقيد الديناميكي للبروتيوم.
قيود دراسات علم الجينوم وعلم البروتينات
يوفر علم البروتينات مستوى مختلفًا من الفهم مقارنة بعلم الجينوم لأسباب عديدة:
- لا يُعطي مستوى نسخ الجين سوى تقدير تقريبي لمستوى ترجمته إلى بروتين. [ 24 ] قد يتحلل الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) المُنتَج بوفرة بسرعة أو يُترجم بكفاءة منخفضة، مما ينتج عنه كمية قليلة من البروتين.
- كما ذُكر سابقاً، تخضع العديد من البروتينات لتعديلات ما بعد الترجمة التي تؤثر بشكل كبير على وظائفها؛ فعلى سبيل المثال، لا تكون بعض البروتينات نشطة إلا بعد فسفرتها. وتُستخدم طرق مثل علم البروتينات الفسفورية وعلم البروتينات السكرية لدراسة تعديلات ما بعد الترجمة.
- تؤدي العديد من النسخ إلى ظهور أكثر من بروتين واحد، من خلال التضفير البديل أو التعديلات اللاحقة للترجمة البديلة.
- تشكل العديد من البروتينات مركبات مع بروتينات أخرى أو جزيئات الحمض النووي الريبي، ولا تعمل إلا في وجود هذه الجزيئات الأخرى.
- يلعب معدل تحلل البروتين دورًا مهمًا في محتوى البروتين. [ 25 ]
قابلية التكرار . أحد العوامل الرئيسية المؤثرة على قابلية التكرار في تجارب البروتينات هو الإذابة المتزامنة لعدد أكبر بكثير من الببتيدات مما يمكن لأجهزة قياس الطيف الكتلي قياسه. يتسبب هذا في اختلافات عشوائية بين التجارب نتيجةً لاعتماد البيانات على اكتساب الببتيدات الناتجة عن هضم التربسين. على الرغم من أن تحليلات البروتينات واسعة النطاق المبكرة أظهرت تباينًا كبيرًا بين المختبرات، [ 26 ] [ 27 ] يُعزى جزئيًا إلى الاختلافات التقنية والتجريبية بين المختبرات، فقد تحسنت قابلية التكرار في تحليلات قياس الطيف الكتلي الأحدث، لا سيما على مستوى البروتين. [ 28 ] والجدير بالذكر أن البروتينات المستهدفة تُظهر قابلية تكرار وقابلية إعادة إنتاج أعلى مقارنةً بطرق البروتينات واسعة النطاق، وإن كان ذلك على حساب كثافة البيانات وفعاليتها. [ 29 ]
جودة البيانات . يُعدّ تحليل البروتينات قابلاً للأتمتة بدرجة كبيرة، حيث تُنشأ مجموعات بيانات ضخمة تُعالج بواسطة خوارزميات برمجية. تُستخدم معايير التصفية لتقليل عدد النتائج الخاطئة، ولكن لا يمكن التخلص منها تمامًا. وقد أعرب العلماء عن ضرورة إدراك أن تجارب البروتينات يجب أن تلتزم بمعايير الكيمياء التحليلية (جودة بيانات كافية، وفحص منطقي، والتحقق من الصحة). [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]
طرق دراسة البروتينات
في علم البروتينات، توجد طرق متعددة لدراسة البروتينات. عمومًا، يمكن الكشف عن البروتينات باستخدام الأجسام المضادة (المقايسات المناعية)، أو الفصل الكهربائي، أو قياس الطيف الكتلي . عند تحليل عينة بيولوجية معقدة، يلزم استخدام جسم مضاد شديد التخصص في تحليل البقعة النقطية الكمي (QDB)، أو استخدام الفصل الكيميائي الحيوي قبل خطوة الكشف، نظرًا لوجود عدد كبير جدًا من المواد المراد تحليلها في العينة، مما يجعل الكشف والقياس الكمي الدقيقين أمرًا بالغ الصعوبة.
الكشف عن البروتين باستخدام الأجسام المضادة (المقايسات المناعية)
تُستخدم الأجسام المضادة لبروتينات معينة، أو أشكالها المُعدّلة، في دراسات الكيمياء الحيوية وبيولوجيا الخلية . وتُعدّ هذه الأجسام المضادة من أكثر الأدوات شيوعًا بين علماء الأحياء الجزيئية اليوم. توجد العديد من التقنيات والبروتوكولات المُحددة التي تستخدم الأجسام المضادة للكشف عن البروتينات. يُستخدم اختبار المقايسة المناعية المرتبطة بالإنزيم (ELISA) منذ عقود للكشف عن البروتينات وقياسها كميًا في العينات. يُمكن استخدام تقنية التلطيخ الغربي للكشف عن البروتينات الفردية وتحديد كميتها، حيث يتم في الخطوة الأولى فصل خليط بروتيني مُعقد باستخدام تقنية الفصل الكهربائي الهلامي SDS-PAGE ، ثم يتم تحديد البروتين المطلوب باستخدام جسم مضاد. [ 34 ]
يمكن دراسة البروتينات المعدلة بتطوير أجسام مضادة متخصصة في هذا التعديل. على سبيل المثال، تتعرف بعض الأجسام المضادة على بروتينات معينة فقط عندما تكون مُفسفرة على التيروزين ، وتُعرف هذه الأجسام المضادة باسم الأجسام المضادة المتخصصة بالفسفرة. كما توجد أجسام مضادة متخصصة في تعديلات أخرى، ويمكن استخدامها لتحديد مجموعة البروتينات التي خضعت للتعديل المطلوب. [ 35 ]
يمكن أيضًا إجراء المقايسات المناعية باستخدام مشتقات الغلوبولين المناعي المُصنّعة بتقنية إعادة التركيب أو هياكل بروتينية مصممة صناعيًا يتم اختيارها لخصوصية عالية تجاه المستضد. تشمل هذه الروابط أجزاء الأجسام المضادة أحادية النطاق (الأجسام النانوية)، [ 36 ] وبروتينات تكرار الأنكيرين المصممة (DARPins)، [ 37 ] والأبتاميرات. [ 38 ]
يُسهم الكشف عن الأمراض على المستوى الجزيئي في إحداث ثورة في التشخيص والعلاج المبكرين. ومن التحديات التي تواجه هذا المجال أن المؤشرات الحيوية البروتينية للتشخيص المبكر قد تكون موجودة بتراكيز منخفضة للغاية. ويبلغ الحد الأدنى للكشف باستخدام تقنية المقايسة المناعية التقليدية نطاق الفيمتومولار (10⁻¹³ مولار ). وقد حسّنت تقنية المقايسة المناعية الرقمية حساسية الكشف بمقدار ثلاثة أضعاف، لتصل إلى نطاق الأتومولار (10⁻¹⁶ مولار ). وتملك هذه القدرة إمكانية تحقيق تطورات جديدة في التشخيص والعلاج، إلا أن هذه التقنيات لا تزال تعتمد على إجراءات يدوية غير ملائمة للاستخدام الروتيني الفعال. [ 39 ]
الكشف عن البروتين بدون أجسام مضادة
على الرغم من أن الكشف عن البروتينات باستخدام الأجسام المضادة لا يزال شائعًا جدًا في البيولوجيا الجزيئية، فقد طُوّرت طرق أخرى لا تعتمد على الأجسام المضادة. توفر هذه الطرق مزايا عديدة، فهي غالبًا ما تكون قادرة على تحديد تسلسل البروتين أو الببتيد، وقد تتميز بإنتاجية أعلى من الطرق القائمة على الأجسام المضادة، وفي بعض الأحيان يمكنها تحديد وقياس كمية البروتينات التي لا يوجد لها أجسام مضادة.
أساليب الكشف
كانت طريقة إدمان (التي طُرحت عام 1967) من أوائل طرق تحليل البروتينات، حيث يُخضع ببتيد واحد لعدة مراحل من التحلل الكيميائي لفصل تسلسله. وقد حلت محل هذه الطرق المبكرة تقنياتٌ توفر إنتاجية أعلى.
تستخدم الطرق المُطبقة حديثًا تقنيات تعتمد على قياس الطيف الكتلي ، وهو تطورٌ أتاحته اكتشافات طرق "التأين اللطيف" التي طُوّرت في ثمانينيات القرن الماضي، مثل التأين/الامتزاز الليزري بمساعدة المصفوفة (MALDI) والتأين بالرذاذ الإلكتروني (ESI) . وقد أدت هذه الطرق إلى ظهور منهجيات البروتينات من الأعلى إلى الأسفل ومن الأسفل إلى الأعلى، حيث تُجرى في كثير من الأحيان عمليات فصل إضافية قبل التحليل (انظر أدناه).
طرق الفصل
يتطلب تحليل العينات البيولوجية المعقدة تقليل تعقيدها. ويمكن تحقيق ذلك خارج الخط باستخدام الفصل أحادي أو ثنائي الأبعاد . ومؤخراً، طُوّرت طرقٌ متصلةٌ بالإنترنت، حيث تُفصل الببتيدات الفردية (في مناهج البروتينات من الأسفل إلى الأعلى) باستخدام كروماتوغرافيا الطور المعكوس ، ثم تُؤيَّن مباشرةً باستخدام التأين بالرذاذ الإلكتروني (ESI ). ويُفسّر الربط المباشر بين الفصل والتحليل مصطلح "التحليل المتصل بالإنترنت".
التقنيات الهجينة
تستخدم العديد من التقنيات الهجينة تنقية المواد التحليلية الفردية باستخدام الأجسام المضادة، ثم تُجري تحليلًا طيفيًا للكتلة لتحديد هويتها وقياس كميتها. ومن أمثلة هذه الطرق طريقة MSIA (المقايسة المناعية الطيفية للكتلة) ، التي طورها راندال نيلسون عام 1995، [ 40 ] وطريقة SISCAPA (التقاط المعيار بالنظائر المستقرة باستخدام الأجسام المضادة للببتيدات)، التي قدمها لي أندرسون عام 2004. [ 41 ]
منهجيات البحث الحالية
يمكن استخدام تقنية الفصل الكهربائي الهلامي التفاضلي ثنائي الأبعاد الفلوري (2-D DIGE) [ 42 ] لتحديد كمية التباين في عملية 2-D DIGE ووضع عتبات ذات صلاحية إحصائية لتحديد التغيرات الكمية بين العينات. [ 42 ]
قد يكشف التحليل البروتيني المقارن عن دور البروتينات في الأنظمة البيولوجية المعقدة، بما في ذلك التكاثر. على سبيل المثال، يؤدي استخدام مبيد الحشرات تريازوفوس إلى زيادة محتوى بروتينات الغدد الملحقة (Acps) لدى ذكور نطاط الأرز البني ( Nilaparvata lugens (Stål))، والتي قد تنتقل إلى الإناث عبر التزاوج، مما يؤدي إلى زيادة خصوبتها (أي معدل المواليد). [ 43 ] ولتحديد التغيرات في أنواع بروتينات الغدد الملحقة (Acps) والبروتينات التناسلية التي تتلقاها إناث نطاط الأرز المتزاوجة من الذكور، أجرى الباحثون تحليلًا بروتينيًا مقارنًا لإناث N. lugens المتزاوجة . [ 44 ] أشارت النتائج إلى أن هذه البروتينات تشارك في عملية التكاثر لدى إناث وذكور N. lugens البالغة. [ 44 ]
لقد تم إثبات أن تحليل البروتينات في بيروكسيسومات نبات الأرابيدوبسيس [ 45 ] هو النهج الرئيسي غير المتحيز لتحديد بروتينات البيروكسيسوم الجديدة على نطاق واسع. [ 45 ]
توجد طرق عديدة لتوصيف البروتينوم البشري، الذي يُقدّر أنه يحتوي على ما بين 20,000 و25,000 بروتين غير متكرر. ومن المرجح أن يزداد عدد أنواع البروتينات الفريدة بما يتراوح بين 50,000 و500,000 نتيجةً لعمليات ربط الحمض النووي الريبوزي (RNA) والتحلل البروتيني، وعند إضافة التعديلات اللاحقة للترجمة، يُقدّر إجمالي عدد البروتينات البشرية الفريدة بملايين قليلة. [ 46 ] [ 47 ]
بالإضافة إلى ذلك، تم الإبلاغ مؤخرًا عن أولى المحاولات الواعدة لفك شفرة البروتينات في أورام الحيوانات. [ 48 ] وقد استُخدمت هذه الطريقة كطريقة وظيفية في تحليل البروتينات في الروبيان العملاق (Macrobrachium rosenbergii) . [ 49 ]
تقنيات البروتينات عالية الإنتاجية
اكتسب علم البروتينات زخماً مطرداً خلال العقد الماضي مع تطور العديد من المناهج. قليل منها جديد، والبعض الآخر يعتمد على أساليب تقليدية. تُعدّ طرق قياس الطيف الكتلي، وعلم البروتينات بالتقارب، والمصفوفات الدقيقة من أكثر التقنيات شيوعاً لدراسة البروتينات على نطاق واسع.
قياس الطيف الكتلي وتوصيف البروتين

تُستخدم حاليًا طريقتان تعتمدان على قياس الطيف الكتلي لتحليل البروتينات . تعتمد الطريقة الأكثر شيوعًا وانتشارًا على الفصل الكهربائي ثنائي الأبعاد عالي الدقة لفصل البروتينات من عينات مختلفة بالتوازي، يليه اختيار وتلوين البروتينات ذات التعبير التفاضلي لتحديدها بواسطة قياس الطيف الكتلي. على الرغم من التطورات التي شهدها الفصل الكهربائي ثنائي الأبعاد ونضجه، إلا أنه لا يخلو من بعض القيود. يتمثل التحدي الرئيسي في عدم القدرة على فصل جميع البروتينات داخل العينة، نظرًا لتفاوت مستويات التعبير واختلاف خصائصها. إذ يُمكن أن يؤثر كل من حجم المسام وشحنة البروتين وحجمه وشكله بشكل كبير على معدل الهجرة، مما يؤدي إلى تعقيدات أخرى. [ 50 ]
يستخدم النهج الكمي الثاني علامات النظائر المستقرة لوسم البروتينات بشكل تفاضلي من خليطين معقدين مختلفين. [ 51 ] [ 52 ] في هذا النهج، تُوسم البروتينات داخل الخليط المعقد نظائريًا أولًا، ثم تُهضم لإنتاج ببتيدات موسومة. بعد ذلك، تُجمع الخلائط الموسومة، وتُفصل الببتيدات بواسطة كروماتوغرافيا سائلة متعددة الأبعاد، وتُحلل بواسطة مطياف الكتلة الترادفي. تُعد كواشف علامات التقارب المشفرة بالنظائر (ICAT) من أكثر علامات النظائر استخدامًا. في هذه الطريقة، ترتبط بقايا السيستين في البروتينات تساهميًا بكاشف ICAT، مما يقلل من تعقيد الخلائط عن طريق حذف البقايا غير السيستينية.
يُعدّ التحليل البروتيني الكمي باستخدام الوسم النظائري المستقر أداةً متزايدة الأهمية في التطورات الحديثة. أولًا، استُخدمت التفاعلات الكيميائية لإدخال علامات في مواقع أو بروتينات محددة بهدف دراسة وظائف بروتينية معينة. وقد تم عزل الببتيدات المفسفرة باستخدام الوسم النظائري والكيمياء الانتقائية لاستخلاص جزء من البروتين من بين الخليط المعقد. ثانيًا، استُخدمت تقنية ICAT للتمييز بين المركبات الجزيئية الكبيرة المنقاة جزئيًا أو كليًا، مثل مركب ما قبل بدء بوليميراز الحمض النووي الريبي II الكبير والبروتينات المرتبطة بعامل النسخ الخميري. ثالثًا، جُمعت تقنية الوسم ICAT مؤخرًا مع عزل الكروماتين لتحديد وقياس البروتينات المرتبطة بالكروماتين. أخيرًا، تُعدّ كواشف ICAT مفيدةً في التحليل البروتيني للعضيات الخلوية وأجزاء خلوية محددة. [ 50 ]
يُعدّ أسلوب الوسم الدقيق للكتلة والزمن (AMT) الذي طوّره ريتشارد د. سميث وزملاؤه في مختبر باسيفيك نورث ويست الوطني، نهجًا كميًا آخر . في هذا النهج، يتم تحقيق إنتاجية وحساسية أعلى من خلال الاستغناء عن الحاجة إلى مطياف الكتلة الترادفي، والاستفادة من معلومات زمن الفصل المحددة بدقة، بالإضافة إلى تحديدات الكتلة عالية الدقة لتحديد الببتيدات والبروتينات.
البروتينات ذات الألفة
تستخدم تقنية البروتينات ذات الألفة الأجسام المضادة أو كواشف أخرى ذات ألفة عالية (مثل الأبتاميرات القائمة على قليل النوكليوتيدات) ككواشف للكشف عن البروتينات النوعية. [ 53 ] ويمكن لهذه الطريقة حاليًا تحليل آلاف البروتينات، عادةً من السوائل الحيوية مثل البلازما أو المصل أو السائل النخاعي الشوكي. ومن أهم ما يميز هذه التقنية قدرتها على تحليل مئات أو آلاف العينات في فترة زمنية معقولة (بضعة أيام أو أسابيع)؛ إذ لا يمكن تطبيق طرق قياس الطيف الكتلي على هذا المستوى من إنتاجية العينات في تحليلات البروتينات.
رقائق البروتين
يُعدّ استخدام المصفوفات الدقيقة للبروتينات أحد الحلول لتحقيق التوازن بين استخدام مطياف الكتلة في علم البروتينات والطب. يهدف هذا النوع من المصفوفات إلى طباعة آلاف من خصائص الكشف عن البروتينات لتحليل العينات البيولوجية. تُعدّ مصفوفات الأجسام المضادة مثالًا على ذلك، حيث تُرتّب مجموعة من الأجسام المضادة المختلفة للكشف عن مستضداتها في عينة من دم الإنسان. وهناك نهج آخر يتمثل في ترتيب أنواع متعددة من البروتينات لدراسة خصائص مثل تفاعلات البروتين مع الحمض النووي، وتفاعلات البروتين مع البروتين، وتفاعلات البروتين مع الروابط. من الناحية المثالية، يجب أن تحتوي مصفوفات البروتينات الوظيفية على جميع بروتينات الكائن الحي. تألفت النسخة الأولى من هذه المصفوفات من 5000 بروتين مُنقّى من الخميرة، وُضعت على شرائح زجاجية مجهرية. على الرغم من نجاح الشريحة الأولى، إلا أن تطبيق مصفوفات البروتينات شكّل تحديًا أكبر. فالبروتينات بطبيعتها أصعب بكثير في التعامل معها من الحمض النووي. فهي تتميز بنطاق ديناميكي واسع، وأقل استقرارًا من الحمض النووي، ويصعب الحفاظ على بنيتها على الشرائح الزجاجية، على الرغم من أهميتها في معظم التحليلات. تتمتع تقنية ICAT العالمية بمزايا ملحوظة مقارنة بتقنيات رقائق البروتين. [ 50 ]
المصفوفات الدقيقة للبروتينات ذات الطور المعكوس

يُعدّ هذا تطبيقًا واعدًا وحديثًا للمصفوفات الدقيقة لتشخيص ودراسة وعلاج الأمراض المعقدة كالسرطان. تدمج هذه التقنية تقنية التشريح المجهري بالليزر (LCM) مع تقنية المصفوفات الدقيقة لإنتاج مصفوفات بروتينية ذات طور عكسي. في هذا النوع من المصفوفات، تُثبّت مجموعة البروتينات كاملةً بهدف رصد مراحل المرض المختلفة لدى المريض الواحد. عند استخدامها مع تقنية التشريح المجهري بالليزر، تُتيح المصفوفات ذات الطور العكسي مراقبة الحالة المتغيرة للبروتينات بين مجموعات الخلايا المختلفة ضمن مساحة صغيرة من الأنسجة البشرية. يُفيد هذا في تحديد حالة جزيئات الإشارات الخلوية في مقطع عرضي من الأنسجة يشمل الخلايا الطبيعية والسرطانية. يُفيد هذا النهج في مراقبة حالة العوامل الرئيسية في ظهارة البروستاتا الطبيعية وأنسجة سرطان البروستاتا الغازي. بعد ذلك، تُشَرِّح هذه الأنسجة بتقنية التشريح المجهري بالليزر، وتُرتب مستخلصات البروتين على شرائح من النيتروسليلوز، ثم تُفحص باستخدام أجسام مضادة نوعية. تتيح هذه الطريقة تتبع جميع أنواع الأحداث الجزيئية، ومقارنة الأنسجة السليمة والمريضة لدى المريض نفسه، مما يُسهم في تطوير استراتيجيات العلاج والتشخيص. كما أن القدرة على الحصول على صور بروتينية لمجموعات الخلايا المجاورة، باستخدام المصفوفات الدقيقة ذات الطور العكسي بالتزامن مع تقنية فصل الخلايا بالليزر، لها تطبيقات عديدة تتجاوز دراسة الأورام. إذ يُمكن لهذا النهج أن يُقدم رؤى ثاقبة حول وظائف الأعضاء الطبيعية والمرضية لجميع الأنسجة، وهو ذو قيمة بالغة في توصيف العمليات التطورية والتشوهات. [ 50 ]
الكشف عن البروتينات باستخدام الكيمياء الحيوية المتعامدة

كشفت التطورات الحديثة في الكيمياء الحيوية المتعامدة عن تطبيقات في تحليل البروتينات. وقد أدى التوسع في استخدام الجزيئات العضوية لمراقبة تفاعلها مع البروتينات إلى ظهور طرق واسعة النطاق لوسمها. وتمثل الأحماض الأمينية غير الطبيعية والمجموعات الوظيفية المختلفة تقنيات جديدة ومتنامية في علم البروتينات.
تُدمج جزيئات حيوية محددة، قابلة للاستقلاب في الخلايا أو الأنسجة، في البروتينات أو السكريات. يحمل الجزيء علامة تقارب، تُعدّل البروتين مما يسمح بالكشف عنه. يستخدم أزيدوهوموألانين (AHA) علامة التقارب هذه عبر دمجه مع إنزيم ميثيونين-ترنا سينثيتاز للاندماج في البروتينات. وقد مكّن هذا أزيدوهوموألانين من المساعدة في تحديد هوية البروتينات المُصنّعة حديثًا استجابةً للاضطرابات ، وتحديد البروتينات التي تفرزها الخلايا. [ 54 ]
أظهرت دراسات حديثة [ 55 ] باستخدام تكثيف الكيتونات والألدهيدات أنها الأنسب للوسم في المختبر أو على سطح الخلية . ومع ذلك، كشف استخدام الكيتونات والألدهيدات كمؤشرات حيوية متعامدة عن حركية بطيئة ، مما يشير إلى أنه على الرغم من فعاليتها في الوسم، إلا أنه يجب أن يكون التركيز عاليًا.
يمكن الكشف عن بعض البروتينات من خلال تفاعلها مع مجموعات الأزيد . قد تحمل الأحماض الأمينية غير البروتينية مجموعات أزيد تتفاعل مع الفوسفينات في تفاعلات ستودينجر . وقد استُخدم هذا التفاعل بالفعل لوسم جزيئات حيوية أخرى في الخلايا الحية والحيوانات. [ 56 ]
يتوسع مجال التفاعلات الحيوية المتعامدة، مما يدفع باتجاه تطبيقات أوسع في علم البروتينات. ومن الجدير بالذكر الإشارة إلى مزاياه وعيوبه. فالتفاعلات السريعة قادرة على تكوين روابط حيوية وتركيزات عالية باستخدام كميات قليلة من المواد المتفاعلة. في المقابل، تتطلب التفاعلات الحركية البطيئة، مثل تكثيف الألدهيدات والكيتونات، تركيزًا عاليًا، على الرغم من فعاليتها، مما يجعلها غير مجدية اقتصاديًا.
التطبيقات العملية
اكتشاف الأدوية
من أهم نتائج الأبحاث المتعلقة بالجينات والبروتينات البشرية تحديد أدوية جديدة محتملة لعلاج الأمراض. تعتمد هذه العملية على معلومات الجينوم والبروتيوم لتحديد البروتينات المرتبطة بأمراض معينة، والتي يمكن تقييمها لاحقًا كأهداف علاجية باستخدام أساليب حسابية. على سبيل المثال، عندما يُشتبه في تورط بروتين ما في مرض ما، فإن معرفة بنيته ثلاثية الأبعاد تُسهم في تصميم أدوية تُعيق وظيفته. فالجزيء الذي يتناسب مع الموقع النشط للإنزيم ولكنه لا يستطيع الانفصال عنه، يُمكنه تعطيل الإنزيم بفعالية. هذا المبدأ هو أساس العديد من استراتيجيات اكتشاف الأدوية الحديثة، والتي تهدف إلى تحديد مركبات قادرة على تعديل أو تثبيط البروتينات ذات الصلة بالمرض. ومع تزايد فهم الاختلافات الجينية بين الأفراد، يُتوقع أن تدعم هذه الأساليب تطوير أدوية شخصية مُصممة خصيصًا لتحسين فعالية العلاج لكل مريض على حدة. [ 57 ]
يوفر فرع من علم البروتينات يُعرف باسم علم البروتينات الكيميائي مجموعة واسعة من الأدوات والتقنيات لتحديد وتوصيف البروتينات المستهدفة للأدوية، مما يدعم جهود اكتشاف الأدوية وتطويرها. [ 58 ]
تُستخدم تقنيات قياس التحول الحراري الخلوي (CETSA) وتقنية البروتينات القائمة على تغيير الذوبانية المتكاملة للبروتينات (PISA) على نطاق واسع في اكتشاف الأدوية، باعتبارها طرقًا غير موسومة ومتوافقة مع قياس الطيف الكتلي، وذلك لتحديد كمية ارتباط الدواء بالهدف الخلوي (تأكيد ارتباط الدواء بهدفه المقصود)، وفك تشابك أهداف الأدوية (تحديد البروتين المستهدف للمركبات ذات الأهداف غير المعروفة)، وتوصيف التفاعلات غير المستهدفة على مستوى البروتينوم. [ 59 ] [ 60 ] [ 61 ] [ 62 ] تقيس تقنية CETSA التغيرات التي يُحدثها الدواء في الثبات الحراري للبروتين في الخلايا أو الأنسجة السليمة، وعند دمجها مع تقنية البروتينات، فإنها تُمكّن من تحديد وتصنيف الأهداف وغير المستهدفة بشكل غير متحيز، بالإضافة إلى دعم دراسات آلية عمل التأثير الظاهري . [ 59 ] [ 60 ] [ 61 ] [ 62 ] تُوسّع تقنية PISA مبادئ الإزاحة الحرارية من خلال دمج تغيرات ذوبان البروتين عبر تدرج حراري، مما يزيد الإنتاجية بشكل كبير ويتيح تحليلًا متعددًا لمركبات أو تراكيز أو نقاط زمنية متعددة. يُسهّل هذا النهج فك تشفير الهدف عالي المحتوى وتحديد آلية العمل المقارنة، بما في ذلك التطبيقات في سير العمل منخفض المدخلات أو المؤتمت. [ 63 ] [ 64 ] [ 65 ]
علم البروتينات التفاعلية وشبكات البروتين
علم البروتينات التفاعلية هو تحليل تفاعلات البروتينات بدءًا من التفاعلات الثنائية وصولًا إلى البروتينات على مستوى الشبكة البروتينية. تعمل معظم البروتينات من خلال تفاعلات بروتين-بروتين ، وأحد أهداف علم البروتينات التفاعلية هو تحديد التفاعلات الثنائية بين البروتينات ، والمعقدات البروتينية ، والشبكات البروتينية التفاعلية .
تتوفر عدة طرق لدراسة تفاعلات البروتين-بروتين . في حين أن الطريقة الأكثر تقليدية هي تحليل التفاعل الثنائي في الخميرة ، إلا أن طريقة التنقية بالتقارب متبوعةً بقياس الطيف الكتلي للبروتين باستخدام طعوم بروتينية موسومة تُعدّ طريقةً ناشئةً وفعّالة . تشمل الطرق الأخرى رنين البلازمون السطحي (SPR) [ 66 ] [ 67 ] ، والمصفوفات الدقيقة للبروتين ، والتداخل ثنائي الاستقطاب ، والترحيل الحراري على المستوى الميكروي ، واختبار الاستبعاد الحركي ، والأساليب التجريبية مثل عرض العاثيات والأساليب الحسابية الحاسوبية .
تُعدّ معرفة تفاعلات البروتين-بروتين مفيدةً للغاية في مجال الشبكات البيولوجية وعلم الأحياء النظمي ، على سبيل المثال في مسارات إشارات الخلايا وشبكات تنظيم الجينات (حيث تُعدّ معرفة تفاعلات البروتين-الحمض النووي مفيدةً أيضًا). ويُعدّ التحليل الشامل لتفاعلات البروتين، ودمج أنماط هذه التفاعلات في شبكات بيولوجية أوسع ، أمرًا بالغ الأهمية لفهم علم الأحياء النظمي . [ 68 ] [ 69 ]
علم البروتينات التعبيرية
يشمل علم البروتينات التعبيرية تحليل التعبير البروتيني على نطاق أوسع. ويساعد هذا العلم في تحديد البروتينات الرئيسية في عينة معينة، والبروتينات التي يختلف تعبيرها في عينات ذات صلة، مثل الأنسجة المريضة مقابل الأنسجة السليمة. إذا وُجد بروتين ما في عينة مريضة فقط، فإنه يُمكن أن يكون هدفًا دوائيًا مفيدًا أو مؤشرًا تشخيصيًا. كما قد تكون البروتينات ذات أنماط التعبير المتشابهة أو المتطابقة مرتبطة وظيفيًا. وتُستخدم في علم البروتينات التعبيرية تقنيات مثل الفصل الكهربائي ثنائي الأبعاد (2D-PAGE) وقياس الطيف الكتلي . [ 70 ]
المؤشرات الحيوية
عرّفت المعاهد الوطنية للصحة المؤشر الحيوي بأنه "خاصية يتم قياسها وتقييمها بشكل موضوعي كمؤشر على العمليات البيولوجية الطبيعية، أو العمليات المرضية، أو الاستجابات الدوائية للتدخل العلاجي". [ 71 ] [ 72 ]
يُعدّ فهم البروتينات، وبنية كل بروتين ووظيفته، وتعقيدات التفاعلات بين البروتينات، أمرًا بالغ الأهمية لتطوير أكثر تقنيات التشخيص والعلاجات فعالية في المستقبل. فعلى سبيل المثال، يُعدّ علم البروتينات مفيدًا للغاية في تحديد المؤشرات الحيوية المحتملة (البروتينات الموجودة في سوائل الجسم والتي تُفيد في التشخيص)، وتحديد المستضدات البكتيرية التي يستهدفها الجهاز المناعي، وتحديد المؤشرات المناعية النسيجية المحتملة للأمراض المعدية أو السرطانية. [ 73 ]
يُعدّ استخدام المؤشرات الحيوية البروتينية النوعية لتشخيص الأمراض أحد الاستخدامات المهمة لعلم البروتينات. وتتيح العديد من التقنيات اختبار البروتينات المُنتَجة أثناء الإصابة بمرض معين، مما يُساعد على تشخيص المرض بسرعة. وتشمل هذه التقنيات: لطخة ويسترن ، والتلوين المناعي النسيجي ، ومقايسة الامتصاص المناعي المرتبط بالإنزيم (ELISA)، وقياس الطيف الكتلي . [ 48 ] [ 74 ] وقد برز علم الإفرازات ، وهو فرع من علم البروتينات يدرس البروتينات المُفرَزة ومسارات الإفراز باستخدام مناهج البروتينات، مؤخرًا كأداة مهمة لاكتشاف المؤشرات الحيوية للأمراض. [ 75 ]
علم البروتينات الجينومية
في علم البروتينات الجينومية ، تُستخدم تقنيات البروتينات، مثل مطياف الكتلة، لتحسين توصيف الجينات . يُسهّل التحليل المتوازي للجينوم والبروتينات اكتشاف التعديلات ما بعد الترجمة والأحداث البروتينية، [ 76 ] لا سيما عند مقارنة أنواع متعددة (علم البروتينات الجينومية المقارن). [ 77 ]
البروتينات الهيكلية
يشمل علم البروتينات البنيوي تحليل بنى البروتينات على نطاق واسع. فهو يقارن بين بنى البروتينات ويساعد في تحديد وظائف الجينات المكتشفة حديثًا. كما يساعد التحليل البنيوي على فهم مواقع ارتباط الأدوية بالبروتينات، ويُظهر أيضًا مواقع تفاعل البروتينات مع بعضها البعض. ويتحقق هذا الفهم باستخدام تقنيات مختلفة مثل علم البلورات بالأشعة السينية وطيف الرنين النووي المغناطيسي. [ 70 ]
المعلوماتية الحيوية لعلم البروتينات (معلوماتية البروتينات)
تُجمع كميات هائلة من بيانات البروتينات باستخدام تقنيات عالية الإنتاجية، مثل مطياف الكتلة والمصفوفات الدقيقة. غالبًا ما يستغرق تحليل هذه البيانات وإجراء المقارنات يدويًا أسابيع أو شهورًا. لذا، يتعاون علماء الأحياء والكيمياء مع علماء الحاسوب والرياضيات لإنشاء برامج ومسارات بيانات لتحليل بيانات البروتينات حاسوبيًا. وباستخدام تقنيات المعلوماتية الحيوية ، أصبح بإمكان الباحثين تحليل البيانات وتخزينها بسرعة أكبر. يُعدّ موقع ExPASy، بوابة موارد المعلوماتية الحيوية، مصدرًا ممتازًا للاطلاع على قوائم البرامج وقواعد البيانات الحالية . تشمل تطبيقات علم البروتينات القائم على المعلوماتية الحيوية الطب، وتشخيص الأمراض، وتحديد المؤشرات الحيوية، وغيرها الكثير.
تحديد البروتين
تُنتج تقنيات قياس الطيف الكتلي والمصفوفات الدقيقة معلومات عن تجزئة الببتيدات، لكنها لا تُحدد البروتينات الموجودة في العينة الأصلية. ونظرًا لعدم توفر تحديد دقيق للبروتينات، اضطر الباحثون سابقًا إلى فك شفرة شظايا الببتيدات بأنفسهم. مع ذلك، تتوفر حاليًا برامج لتحديد البروتينات. تستخدم هذه البرامج تسلسلات الببتيدات الناتجة عن قياس الطيف الكتلي والمصفوفات الدقيقة، وتُعيد معلومات حول البروتينات المطابقة أو المشابهة. ويتم ذلك من خلال خوارزميات مُطبقة في البرنامج، تُجري عمليات محاذاة مع البروتينات من قواعد بيانات معروفة مثل UniProt [ 78 ] و PROSITE [ 79 ] للتنبؤ بالبروتينات الموجودة في العينة بدرجة من اليقين.
بنية البروتين
يشكل التركيب الجزيئي الحيوي التكوين ثلاثي الأبعاد للبروتين. ويساعد فهم بنية البروتين في تحديد تفاعلاته ووظيفته. في السابق، كان تحديد البنية ثلاثية الأبعاد للبروتينات مقتصراً على استخدام علم البلورات بالأشعة السينية وطيف الرنين النووي المغناطيسي . ومنذ عام 2017، أصبح المجهر الإلكتروني فائق البرودة تقنية رائدة، إذ حلّ صعوبات التبلور (في علم البلورات بالأشعة السينية) والغموض التكويني (في الرنين النووي المغناطيسي)؛ وبلغت دقته 2.2 أنغستروم في عام 2015. أما الآن، وبفضل المعلوماتية الحيوية، توجد برامج حاسوبية قادرة في بعض الحالات على التنبؤ ببنية البروتينات ونمذجتها. تستخدم هذه البرامج الخصائص الكيميائية للأحماض الأمينية والخصائص البنيوية للبروتينات المعروفة للتنبؤ بالنموذج ثلاثي الأبعاد للبروتينات العينة. وهذا يسمح للعلماء أيضاً بنمذجة تفاعلات البروتين على نطاق أوسع. إضافةً إلى ذلك، يعمل مهندسو الطب الحيوي على تطوير طرق لمراعاة مرونة بنى البروتينات لإجراء المقارنات والتنبؤات. [ 80 ]
التعديلات اللاحقة للترجمة
معظم البرامج المتاحة لتحليل البروتينات غير مصممة للتعامل مع البروتينات التي خضعت لتعديلات ما بعد الترجمة . [ 81 ] تقبل بعض البرامج هذه التعديلات للمساعدة في تحديد البروتينات، لكنها تتجاهلها لاحقًا أثناء التحليل. من المهم مراعاة هذه التعديلات لأنها قد تؤثر على بنية البروتين. ونتيجة لذلك، حظي التحليل الحاسوبي لتعديلات ما بعد الترجمة باهتمام المجتمع العلمي. تقتصر برامج تحليل تعديلات ما بعد الترجمة الحالية على التنبؤ فقط. [ 82 ] يعمل الكيميائيون وعلماء الأحياء وعلماء الحاسوب معًا على ابتكار وتقديم مسارات جديدة لتحليل تعديلات ما بعد الترجمة التي تم تحديد تأثيرها تجريبيًا على بنية البروتين ووظيفته.
الأساليب الحسابية في دراسة المؤشرات الحيوية البروتينية
من الأمثلة على استخدام المعلوماتية الحيوية والأساليب الحسابية دراسة المؤشرات الحيوية البروتينية. فقد أظهرت النماذج التنبؤية الحسابية [ 83 ] أن نقل البروتينات بين الأم والجنين يحدث على نطاق واسع ومتنوع خلال فترة الحمل، ويمكن رصده بسهولة وبطريقة غير جراحية في دم الأم الكامل. وقد تجاوز هذا النهج الحسابي عائقًا رئيسيًا في تحليل البروتينات الجنينية في دم الأم، ألا وهو وفرة البروتينات الأمومية التي تتداخل مع رصد البروتينات الجنينية. ويمكن للنماذج الحسابية استخدام نسخ الجينات الجنينية التي تم تحديدها مسبقًا في دم الأم الكامل لإنشاء شبكة بروتينية شاملة للمولود الجديد . ويُظهر هذا العمل أن البروتينات الجنينية التي تم رصدها في دم المرأة الحامل تنشأ من مجموعة متنوعة من الأنسجة والأعضاء في الجنين النامي. وتحتوي الشبكات البروتينية على العديد من المؤشرات الحيوية التي تُعد مؤشرات على النمو، وتُوضح التطبيق السريري المحتمل لهذه التقنية كوسيلة لمراقبة نمو الجنين الطبيعي وغير الطبيعي.
تم أيضًا تقديم إطار نظري للمعلومات لاكتشاف المؤشرات الحيوية ، يدمج معلومات السوائل الحيوية والأنسجة. [ 84 ] يستفيد هذا النهج الجديد من التآزر الوظيفي بين بعض السوائل الحيوية والأنسجة، مما يتيح إمكانية التوصل إلى نتائج ذات دلالة سريرية، وهو أمر غير ممكن عند دراسة الأنسجة والسوائل الحيوية بشكل منفصل. من خلال اعتبار الأنسجة والسوائل الحيوية قنوات معلومات، يمكن تحديد مؤشرات حيوية مهمة، ومن ثم استخدامها في التطوير الموجه للتشخيص السريري. بعد ذلك، يتم التنبؤ بالمؤشرات الحيوية المرشحة بناءً على معايير نقل المعلومات عبر قنوات الأنسجة والسوائل الحيوية. ويمكن استخدام العلاقات المهمة بين السوائل الحيوية والأنسجة لتحديد أولويات التحقق السريري من المؤشرات الحيوية. [ 84 ]
الاتجاهات الناشئة
تتمتع العديد من المفاهيم الناشئة بإمكانية تحسين الخصائص الحالية لعلم البروتينات. ويُعدّ الحصول على قياس كمي دقيق للبروتينات ومراقبة التعديلات اللاحقة للترجمة من المهام الأساسية لفهم وظيفة البروتين في الخلايا السليمة والمريضة. علاوة على ذلك، فقد ساهمت إنتاجية وحساسية فحوصات البروتينات، والتي تُقاس عادةً بعدد العينات المُحللة يوميًا وعمق تغطية البروتينات على التوالي، في تطوير أجهزة ومنهجيات متطورة. [ 85 ] في العديد من العمليات الخلوية، لا تتغير تركيزات البروتين، بل تتغير وظيفتها بفعل التعديلات اللاحقة للترجمة. وتُعدّ طرق مراقبة هذه التعديلات مجالًا غير مُطوّر بشكل كافٍ في علم البروتينات. ويُقلّل اختيار مجموعة فرعية مُحددة من البروتين للتحليل بشكل كبير من تعقيد البروتين، مما يجعله مفيدًا لأغراض التشخيص حيث يكون الدم هو المادة الأولية. ومن الجوانب المهمة الأخرى لعلم البروتينات، والتي لم تُتناول بعد، أن تُركّز طرق علم البروتينات على دراسة البروتينات في سياق بيئتها. قد يُسهم الاستخدام المتزايد للروابط الكيميائية المتشابكة، التي تُدخل إلى الخلايا الحية لإصلاح التفاعلات بين البروتينات، والبروتينات مع الحمض النووي، وغيرها من التفاعلات، في التخفيف من هذه المشكلة جزئيًا. ويكمن التحدي في تحديد طرق مناسبة للحفاظ على التفاعلات ذات الصلة. ومن الأهداف الأخرى لدراسة البروتينات تطوير طرق أكثر تطورًا لتصوير البروتينات والجزيئات الأخرى في الخلايا الحية وفي الوقت الحقيقي. [ 50 ]
علم الأحياء النظمي
من الواضح أن التطورات في علم البروتينات الكمي ستُمكّن من إجراء تحليل أكثر تعمقًا للأنظمة الخلوية. [ 68 ] [ 69 ] ومن بين مجالات البحث الأخرى تحليل الخلايا المفردة، [ 86 ] [ 87 ] وتغير البروتينات عبر الخلايا المفردة [ 88 ] ، والذي يعكس العمليات البيولوجية مثل تكوين معقدات البروتين، والوظائف المناعية، [ 89 ] بالإضافة إلى دورة الخلية وتهيئتها لمقاومة الأدوية. [ 90 ] وتخضع الأنظمة البيولوجية لمجموعة متنوعة من الاضطرابات ( دورة الخلية ، والتمايز الخلوي ، والتسرطن ، والبيئة (الفيزيائية الحيوية) ، وما إلى ذلك). وتؤدي الاستجابات النسخية والترجمية لهذه الاضطرابات إلى تغييرات وظيفية في البروتينات المتورطة في الاستجابة للمحفز. لذلك، يُعد وصف وتحديد كمية التغيرات في وفرة البروتينات على مستوى البروتينوم أمرًا بالغ الأهمية لفهم الظواهر البيولوجية بشكل أكثر شمولية ، على مستوى النظام بأكمله. وبهذا الشكل، يُمكن اعتبار علم البروتينات مكملاً لعلم الجينوم ، وعلم النسخ ، وعلم التخلق ، وعلم الأيض ، وغيرها من مناهج علم الجينوم الوظيفي في التحليلات التكاملية التي تسعى إلى تحديد الأنماط الظاهرية البيولوجية بشكل أكثر شمولاً. فعلى سبيل المثال، يوفر أطلس بروتينات السرطان بيانات التعبير البروتيني الكمي لحوالي 200 بروتين في أكثر من 4000 عينة ورمية، مع بيانات النسخ والجينوم المطابقة من أطلس جينوم السرطان . [ 91 ] وستكون مجموعات البيانات المماثلة في أنواع الخلايا والأنسجة والكائنات الحية الأخرى، ولا سيما باستخدام مطياف الكتلة عالي الدقة، مورداً بالغ الأهمية للبحوث في مجالات مثل بيولوجيا السرطان ، وبيولوجيا النمو والخلايا الجذعية ، والطب ، وعلم الأحياء التطوري .
بروتينات بلازما الدم البشري
أصبح توصيف بروتينات بلازما الدم هدفًا رئيسيًا في مجال علم البروتينات، ولكنه في الوقت نفسه يُعدّ من أكثر بروتينات أنسجة الجسم البشري تحديًا. [ 92 ] فهي تحتوي على الغلوبولين المناعي، والسيتوكينات، والهرمونات البروتينية، والبروتينات المُفرزة التي تُشير إلى وجود عدوى، بالإضافة إلى البروتينات المُستقرة المسؤولة عن تنظيم تدفق الدم. كما تحتوي أيضًا على بروتينات تسرب الأنسجة نتيجة دوران الدم عبر مختلف أنسجة الجسم. وبالتالي، يحمل الدم معلومات عن الحالة الفيزيولوجية لجميع الأنسجة، وبالإضافة إلى سهولة الوصول إليه، يجعل بروتينات الدم ذات قيمة بالغة للأغراض الطبية. ويُعتقد أن توصيف بروتينات بلازما الدم يُمثل تحديًا كبيرًا.
يشمل عمق بروتيوم البلازما نطاقًا ديناميكيًا يزيد عن 10^ 10 بين البروتين الأكثر وفرة (الألبومين) والأقل وفرة (بعض السيتوكينات)، ويُعتقد أنه أحد التحديات الرئيسية لعلم البروتينات. [ 93 ] وتزيد الديناميكيات الزمنية والمكانية من تعقيد دراسة بروتيوم بلازما الإنسان. فمعدل دوران بعض البروتينات أسرع بكثير من غيرها، وقد يختلف محتوى البروتين في الشريان اختلافًا كبيرًا عن محتواه في الوريد. كل هذه الاختلافات تجعل حتى أبسط مهمة في علم البروتينات، وهي فهرسة البروتيوم، تبدو بعيدة المنال. ولمعالجة هذه المشكلة، لا بد من تحديد الأولويات. ومن هذه الأولويات تحديد المجموعة الفرعية الأكثر أهمية من البروتينات من بين البروتيوم الكامل لإنشاء أداة تشخيصية. ثانيًا، نظرًا لارتباط السرطان بزيادة غلكزة البروتينات، فإن الطرق التي تركز على هذا الجزء من البروتينات ستكون مفيدة أيضًا. مرة أخرى: يكشف التحليل متعدد المعايير عن الحالة المرضية بشكل أفضل. ومع تطور هذه التقنيات، ينبغي ربط خصائص المرض باستمرار بالتغيرات في التعبير الجيني. [ ٥٠ ] نظرًا للمشاكل المذكورة أعلاه، ظلّ علم بروتينات البلازما مجالًا مليئًا بالتحديات. مع ذلك، يبدو أن التطورات التكنولوجية والتحسينات المستمرة تُسهم في انتعاش هذا المجال، كما أظهرت مؤخرًا تقنية تُعرف باسم تحليل بروتينات البلازما. [ ٩٤ ] بفضل هذه التقنيات، تمكّن الباحثون من دراسة عمليات الالتهاب في الفئران، ودراسة وراثة بروتينات البلازما، بالإضافة إلى إظهار تأثير تغييرات نمط الحياة الشائعة، مثل فقدان الوزن، على بروتينات البلازما. [ ٩٥ ] [ ٩٦ ] [ ٩٧ ]
المجلات
تُخصَّص العديد من المجلات لمجال علم البروتينات والمجالات ذات الصلة. تجدر الإشارة إلى أن المجلات التي تتناول البروتينات عادةً ما تُركِّز على بنيتها ووظيفتها، بينما تُركِّز مجلات علم البروتينات على التحليل واسع النطاق للبروتينات الكاملة، أو على الأقل مجموعات كبيرة منها. فيما يلي قائمة ببعض مجلات علم البروتينات ذات الصلة (مع أسماء ناشريها).
انظر أيضاً
- علم البروتينات القائم على النشاط
- علم البروتينات من الأسفل إلى الأعلى
- علم الخلايا
- علم الجينوم الوظيفي
- تثبيت الحرارة
- مشروع البروتينوم البشري
- علم المناعة البروتينية
- قائمة قواعد البيانات البيولوجية
- قائمة بمواضيع علم الجينوم في علم الأحياء
- البولي إيثيلين جلايكول
- علم البروتينات الفوسفورية
- إنتاج البروتين
- علم البروتينات الجينومية
- الكيمياء البروتينية
- علم الإفرازات الخلوية
- علم البروتينات الشامل
- علم البروتينات من أعلى إلى أسفل
- علم الأحياء النظمي
- نظام الخميرة ثنائي الهجين
- TCP-seq
- علم الجليكوميات
قواعد بيانات البروتين
- أطلس البروتين البشري
- قاعدة بيانات مرجعية للبروتين البشري
- المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية (NCBI)
- أطلس الببتيدات
- بنك بيانات البروتين (PDB)
- مصدر معلومات البروتين (PIR)
- قاعدة بيانات تعريف البروتينات (PRIDE)
- بروتوبيديا - موسوعة ثلاثية الأبعاد تعاونية للبروتينات والجزيئات الأخرى
- سويس بروت
- يوني بروت
مركز الأبحاث
مراجع
- ↑ بلوداو، إيزابيل؛ إيبرسولد، رودي (يونيو 2020). "رؤى بروتيومية وتفاعلية حول الأساس الجزيئي للتنوع الوظيفي للخلايا" . مجلة نيتشر ريفيوز لعلم الأحياء الخلوي الجزيئي . 21 (6): 327-340 . doi : 10.1038/s41580-020-0231-2 . ISSN 1471-0080 . PMID 32235894 .
- ↑ سلافوف، نيكولاي (2026-05-06). "تقنيات البروتينات أحادية الخلية: أدوات في البحث عن المبادئ" . المراجعة السنوية للفيزياء الحيوية . 55 (1): 253-275 . doi : 10.1146/annurev - biophys-021424-011450 . ISSN 1936-122X . PMC 13108667. PMID 41575784 .
- ↑ تشانغ واي، فونسلو بي آر، شان بي، بايك إم سي، ييتس جيه آر (أبريل 2013). "تحليل البروتين باستخدام تقنية البروتينات الشاملة/ من الأسفل إلى الأعلى" . مجلة المراجعات الكيميائية . 113 (4): 2343-2394 . Bibcode : 2013ChRv..113.2343Z . doi : 10.1021/cr3003533 . PMC 3751594. PMID 23438204 .
- ↑ ماككوس، مايكل جيه؛ ألفارو، خافيير أنطونيو؛ فايفر، دانييل أ؛ وو، كريستين سي؛ وانونو، ميني؛ سلافوف، نيكولاي (مارس 2023). "أخذ عينات من البروتينات باستخدام طرق قياس الطيف الكتلي والجزيئات المفردة الناشئة" . مجلة نيتشر ميثودز . 20 (3): 339-346 . doi : 10.1038/s41592-023-01802-5 . ISSN 1548-7105 . PMC 10044470. PMID 36899164 .
- ↑ جاتو إل، إيبرسولد آر، كوكس جيه، ديميتشيف في، ديركس جيه، إيموت إي، وآخرون . (مارس 2023). " توصيات أولية لإجراء تجارب البروتينات أحادية الخلية، ووضع معاييرها، والإبلاغ عنها" . نيتشر ميثودز . 20 (3): 375-386 . doi : 10.1038/s41592-023-01785-3 . PMC 10130941. PMID 36864200. S2CID 251018292 .
- ↑ سلافوف ن (فبراير 2021). "تحليل البروتين أحادي الخلية باستخدام مطياف الكتلة" . الرأي الحالي في علم الأحياء الكيميائي . علم الجينوم. 60 : 1-9 . doi : 10.1016/j.cbpa.2020.04.018 . PMC 7767890. PMID 32599342 .
- ↑ أندرسون، جيه دي، جوهانسون، إتش جيه، غراهام، سي إس، فيسترلوند، إم، فام، إم تي، برامليت، سي إس، وآخرون . (مارس 2016). "تحليل بروتيومي شامل لحويصلات الخلايا الجذعية الوسيطة يكشف عن تعديل تكوين الأوعية الدموية عبر إشارات عامل النسخ النووي كابا بي" . الخلايا الجذعية . 34 (3): 601-613 . doi : 10.1002/stem.2298 . PMC 5785927. PMID 26782178 .
- ↑ ويتمان، إتش جي (1974-01-01)، " [ 48 ] الفصل الكهربائي ثنائي الأبعاد على هلام متعدد الأكريلاميد لفصل البروتينات الريبوزومية" ، الأحماض النووية وتخليق البروتين، الجزء F ، طرق في علم الإنزيمات، المجلد 30، دار النشر الأكاديمية، الصفحات 497-505 ، doi : 10.1016/0076-6879(74)30050-x ، ISBN 978-0-12-181893-7PMID 4212493 ، تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 أغسطس 2024
- ↑ واسينجر في سي، كوردويل إس جيه، سيربا-بولجاك أ، يان جي إكس، جولي أأ، ويلكنز إم آر، وآخرون . (يوليو 1995). “التقدم في رسم خرائط المنتجات الجينية للرخويات: الميكوبلازما التناسلية”. الرحلان الكهربائي . 16 (7): 1090-1094 . دوى : 10.1002/elps.11501601185 . بميد 7498152 . S2CID 9269742 .
- ↑ سوينبانكس د (ديسمبر 1995). "الحكومة تدعم مقترح البروتينوم" . مجلة نيتشر . 378 (6558): 653. Bibcode : 1995Natur.378..653S . doi : 10.1038/378653a0 . PMID 7501000 .
- ↑ "APAF - مرفق تحليل البروتينات الأسترالي" . www.proteome.org.au . نيو ساوث ويلز، أستراليا: جامعة ماكواري . تاريخ الاسترجاع: 2017-02-06 .
- ↑ العمراني، صفا؛ الجابري، زعيمة؛ الزعابي، عذاري؛ الشكيلي، جليلة؛ الخابوري، مرتضى (2021-09-27). "علم البروتينات: مفاهيم وتطبيقات في الطب البشري" . المجلة العالمية للكيمياء البيولوجية . 12 (5): 57-69 . دوى : 10.4331/wjbc.v12.i5.57 . ردمك 1949-8454 . بمك 8473418 . بميد 34630910 .
- ↑ روغرز إس، جيرولامي إم، كولش دبليو، ووترز كيه إم، ليو تي، ثرال بي، وايلي إتش إس (ديسمبر 2008). " دراسة التوافق بين أنماط التعبير الجيني والبروتيني باستخدام نماذج التجميع المقترن" . المعلوماتية الحيوية . 24 (24): 2894-2900 . doi : 10.1093/bioinformatics/btn553 . PMC 4141638. PMID 18974169 .
- ↑ دينغرا ف، غوبتا م، أنداخت ت، فو ز ف (أغسطس 2005). "آفاق جديدة في أبحاث البروتينات: منظور". المجلة الدولية للصيدلة . 299 ( 1-2 ): 1-18 . doi : 10.1016/j.ijpharm.2005.04.010 . PMID 15979831 .
- ↑ باكنغهام إس (مايو 2003). "العالم الرئيسي للحمض النووي الريبوزي الميكروي" . تم الاسترجاع في 14 يناير 2009 .
{{cite web}}: CS1 maint: url-status ( link ) - ↑ "7.22B: علم البروتينات" . نصوص بيولوجية ليبر . 2017-06-06 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2026-06-29 .
- ↑ وانغ، واي سي؛ بيترسون، إس إي؛ لورينغ، جيه إف (فبراير 2014). "تعديلات ما بعد الترجمة للبروتين وتنظيم القدرة على التمايز في الخلايا الجذعية البشرية" . أبحاث الخلية . 24 (2): 143-160 . doi : 10.1038/cr.2013.151 . PMC 3915910. PMID 24217768 .
- ↑ أولسن جيه في، بلاغويف بي، غناد إف، ماسيك بي، كومار سي، مورتنسن بي، مان إم (نوفمبر 2006). " ديناميكيات الفسفرة العالمية، والحيوية، والموضعية في شبكات الإشارات" . مجلة الخلية . 127 (3): 635-648 . doi : 10.1016/j.cell.2006.09.026 . PMID 17081983. S2CID 7827573 .
- ↑ أرديتو، فاطمة؛ جولياني، ميشيل؛ بيروني، دوناتيلا؛ ترويانو، جوزيبي؛ لو موزيو، لورينزو (أغسطس 2017). " الدور الحاسم لفسفرة البروتين في إشارات الخلية واستخدامها كعلاج موجه (مراجعة)" . المجلة الدولية للطب الجزيئي . 40 (2): 271-280 . doi : 10.3892/ijmm.2017.3036 . ISSN 1791-244X . PMC 5500920. PMID 28656226 .
- ↑ جيريتسن، جاكلين س.؛ وايت، فورست م. (أغسطس 2021). "علم البروتينات الفوسفورية: أداة قيّمة للكشف عن الإشارات الجزيئية في الخلايا السرطانية" . مراجعة الخبراء لعلم البروتينات . 18 (8): 661-674 . doi : 10.1080/14789450.2021.1976152 . ISSN 1744-8387 . PMC 8628306. PMID 34468274 .
- ↑ شو، غوكيانغ؛ جافري، سامي ر. (2013). "التعرف البروتيني على أحداث إضافة اليوبيكويتين إلى البروتينات" . مراجعات في التكنولوجيا الحيوية والهندسة الوراثية . 29 (1): 73-109 . doi : 10.1080/02648725.2013.801232 . ISSN 0264-8725 . PMC 3937853. PMID 24568254 .
- ↑ يانغ، كوان؛ تشاو، جينياو؛ تشين، دان؛ وانغ، يانغ (30 يوليو 2021). "إنزيمات يوبيكويتين ليغاز E3: أنماطها ، وبنيتها، ووظائفها" . الطب الحيوي الجزيئي . 2 (1): 23. doi : 10.1186/s43556-021-00043-2 . ISSN 2662-8651 . PMC 8607428. PMID 35006464 .
- ↑ سرينيفاس بي آر، فيرما إم، تشاو واي، سريفاستافا إس (أغسطس 2002). "علم البروتينات لاكتشاف المؤشرات الحيوية للسرطان". الكيمياء السريرية . 48 (8): 1160-1169 . PMID 12142368 .
- ↑ جيجي إس بي، روشون واي، فرانزا بي آر، إيبرسولد آر (مارس 1999). "الارتباط بين وفرة البروتين و mRNA في الخميرة" . علم الأحياء الجزيئي والخلوي . 19 (3): 1720-1730 . doi : 10.1128/MCB.19.3.1720 . PMC 83965. PMID 10022859 .
- ↑ بيل أ، تاناي أ، بيتينكا ل، شامير ر، أوشيا إي ك (أغسطس 2006). "تحديد كمية أنصاف أعمار البروتينات في بروتيوم الخميرة المتبرعمة" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 103 (35): 13004-13009 . Bibcode : 2006PNAS..10313004B . doi : 10.1073/pnas.0605420103 . PMC 1550773. PMID 16916930 .
- ↑ بينغ جيه، إلياس جيه إي، ثورين سي سي، ليكليدر إل جيه، جيجي إس بي (2003). "تقييم تقنية الاستشراب متعدد الأبعاد المقترن بقياس الطيف الكتلي الترادفي (LC/LC-MS/MS) لتحليل البروتينات على نطاق واسع: بروتيوم الخميرة". مجلة أبحاث البروتيوم . 2 (1): 43-50 . CiteSeerX 10.1.1.460.237 . doi : 10.1021/pr025556v . PMID 12643542 .
- ↑ واشبورن إم بي، وولترز دي، ييتس جيه آر (مارس 2001). "تحليل واسع النطاق لبروتينات الخميرة باستخدام تقنية تحديد البروتينات متعددة الأبعاد". مجلة نيتشر للتكنولوجيا الحيوية . 19 (3): 242-247 . doi : 10.1038/85686 . PMID 11231557. S2CID 16796135 .
- ↑ تاب دي إل، فيغا-مونتوتو إل، رودنيك بي إيه، فارياث إيه إم، هام إيه جيه، بانك دي إم، وآخرون . (فبراير 2010). "قابلية التكرار وإمكانية إعادة الإنتاج في تحديد البروتينات باستخدام كروماتوغرافيا السائل - مطياف الكتلة الترادفي" . مجلة أبحاث البروتينات . 9 (2): 761-776 . doi : 10.1021/ pr9006365 . PMC 2818771. PMID 19921851 .
- ↑ دومون ب، إيبرسولد ر (يوليو 2010). "خيارات واعتبارات عند اختيار استراتيجية البروتينات الكمية". مجلة نيتشر للتكنولوجيا الحيوية . 28 (7): 710-721 . Bibcode : 2010NatBi..28..710D . doi : 10.1038/nbt.1661 . PMID 20622845. S2CID 12367142 .
- ↑ دوبيري إي جيه، جاياثيرثا إم، يوركي إتش، ميهاسان إم، بيتر بي إيه، داري سي سي (يوليو 2020). " مراجعة نقدية لعلم البروتينات من الأسفل إلى الأعلى: الإيجابيات والسلبيات ومستقبل هذا المجال" . بروتومز . 8 (3): 14. doi : 10.3390/proteomes8030014 . PMC 7564415. PMID 32640657 .
- ↑ كورسن جيه آر، ييرجي إيه إل (ديسمبر 2015). "علم البروتينات هو الكيمياء التحليلية: ملاءمة الغرض في تطبيق التحليلات من أعلى إلى أسفل ومن أسفل إلى أعلى" . البروتينات . 3 ( 4): 440-453 . doi : 10.3390/proteomes3040440 . PMC 5217385. PMID 28248279 .
- ↑ كونيغ، س. (فبراير 2021). "جودة الطيف تتجاوز تقييم البرنامج - دليل موجز حول تحليل بيانات تجزئة الببتيدات لغير المتخصصين في قياس الطيف الكتلي" . مجلة قياس الطيف الكتلي . 56 (2) e4616. doi : 10.1002/jms.4616 . PMID 32955142. S2CID 221827335 .
- ↑ دنكان، م. و. (يونيو 2012). "مطيافية الكتلة الجيدة ومكانتها في العلم الجيد". مجلة مطيافية الكتلة . 47 (6): 795-809 . Bibcode : 2012JMSp...47..795D . doi : 10.1002/jms.3038 . PMID 22707172 .
- ↑ "مقارنة بين اختبار ELISA واختبار Western Blot" . شركة Integra Biosciences . 2 نوفمبر 2022. تاريخ الاسترجاع: 9 يونيو 2026 .
- ↑ هاتوري، تاكاميتسو؛ كويدي، شوهي (أغسطس 2018). "الأجسام المضادة من الجيل التالي للتعديلات ما بعد الترجمة" . الرأي الحالي في البيولوجيا التركيبية . 51 : 141-148 . doi : 10.1016/j.sbi.2018.04.006 . ISSN 1879-033X . PMC 6686900. PMID 29753204 .
- ↑ أربابي غهرودي م، ديسميتر أ، وينز ل، هامرز ر، مويلدرمانز س (سبتمبر 1997). "اختيار وتحديد أجزاء الأجسام المضادة أحادية النطاق من الأجسام المضادة ذات السلسلة الثقيلة في الإبل" . رسائل FEBS . 414 (3): 521-526 . Bibcode : 1997FEBSL.414..521A . doi : 10.1016/S0014-5793(97)01062-4 . PMID 9323027. S2CID 5988844 .
- ↑ ستامب إم تي، بينز إتش كيه، أمستوتز بي (أغسطس 2008). "داربينز: جيل جديد من العلاجات البروتينية". اكتشاف الأدوية اليوم . 13 ( 15-16 ): 695-701 . doi : 10.1016/j.drudis.2008.04.013 . PMID 18621567 .
- ↑ جاياسينا إس دي (سبتمبر 1999). "الأبتاميرات: فئة ناشئة من الجزيئات تنافس الأجسام المضادة في التشخيص" . الكيمياء السريرية . 45 (9): 1628-1650 . doi : 10.1093/clinchem/45.9.1628 . PMID 10471678 .
- ↑ ويلسون دي إتش، ريسين دي إم، كان سي دبليو، فورنييه دي آر، بيش تي، كامبل تي جي، وآخرون . (أغسطس 2016). "جهاز التحليل Simoa HD-1: جهاز تحليل مناعي رقمي جديد مؤتمت بالكامل يتميز بحساسية الجزيء الواحد وإمكانية التحليل المتعدد" . مجلة أتمتة المختبرات . 21 (4): 533-547 . doi : 10.1177/2211068215589580 . PMID 26077162 .
- ↑ نيلسون، ر. و.، كرون، ج. ر.، بيبر، أ. ل.، ويليامز، ب. (أبريل 1995). "المقايسة المناعية باستخدام مطياف الكتلة". الكيمياء التحليلية . 67 (7): 1153-1158 . Bibcode : 1995AnaCh..67.1153N . doi : 10.1021/ac00103a003 . OSTI 1175578. PMID 15134097 .
- ↑ "SISCAPA، التقاط معيار النظائر المستقرة باستخدام الأجسام المضادة للببتيد" . معهد برود التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة هارفارد . 2015. مؤرشف من الأصل بتاريخ 15 يوليو 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 يوليو 2015 .
- 1 2 تونج ر، شو ج، ميدلتون ب، رولينسون ر، راينر س، يونغ ج، وآخرون (مارس 2001). "التحقق من صحة وتطوير تقنية البروتينات باستخدام الرحلان الكهربائي الهلامي التفاضلي ثنائي الأبعاد الفلوري". علم البروتينات . 1 (3): 377-396 . doi : 10.1002/1615-9861(200103)1:3 < 377::AID- PROT377 > 3.0.CO ; 2-6 . PMID 11680884. S2CID 22432028 .
- ↑ وانغ إل بي، شين جيه، جي إل كيو، وو جي سي، يانغ جي كيو، جان جي سي (نوفمبر 2010). "زيادة محتوى البروتين في الغدد الملحقة للذكور بفعل المبيدات الحشرية وتأثيرها على خصوبة الإناث في نطاط الأرز البني، نيلابارفاتا لوغينز ستال (نصفية الأجنحة: دلفاسيداي)". وقاية المحاصيل . 29 (11): 1280-1285 . Bibcode : 2010CrPro..29.1280W . doi : 10.1016/j.cropro.2010.07.009 .
- 1 2 Ge LQ, Cheng Y, Wu JC, Jahn GC (أكتوبر 2011). "التحليل البروتيني للبروتينات المستجيبة للتزاوج والمحفزة بواسطة مبيد الحشرات تريازوفوس في حشرة Nilaparvata lugens Stål (Hemiptera: Delphacidae)". مجلة أبحاث البروتينات . 10 (10): 4597-4612 . doi : 10.1021/pr200414g . PMID 21800909 .
- 1 2 رويمان، س. (مايو 2011). "نحو تعريف شامل للبروتينات في بيروكسيسومات النبات: حيث يجب استكمال علم البروتينات التجريبي بالمعلوماتية الحيوية". علم البروتينات . 11 (9): 1764-1779 . doi : 10.1002/pmic.201000681 . PMID 21472859. S2CID 20337179 .
- ↑ أولين م، بونتين ف (أبريل 2005). "علم البروتينات القائم على الأجسام المضادة لتوصيف الأنسجة البشرية" . علم البروتينات الجزيئي والخلوي . 4 (4): 384-393 . doi : 10.1074/mcp.R500009-MCP200 . PMID 15695805 .
- ↑ جينسن، أ. ن. (فبراير 2004). "علم البروتينات الخاص بالتعديلات: توصيف التعديلات ما بعد الترجمة بواسطة مطياف الكتلة". الرأي الحالي في علم الأحياء الكيميائي . 8 (1): 33-41 . Bibcode : 2004COCB....8...33N . doi : 10.1016/j.cbpa.2003.12.009 . PMID 15036154 .
- 1 2 كلوبفلايش ر، كلوز ب، فايزه س، بوندزيو أ، مولثاوب ج، أينسبانير ر، غروبر أ د (ديسمبر 2010). "بروتينات سرطان الثدي النقيلي لدى الكلاب: أوجه التشابه والاختلاف مع سرطان الثدي البشري". مجلة أبحاث البروتينات . 9 (12): 6380-6391 . doi : 10.1021/pr100671c . PMID 20932060 .
- ↑ ألينجاد ت، بن كيو، فيجايان ج، عثمان آر واي، بهاسو س (سبتمبر 2015). "التحليل البروتيني للبروتين المُعبَّر عنه بشكلٍ مختلف في خلايا الدم لدى روبيان المياه العذبة العملاق البري Macrobrachium rosenbergii المصاب بفيروس نخر الدم والخلايا تحت الجلد المعدي (IHHNV)" . ميتا جين . 5 : 55-67 . doi : 10.1016/j.mgene.2015.05.004 . PMC 4473098. PMID 26106581 .
- 1 2 3 4 5 6 ويستون إيه دي، هود إل (2004). "علم الأحياء النظمي، وعلم البروتينات، ومستقبل الرعاية الصحية: نحو الطب التنبؤي والوقائي والشخصي". مجلة أبحاث البروتينات . 3 (2): 179-196 . CiteSeerX 10.1.1.603.4384 . doi : 10.1021/pr0499693 . PMID 15113093 .
- ↑ روزانوفا، سفيتلانا؛ باركوفيتس، كاتالين؛ نيكولوف، ميروسلاف؛ شميدت، كارلا؛ أورلاب، هينينغ؛ ماركوس، كاترين (2021)، "علم البروتينات الكمي القائم على قياس الطيف الكتلي: نظرة عامة"، في ماركوس، كاترين؛ آيزناخر، مارتن؛ سيتك، باربرا (محررون)، الأساليب الكمية في علم البروتينات ، سلسلة أساليب في البيولوجيا الجزيئية، المجلد 2228، نيويورك، نيويورك: سبرينغر الولايات المتحدة، الصفحات 85-116 ، doi : 10.1007/978-1-0716-1024-4_8 ، ISBN 978-1-0716-1023-7PMID 33950486 ، S2CID 233740602
- ↑ نيكولوف، ميروسلاف؛ شميدت، كارلا؛ أورلاب، هينينغ (2012)، "علم البروتينات الكمي القائم على قياس الطيف الكتلي: نظرة عامة" ، في ماركوس، كاترين (محرر)، الأساليب الكمية في علم البروتينات ، أساليب في البيولوجيا الجزيئية، المجلد 893، توتوا، نيوجيرسي: مطبعة هومانا، الصفحات 85-100 ، doi : 10.1007/978-1-61779-885-6_7 ، hdl : 11858/00-001M-0000-000F-C327-D ، ISBN 978-1-61779-884-9PMID 22665296 ، S2CID 33009117 ، تاريخ الاسترجاع 14 أبريل 2023
- ↑ ستوفيساندت، أو.، وتاوسيج، إم. جيه. (أغسطس 2012). "علم البروتينات بالتقارب: دور الكواشف الرابطة النوعية في تحليل البروتينات البشرية". مراجعة الخبراء لعلم البروتينات . 9 (4): 401-414 . doi : 10.1586/epr.12.34 . PMID 22967077. S2CID 19727645 .
- ↑ إيشيلباوم ك، وينتر م، بيريل دياز م، هيرزيغ س، كريجسفيلد ج (أكتوبر 2012). "الإثراء الانتقائي للبروتينات المُصنّعة حديثًا لتحليل الإفرازات الكمي". مجلة نيتشر للتكنولوجيا الحيوية . 30 (10): 984-990 . doi : 10.1038/nbt.2356 . PMID 23000932. S2CID 2651429 .
- ↑ لانغ ك، تشين جيه دبليو (يناير 2014). "تفاعلات متعامدة بيولوجيًا لوسم البروتينات". مجلة ACS للكيمياء الحيوية . 9 (1): 16-20 . doi : 10.1021/cb4009292 . PMID 24432752 .
- ↑ ديفاراج، ن. ك. (أغسطس 2018). "مستقبل الكيمياء الحيوية المتعامدة" . مجلة ACS Central Science . 4 (8): 952-959 . doi : 10.1021/acscentsci.8b00251 . PMC 6107859. PMID 30159392 .
- ↑ فايدياناثان ج (مارس 2012). "إعادة تعريف التجارب السريرية: عصر الطب الشخصي" . مجلة Cell . 148 (6): 1079-1080 . doi : 10.1016/j.cell.2012.02.041 . PMID 22424218 .
- ↑ مويلرينغ، ر. إي.، وكرافات، ب. ف. (يناير 2012). " كيف يمكن لعلم البروتينات الكيميائية أن يُسهم في اكتشاف الأدوية وتطويرها" . الكيمياء والبيولوجيا . 19 (1): 11-22 . doi : 10.1016/j.chembiol.2012.01.001 . PMC 3312051. PMID 22284350 .
- 1 2 كاباليرو، آي إم، ولوندغرين، إس (أبريل 2023). "تحول في التفكير: اكتشاف الأدوية باستخدام فحص التحول الحراري الخلوي" . مراجعة. رسائل الكيمياء الطبية ACS . 14 (4): 369-375 . doi : 10.1021/acsmedchemlett.2c00545 . PMC 10108388. PMID 37077396 .
- 1 2 ماتيوس أ، كورزاوا ن، بيرين ج، بيرغاميني ج، سافيتسكي م م (يناير 2022). "تحديد أهداف الأدوية في الأنسجة عن طريق تحليل البروتينات الحراري". مراجعة. المراجعة السنوية لعلم الأدوية والسموم . 62 : 465-482 . doi : 10.1146/annurev-pharmtox-052120-013205 . PMID 34499524 .
- 1 2 ساور ب، بانتشيف م (2023). "تحليل البروتينات الحراري لتحديد أهداف الأدوية واستكشاف حالات البروتين". علم البروتينات القائم على قياس الطيف الكتلي . منشور أساسي. طرق في البيولوجيا الجزيئية (كليفتون، نيوجيرسي). المجلد 2718. الصفحات 73-98 . doi : 10.1007/978-1-0716-3457-8_5 . ISBN 978-1-0716-3456-1PMID 37665455
- ↑ تشانغ إكس، ليتوفشينكو أو، لوندستروم إس إل، زوباريف آر إيه، غايتاني إم (نوفمبر 2022). "تحليل التغير في الذوبانية المتكاملة للبروتينات (PISA) في الخلايا الثديية لفك تشفير الهدف بدقة عالية وموثوقية عالية وإنتاجية عالية" . بيو-بروتوكول . 12 (22). doi : 10.21769/BioProtoc.4556 . PMC 9724010. PMID 36532690 .
- ↑ ساباتير ب، بيوش سي إم، مينغ ز، زوباريف آر إيه (نوفمبر 2022). "تحليل شامل للنظام باستخدام فحص تغيير الذوبانية المتكامل للبروتينات لأوقات بقاء الدواء لتوصيف الهدف" . الكيمياء التحليلية . 94 (45): 15772-15780 . Bibcode : 2022AnaCh..9415772S . doi : 10.1021/acs.analchem.2c03506 . PMC 9670035. PMID 36377428 .
- ↑ ليشنر م، ساباتير ب، أولسن ج. ف. (سبتمبر 2025). "تحليل عالي الإنتاجية لتغيرات الذوبان المتكامل للبروتينات باستخدام تقنية One-Tip مع مدخلات خلوية منخفضة" . بحث أولي. مجلة كيمياء الاتصالات . 8 (1) 282. Bibcode : 2025CmChe...8..282L . doi : 10.1038/s42004-025-01670-4 . PMC 12474936. PMID 41006785 .
- ↑ دي مول، ن. ج. (2012). "رنين البلازمون السطحي في علم البروتينات". علم الجينوم الكيميائي وعلم البروتينات . مناهج في البيولوجيا الجزيئية. المجلد 800. الصفحات 33-53 . doi : 10.1007/978-1-61779-349-3_4 . ISBN 978-1-61779-348-6PMID 21964781
- ↑ فيسر، ن. ف.، وهيك ، أ. ج. (يونيو 2008). "مطيافية الكتلة بالرنين البلازموني السطحي في علم البروتينات". مراجعة الخبراء لعلم البروتينات . 5 (3): 425-433 . doi : 10.1586/14789450.5.3.425 . PMID 18532910. S2CID 11772983 .
- 1 2 بنسيمون أ، هيك أ ج، إيبرسولد ر (7 يوليو 2012). "علم البروتينات القائم على قياس الطيف الكتلي وعلم الأحياء الشبكي". المراجعة السنوية للكيمياء الحيوية . 81 (1): 379-405 . doi : 10.1146/annurev-biochem-072909-100424 . PMID 22439968 .
- 1 2 سابيدو إي، سيليفسيك ن، إيبرسولد ر (أغسطس 2012). "علم البروتينات القائم على قياس الطيف الكتلي لعلم الأحياء النظمي". الرأي الحالي في التكنولوجيا الحيوية . 23 (4): 591-597 . doi : 10.1016/j.copbio.2011.11.014 . PMID 22169889 .
- 1 2 "ما هو علم البروتينات؟" . ProteoConsult.
- ↑ ستريمبو ك، تافيل جيه إيه (نوفمبر 2010). "ما هي المؤشرات الحيوية؟" . الرأي الحالي في فيروس نقص المناعة البشرية والإيدز . 5 (6): 463-466 . doi : 10.1097/COH.0b013e32833ed177 . PMC 3078627. PMID 20978388 .
- ↑ فريق عمل تعريفات المؤشرات الحيوية (مارس 2001). " المؤشرات الحيوية ونقاط النهاية البديلة: التعريفات المفضلة والإطار المفاهيمي". علم الأدوية السريرية والعلاجات . 69 (3): 89-95 . doi : 10.1067/mcp.2001.113989 . PMID 11240971. S2CID 288484 .
- ↑ سيسيلياني ف، إيكرسال د، بيرشمور ر، ليتشي س (مارس 2014). "علم البروتينات في الطب البيطري: تطبيقات واتجاهات في مسببات الأمراض وتشخيصها". علم الأمراض البيطرية . 51 (2): 351-362 . doi : 10.1177/0300985813502819 . hdl : 2434/226049 . PMID 24045891. S2CID 25693263 .
- ↑ كلوبفلايش ر، غروبر أ.د. (مايو 2009). "زيادة التعبير عن BRCA2 وRAD51 في نقائل العقد اللمفاوية لسرطان الغدد الثديية لدى الكلاب" . علم الأمراض البيطرية . 46 (3): 416-422 . doi : 10.1354/vp.08-VP-0212-K-FL . PMID 19176491. S2CID 11583190 .
- ↑ هاثوت، ي . (أبريل 2007). "مناهج دراسة إفرازات الخلية". مراجعة الخبراء في علم البروتينات . 4 (2): 239-248 . doi : 10.1586/14789450.4.2.239 . PMID 17425459. S2CID 26169223 .
- ↑ غوبتا ن، تانر س، جايتلي ن، أدكينز جيه إن، ليبتون م، إدواردز ر، وآخرون . (سبتمبر 2007). " تحليل البروتينات الكاملة للتعديلات ما بعد الترجمة: تطبيقات قياس الطيف الكتلي في توصيف البروتينات الجينومية" . أبحاث الجينوم . 17 (9): 1362-1377 . doi : 10.1101/gr.6427907 . PMC 1950905. PMID 17690205 .
- ↑ غوبتا ن، بن حميدة ج، بهارجافا ف، غودمان د، كاين إ، كيرمان إ، وآخرون . (يوليو 2008). "علم البروتينات الجينومية المقارن: الجمع بين قياس الطيف الكتلي وعلم الجينوم المقارن لتحليل جينومات متعددة" . أبحاث الجينوم . 18 (7): 1133-1142 . doi : 10.1101/gr.074344.107 . PMC 2493402. PMID 18426904 .
- ↑ "UniProt" . www.uniprot.org .
- ^ "اكسباسي - بروسيت" . prosite.expasy.org .
- ↑ وانغ إتش دبليو، تشو سي إتش، وانغ دبليو سي، باي تي دبليو (أبريل 2014). "مُعرِّف متوسط المسافة المحلي لمقارنة بنية البروتين المرنة" . بي إم سي بيوانفورماتيكس . 15 (95) 95. doi : 10.1186/1471-2105-15-95 . PMC 3992163. PMID 24694083 .
- ↑ بيتروف د، مارغريتر س، غرانديتس م، أوستنبرينك س، زاغروفيتش ب (يوليو 2013). "إطار منهجي لمحاكاة ديناميكيات الجزيئات لتعديلات ما بعد الترجمة للبروتين" . مجلة PLOS للبيولوجيا الحاسوبية . 9 (7) e1003154. Bibcode : 2013PLSCB...9E3154P . doi : 10.1371/journal.pcbi.1003154 . PMC 3715417. PMID 23874192 .
- ↑ مارغريتر سي، بيتروف دي، زاغروفيتش بي (يوليو 2013). "خادم ويب فيينا-PTM: مجموعة أدوات لمحاكاة الديناميكا الجزيئية لتعديلات ما بعد الترجمة للبروتين" . أبحاث الأحماض النووية . 41 (عدد خادم الويب): W422– W426 . doi : 10.1093/nar/gkt416 . PMC 3692090. PMID 23703210 .
- ↑ مارون جيه إل، ألتيروفيتز جي، راموني إم، جونسون كيه إل، بيانكي دي دبليو (ديسمبر 2009). "الاكتشاف عالي الإنتاجية وتوصيف حركة البروتينات الجنينية في دم النساء الحوامل" . علم البروتينات. التطبيقات السريرية . 3 (12): 1389-1396 . doi : 10.1002/prca.200900109 . PMC 2825712. PMID 20186258 .
- 1 2 ألتيروفيتز جي، شيانغ إم، ليو جي، تشانغ إيه، راموني إم إف (2008). "اكتشاف المؤشرات الحيوية الطرفية على مستوى النظام باستخدام نظرية المعلومات" . الحوسبة الحيوية 2008. ص 231-242 . doi : 10.1142/9789812776136_0024 . ISBN 978-981-277-608-2PMID 18229689
{{cite book}}تم|journal=تجاهله ( مساعدة ) - ↑ بيترز-كلارك، ترينتون م.؛ كون، جوشوا ج.؛ رايلي، نيكولاس م. (21-05-2024). "الأجهزة في طليعة علم البروتينات" . الكيمياء التحليلية . 96 (20): 7976-8010 . Bibcode : 2024AnaCh..96.7976P . doi : 10.1021/acs.analchem.3c04497 . ISSN 0003-2700 . PMC 11996003. PMID 38738990 .
- ↑ سلافوف ن (يناير 2022). "توسيع نطاق علم البروتينات أحادي الخلية" . علم البروتينات الجزيئي والخلوي . 21 (1) 100179. doi : 10.1016/j.mcpro.2021.100179 . PMC 8683604. PMID 34808355 .
- ↑ ديركس ج، ليدوك أ، والمان ج، هوفمان ر.ج، ويلتس م، خان س، وآخرون . (يوليو 2022). "زيادة إنتاجية البروتينات الحساسة باستخدام plexDIA" . مجلة Nature Biotechnology . 41 (1): 50-59 . doi : 10.1038/s41587-022-01389-w . PMC 9839897. PMID 35835881 .
- ↑ سلافوف ن (يناير 2022). "التعلم من التباين الطبيعي عبر بروتينات الخلايا المفردة" . مجلة PLOS Biology . 20 (1) e3001512. doi : 10.1371/journal.pbio.3001512 . PMC 8765665. PMID 34986167 .
- ↑ هوفمان آر جي، ليدوك إيه، ويشمان سي، دي جويا إم، بوريلو إف، سبيشت إتش، وآخرون (2023). "يزيد قياس الطيف الكتلي ذو الأولوية من عمق وحساسية واكتمال بيانات البروتينات أحادية الخلية" . نيتشر ميثودز . 20 (5): 714-722 . bioRxiv 10.1101/2022.03.16.484655 . doi : 10.1038/ s41592-023-01830-1 . PMC 10172113. PMID 37012480 .
- ↑ ليدوك أ، هوفمان ر.ج، كانتلون ج، خان س، سلافوف ن (ديسمبر 2022). "استكشاف التباين المشترك للبروتينات الوظيفية عبر الخلايا المفردة باستخدام nPOP" . علم الأحياء الجينومي . 23 (1) 261. doi : 10.1186/s13059-022-02817-5 . PMC 9756690. PMID 36527135 .
- ↑ لي جيه، لو واي، أكباني آر، جو زد، روبوك بي إل، ليو دبليو، وآخرون . (نوفمبر 2013). " TCPA: مورد لبيانات البروتينات الوظيفية للسرطان" . Nature Methods . 10 (11): 1046–1047 . doi : 10.1038/nmeth.2650 . PMC 4076789. PMID 24037243 .
- ↑ أندرسون، ن. ل. (فبراير 2010). "بروتيوم البلازما السريري: دراسة استقصائية للفحوصات السريرية للبروتينات في البلازما والمصل" . الكيمياء السريرية . 56 (2): 177-185 . doi : 10.1373/clinchem.2009.126706 . PMID 19884488 .
- ↑ أندرسون ل (يوليو 2014). "ستة عقود من البحث عن المعنى في البروتينوم". مجلة علم البروتينات . 107 : 24-30 . doi : 10.1016/j.jprot.2014.03.005 . PMID 24642211 .
- ↑ غيير، بي. إي.، كولاك، إن. إيه.، بيشلر، جي.، هولت، إل. إم.، تيوبسر، دي.، مان، إم. (مارس 2016). "تحليل بروتينات البلازما لتقييم صحة الإنسان وأمراضه" . أنظمة الخلايا . 2 (3): 185-195 . doi : 10.1016/j.cels.2016.02.015 . hdl : 11858/00-001M-0000-002B-A17E-4 . PMID 27135364 .
- ↑ مالمستروم إي، كيلسغارد أو، هاوري إس، سميدز إي، هيروالد إتش، مالمستروم إل، مالمستروم جيه (يناير 2016). "استنتاج واسع النطاق لأصل نسيج البروتين في بلازما الإنتان الناتج عن البكتيريا موجبة الغرام باستخدام البروتينات الكمية المستهدفة" . نيتشر كوميونيكيشنز . 7 10261. Bibcode : 2016NatCo...710261M . doi : 10.1038/ncomms10261 . PMC 4729823. PMID 26732734 .
- ↑ غيير، بي. إي.، ويور ألبرشتسن، إن. جيه.، تيانوفا، إس.، غراسل، إن.، إيبسن، إي. دبليو.، لوندغرين، جيه.، وآخرون . (ديسمبر 2016). "علم البروتينات يكشف آثار فقدان الوزن المستمر على بروتينات بلازما الدم البشري" . بيولوجيا الأنظمة الجزيئية . 12 (12) 901. doi : 10.15252/msb.20167357 . PMC 5199119. PMID 28007936 .
- ↑ ليو واي، بويل إيه، كولينز بي سي، جيليه إل سي، بلوم إل سي، تشينغ إل واي، وآخرون . (فبراير 2015). "التباين الكمي لـ 342 بروتينًا في بلازما الدم لدى مجموعة من التوائم البشرية" . بيولوجيا الأنظمة الجزيئية . 11 (1) 786. doi : 10.15252/msb.20145728 . PMC 4358658. PMID 25652787 .
فهرس
- أرورا، ب.س.، ياماغيوا، هـ.، سريفاستافا، أ.، بولاندر، م.إ.، وساركار، ج. (2005) . "تقييم مقارن لتطبيقين برمجيين لتحليل صور الرحلان الكهربائي ثنائي الأبعاد باستخدام السائل الزلالي من مرضى يعانون من أمراض المفاصل". مجلة علوم جراحة العظام . 10 (2): 160-166 . doi : 10.1007/s00776-004-0878-0 . PMID 15815863. S2CID 45193214 .
- بلحاجام ك، إمبوري إس إم، فان إتش، غوبل سي إيه، هيرمياكوب إتش، هوبارد إس جيه، وآخرون . (سبتمبر 2005). تكامل بيانات البروتينات: الخصائص والتحديات (ملف PDF) . وقائع اجتماع المملكة المتحدة للعلوم الإلكترونية الشامل. نوتنغهام، المملكة المتحدة. ISBN 978-1-904425-53-3تمت أرشفة هذا الملف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 28 يونيو 2006.
- سيسيلياني ف، إيكرسال د، بيرشمور ر، ليتشي س (مارس 2014). "علم البروتينات في الطب البيطري: تطبيقات واتجاهات في مسببات الأمراض وتشخيصها". علم الأمراض البيطرية . 51 (2): 351-362 . doi : 10.1177/0300985813502819 . hdl : 2434/226049 . PMID 24045891. S2CID 25693263 .
- ليبلر، دي سي (2002). مقدمة في علم البروتينات: أدوات لعلم الأحياء الجديد . توتوا، نيوجيرسي: دار هومانا للنشر. رقم ISBN 978-0-89603-992-6.رقم الكتاب المعياري الدولي (ISBN) 0-585-41879-9(إلكتروني، على موقع Netlibrary؟)، رقم ISBN 0-89603-991-9غلاف مقوى
- ماكولي آي سي، كار بي، غوسنانتو إيه، أويوهاند دبليو إتش، فيتزجيرالد دي، واتكينز إن إيه (ديسمبر 2005). " علم جينوم الصفائح الدموية وعلم البروتينات في صحة الإنسان وأمراضه" . مجلة التحقيقات السريرية . 115 (12): 3370-3377 . doi : 10.1172/JCI26885 . PMC 1297260. PMID 16322782 .
- نافين تي، ويسترميير آر (2002). علم البروتينات في الممارسة: دليل مختبري لتحليل البروتينات . فاينهايم: وايلي-في سي إتش. رقم ISBN 978-3-527-30354-0.(يركز على الهلاميات ثنائية الأبعاد، ويهتم بالتفاصيل)
- تويمان، آر إم (2004). مبادئ علم البروتينات (سلسلة النصوص المتقدمة) . أكسفورد، المملكة المتحدة: دار نشر بيوس العلمية. رقم ISBN 978-1-85996-273-2.(يغطي جميع فروع علم البروتينات تقريبًا)
- فون هاغن جي (2008). تحضير العينات البروتينية . فاينهايم: وايلي-VCH. رقم ISBN 978-3-527-31796-7.
- ويلكنز إم آر، ويليامز كيه إل، أبيل آر دي، هوخستراسر دي إف (1997). أبحاث البروتينات: آفاق جديدة في علم الجينوم الوظيفي (المبادئ والتطبيق) . برلين: سبرينغر. ISBN 978-3-540-62753-1.
- فاسان، آر إس (مايو 2006). "المؤشرات الحيوية لأمراض القلب والأوعية الدموية: الأساس الجزيئي والاعتبارات العملية" . سيركوليشن . 113 (19): 2335-2362 . doi : 10.1161/CIRCULATIONAHA.104.482570 . PMID 16702488 .
روابط خارجية
- علم البروتينات
- علم الجينوم
- علم الجينوم
