تحليل البروتينات

الموسوعة الحرة
التحضير الآلي لعينات مطياف الكتلة MALDI على حامل العينة

علم تحليل البروتينات هو الدراسة واسعة النطاق للبروتينات . [1] [2] البروتينات هي جزيئات كبيرة حيوية لجميع الكائنات الحية، ولها العديد من الوظائف مثل تكوين الألياف البنيوية لأنسجة العضلات ، أو الهضم الأنزيمي للطعام، أو تخليق وتكرار الحمض النووي . بالإضافة إلى ذلك، تشمل أنواع أخرى من البروتينات الأجسام المضادة التي تحمي الكائن الحي من العدوى، والهرمونات التي ترسل إشارات مهمة في جميع أنحاء الجسم.

البروتيوم هو المجموعة الكاملة من البروتينات التي ينتجها أو يعدلها كائن حي أو نظام. يتيح علم البروتينات التعرف على أعداد متزايدة باستمرار من البروتينات. ويختلف هذا مع الوقت والمتطلبات أو الضغوط المتميزة التي تخضع لها الخلية أو الكائن الحي. [ 3]

يعد علم البروتينات مجالًا متعدد التخصصات استفاد بشكل كبير من المعلومات الجينية من مشاريع الجينوم المختلفة، بما في ذلك مشروع الجينوم البشري . [4] وهو يغطي استكشاف البروتينات من المستوى العام لتكوين البروتين وبنيته ونشاطه، وهو عنصر مهم في علم الجينوم الوظيفي .

يشير مصطلح علم البروتينات عمومًا إلى التحليل التجريبي واسع النطاق للبروتينات والبروتيومات، ولكنه غالبًا ما يشير على وجه التحديد إلى تنقية البروتين وقياس الطيف الكتلي . في الواقع، يعد قياس الطيف الكتلي أقوى طريقة لتحليل البروتينات، سواء في العينات الكبيرة المكونة من ملايين الخلايا [5] أو في الخلايا الفردية. [6] [7]

التاريخ وأصل الكلمة

بدأت الدراسات الأولى للبروتينات التي يمكن اعتبارها من علم تحليل البروتينات في عام 1974، بعد إدخال الهلام ثنائي الأبعاد ورسم خرائط البروتينات من بكتيريا الإشريكية القولونية . [8]

البروتيوم هو مزيج من كلمتي "بروتين" و"جينوم". وقد صاغه في عام 1994 طالب الدكتوراه آنذاك مارك ويلكنز في جامعة ماكواري ، [9] التي أسست أول مختبر متخصص في علم البروتينات في عام 1995. [10] [11]

تعقيد المشكلة

بعد علم الجينوم وعلم النسخ ، يعتبر علم البروتينات الخطوة التالية في دراسة الأنظمة البيولوجية. وهو أكثر تعقيدًا من علم الجينوم لأن جينوم الكائن الحي ثابت إلى حد ما، في حين تختلف البروتينات من خلية إلى أخرى ومن وقت لآخر. يتم التعبير عن الجينات المميزة في أنواع مختلفة من الخلايا، مما يعني أنه يجب تحديد المجموعة الأساسية من البروتينات المنتجة في الخلية. [ بحاجة لمصدر ]

في الماضي، تم تقييم هذه الظاهرة من خلال تحليل الحمض النووي الريبي، والذي وجد أنه يفتقر إلى الارتباط بمحتوى البروتين. [12] [13] ومن المعروف الآن أن mRNA لا يُترجم دائمًا إلى بروتين، [14] وتعتمد كمية البروتين المنتجة لكمية معينة من mRNA على الجين الذي تم نسخه منه وعلى الحالة الفسيولوجية للخلية. يؤكد التحليل البروتيني وجود البروتين ويوفر مقياسًا مباشرًا لكميته. [ بحاجة لمصدر ]

التعديلات بعد الترجمة

لا تتسبب الترجمة من mRNA في حدوث اختلافات فحسب، بل تخضع العديد من البروتينات أيضًا لمجموعة متنوعة من التعديلات الكيميائية بعد الترجمة. تشمل التعديلات الأكثر شيوعًا والأكثر دراسة بعد الترجمة الفسفرة والجليكوزيل. العديد من هذه التعديلات بعد الترجمة مهمة لوظيفة البروتين. [ بحاجة لمصدر ]

الفسفرة

أحد هذه التعديلات هو الفسفرة ، والتي تحدث للعديد من الإنزيمات والبروتينات البنيوية في عملية إشارات الخلية . إن إضافة فوسفات إلى أحماض أمينية معينة - غالبًا السيرين والثريونين [15] بوساطة كينازات السيرين والثريونين ، أو نادرًا التيروزين بوساطة كينازات التيروزين - يتسبب في أن يصبح البروتين هدفًا للارتباط أو التفاعل مع مجموعة مميزة من البروتينات الأخرى التي تتعرف على المجال المفسفر. [ بحاجة لمصدر ]

ولأن فسفرة البروتين تعد من أكثر التعديلات البروتينية دراسة، فإن العديد من الجهود "التحليلية البروتينية" تتجه نحو تحديد مجموعة البروتينات المفسفرة في خلية معينة أو نوع معين من الأنسجة في ظل ظروف معينة. وهذا ينبه العلماء إلى مسارات الإشارات التي قد تكون نشطة في تلك الحالة.

يوبيكويتين

إن اليوبيكويتين هو بروتين صغير يمكن ربطه ببعض الركائز البروتينية بواسطة إنزيمات تسمى رباطات اليوبيكويتين E3 . إن تحديد البروتينات التي تحتوي على يوبيكويتين متعدد يساعد في فهم كيفية تنظيم مسارات البروتين. وبالتالي، فإن هذه دراسة "بروتينية" مشروعة إضافية. وعلى نحو مماثل، بمجرد أن يحدد الباحث الركائز التي تحتوي على يوبيكويتين متعدد بواسطة كل رباط، فإن تحديد مجموعة الرباطات المعبر عنها في نوع معين من الخلايا يكون مفيدًا. [ بحاجة لمصدر ]

التعديلات الإضافية

بالإضافة إلى الفسفرة واليوبيكويتين ، قد تخضع البروتينات (من بين أمور أخرى) للمثيلة والأستلة والغليكوزيل والأكسدة والنترتة . تخضع بعض البروتينات لكل هذه التعديلات ، غالبًا في تركيبات تعتمد على الوقت. يوضح هذا التعقيد المحتمل لدراسة بنية البروتين ووظيفته .

يتم تصنيع البروتينات المميزة في ظل ظروف مميزة

قد تنتج الخلية مجموعات مختلفة من البروتينات في أوقات مختلفة أو في ظل ظروف مختلفة، على سبيل المثال أثناء التطور أو التمايز الخلوي أو دورة الخلية أو التسرطن . كما هو مذكور، فإن معظم البروتينات قادرة على الخضوع لمجموعة واسعة من التعديلات بعد الترجمة.

لذلك، قد تصبح دراسة "البروتينات" معقدة بسرعة كبيرة، حتى لو كان موضوع الدراسة مقيدًا. في المواقف الأكثر طموحًا، مثل عندما يتم البحث عن علامة حيوية لنوع فرعي محدد من السرطان، قد يختار عالم البروتينات دراسة عينات مصل دم متعددة من مرضى سرطان متعددين لتقليل العوامل المربكة وتفسير الضوضاء التجريبية. [16] وبالتالي، تكون التصميمات التجريبية المعقدة ضرورية في بعض الأحيان لتفسير التعقيد الديناميكي للبروتينات.

حدود دراسات الجينوميات والبروتينات

يقدم علم البروتينات مستوى مختلفًا من الفهم عن علم الجينوم لعدة أسباب:

  • إن مستوى نسخ الجين لا يعطي سوى تقدير تقريبي لمستوى ترجمته إلى بروتين. [17] قد يتحلل mRNA المنتج بكثرة بسرعة أو يترجم بشكل غير فعال، مما يؤدي إلى كمية صغيرة من البروتين .
  • كما ذكرنا سابقًا، تخضع العديد من البروتينات لتعديلات ما بعد الترجمة تؤثر بشكل عميق على أنشطتها؛ على سبيل المثال، بعض البروتينات لا تكون نشطة حتى يتم فوسفوريتها. تُستخدم طرق مثل تحليل البروتينات الفسفورية وتحليل البروتينات السكرية لدراسة التعديلات ما بعد الترجمة.
  • تؤدي العديد من النسخ إلى ظهور أكثر من بروتين واحد، من خلال الوصل البديل أو التعديلات البديلة بعد الترجمة.
  • تشكل العديد من البروتينات معقدات مع بروتينات أخرى أو جزيئات RNA، ولا تعمل إلا في وجود هذه الجزيئات الأخرى.
  • يلعب معدل تحلل البروتين دورًا مهمًا في محتوى البروتين. [18]

القدرة على التكرار . أحد العوامل الرئيسية التي تؤثر على القدرة على التكرار في تجارب تحليل البروتينات هو الإفراز المتزامن لعدد أكبر بكثير من الببتيدات مما يمكن لمطياف الكتلة قياسه. يتسبب هذا في اختلافات عشوائية بين التجارب بسبب الاستحواذ المعتمد على البيانات للببتيدات التريبسية. على الرغم من أن تحليلات تحليل البروتينات المبكرة واسعة النطاق أظهرت تباينًا كبيرًا بين المختبرات، [19] [20] ربما يرجع ذلك جزئيًا إلى الاختلافات الفنية والتجريبية بين المختبرات، فقد تم تحسين القدرة على التكرار في تحليل مطياف الكتلة الأحدث، وخاصة على مستوى البروتين. [21] والجدير بالذكر أن تحليل البروتينات المستهدفة يُظهر زيادة في القدرة على التكرار والتكرار مقارنة بأساليب تحليل البروتينات، وإن كان ذلك على حساب كثافة البيانات وفعاليتها. [22]

جودة البيانات . التحليل البروتيني قابل للأتمتة بشكل كبير ويتم إنشاء مجموعات كبيرة من البيانات، والتي تتم معالجتها بواسطة خوارزميات البرامج. تُستخدم معلمات التصفية لتقليل عدد النتائج الخاطئة، ولكن لا يمكن القضاء عليها تمامًا. أعرب العلماء عن الحاجة إلى الوعي بأن تجارب التحليل البروتيني يجب أن تلتزم بمعايير الكيمياء التحليلية (جودة البيانات الكافية، والتحقق من الصحة، والتحقق). [23] [24] [25] [26]

طرق دراسة البروتينات

في علم تحليل البروتينات، توجد طرق متعددة لدراسة البروتينات. بشكل عام، يمكن الكشف عن البروتينات باستخدام الأجسام المضادة (الاختبارات المناعية)، أو الفصل الكهربائي أو مطياف الكتلة . إذا تم تحليل عينة بيولوجية معقدة، فيجب استخدام جسم مضاد محدد للغاية في تحليل البقعة الكمية (QDB)، أو يجب استخدام الفصل الكيميائي الحيوي قبل خطوة الكشف، حيث يوجد عدد كبير جدًا من المحللات في العينة لإجراء الكشف والقياس الكمي الدقيق.

الكشف عن البروتين باستخدام الأجسام المضادة (الاختبارات المناعية)

تُستخدم الأجسام المضادة لبروتينات معينة، أو أشكالها المعدلة، في دراسات الكيمياء الحيوية وعلم الأحياء الخلوية . وهي من بين الأدوات الأكثر شيوعًا التي يستخدمها علماء الأحياء الجزيئية اليوم. هناك العديد من التقنيات والبروتوكولات المحددة التي تستخدم الأجسام المضادة للكشف عن البروتين. تم استخدام اختبار الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم (ELISA) لعقود من الزمان للكشف عن البروتينات وقياسها كميًا في العينات. يمكن استخدام النقل الغربي للكشف عن البروتينات الفردية وتحديد كميتها، حيث يتم في الخطوة الأولية فصل خليط بروتيني معقد باستخدام SDS-PAGE ثم يتم تحديد البروتين المطلوب باستخدام جسم مضاد. [ بحاجة لمصدر ]

يمكن دراسة البروتينات المعدلة من خلال تطوير جسم مضاد خاص بهذا التعديل. على سبيل المثال، بعض الأجسام المضادة لا تتعرف إلا على بروتينات معينة عندما يتم فسفورتها بالتيروزين ، وتُعرف باسم الأجسام المضادة الخاصة بالفوسفور. كما توجد أجسام مضادة خاصة بتعديلات أخرى. ويمكن استخدامها لتحديد مجموعة البروتينات التي خضعت للتعديل المطلوب. [ بحاجة لمصدر ]

يمكن أيضًا إجراء الاختبارات المناعية باستخدام مشتقات الغلوبولين المناعي المولدة عن طريق إعادة التركيب أو الهياكل البروتينية المصممة صناعيًا والتي تم اختيارها لخصوصية عالية للمستضد. تشمل هذه المواد الرابطة شظايا الأجسام المضادة أحادية النطاق (النانوبودات)، [27] وبروتينات تكرار الأنكرين المصممة (DARPins) [28] والأبتامرات. [29]

إن اكتشاف الأمراض على المستوى الجزيئي هو المحرك للثورة الناشئة في التشخيص والعلاج المبكر. والتحدي الذي يواجه هذا المجال هو أن المؤشرات الحيوية البروتينية للتشخيص المبكر قد تكون موجودة بوفرة منخفضة للغاية. والحد الأدنى للكشف باستخدام تقنية التحليل المناعي التقليدية هو النطاق الفيمتومولاري العلوي (10 −13 M). وقد حسنت تقنية التحليل المناعي الرقمي حساسية الكشف بمقدار ثلاثة لوغاريتمات، إلى النطاق الأتومولاري (10 −16 M). وهذه القدرة لديها القدرة على فتح آفاق جديدة في التشخيص والعلاج، ولكن مثل هذه التقنيات تم تهميشها إلى الإجراءات اليدوية التي لا تصلح للاستخدام الروتيني الفعال. [30]

الكشف عن البروتين الخالي من الأجسام المضادة

في حين أن الكشف عن البروتين باستخدام الأجسام المضادة لا يزال شائعًا جدًا في علم الأحياء الجزيئي، فقد تم تطوير طرق أخرى أيضًا، لا تعتمد على الأجسام المضادة. تقدم هذه الطرق مزايا مختلفة، على سبيل المثال، غالبًا ما تكون قادرة على تحديد تسلسل البروتين أو الببتيد، وقد يكون إنتاجها أعلى من الأجسام المضادة، ويمكنها أحيانًا تحديد البروتينات التي لا يوجد لها أجسام مضادة وقياس كميتها.

طرق الكشف

كانت طريقة تحلل إدمان (التي تم تقديمها في عام 1967) واحدة من أقدم الطرق المستخدمة في تحليل البروتينات، حيث يتم إخضاع ببتيد واحد لخطوات متعددة من التحلل الكيميائي لحل تسلسله. وقد حلت التقنيات التي توفر إنتاجية أعلى محل هذه الطرق المبكرة. [ بحاجة لمصدر ]

تستخدم الأساليب التي تم تنفيذها مؤخرًا تقنيات تعتمد على مطياف الكتلة ، وهو التطور الذي أصبح ممكنًا بفضل اكتشاف طرق "التأين الناعم" التي تم تطويرها في ثمانينيات القرن العشرين، مثل التأين/الامتصاص بالليزر بمساعدة المصفوفة (MALDI) والتأين بالرش الكهربائي (ESI) . أدت هذه الأساليب إلى ظهور تدفقات عمل تحليل البروتينات من أعلى إلى أسفل ومن أسفل إلى أعلى حيث غالبًا ما يتم إجراء فصل إضافي قبل التحليل (انظر أدناه).

طرق الفصل

لتحليل العينات البيولوجية المعقدة، يلزم تقليل تعقيد العينة. يمكن إجراء ذلك دون اتصال بالإنترنت من خلال الفصل أحادي البعد أو ثنائي الأبعاد . في الآونة الأخيرة، تم تطوير طرق عبر الإنترنت حيث يتم فصل الببتيدات الفردية (في مناهج التحليل البروتيني من الأسفل إلى الأعلى) باستخدام كروماتوغرافيا الطور العكسي ثم التأين المباشر باستخدام ESI ؛ يفسر الاقتران المباشر بين الفصل والتحليل مصطلح التحليل "عبر الإنترنت".

التقنيات الهجينة

تستخدم العديد من التقنيات الهجينة تنقية الأجسام المضادة للمحللات الفردية ثم إجراء تحليل مطياف الكتلة للتعريف والقياس الكمي. ومن أمثلة هذه الطرق MSIA (اختبار المناعة الطيفي الكتلي) ، الذي طوره راندال نيلسون في عام 1995، [31] وطريقة SISCAPA (التقاط النظائر المستقرة القياسية باستخدام الأجسام المضادة للببتيد)، التي قدمها لي أندرسون في عام 2004. [32]

منهجيات البحث الحالية

يمكن استخدام التحليل الكهربائي التفاضلي ثنائي الأبعاد للفلورسنت (2-D DIGE) [33] لقياس التباين في عملية التحليل الكهربائي التفاضلي ثنائي الأبعاد وإنشاء عتبات صالحة إحصائيًا لتعيين التغييرات الكمية بين العينات. [33]

قد يكشف التحليل البروتيني المقارن عن دور البروتينات في الأنظمة البيولوجية المعقدة، بما في ذلك التكاثر. على سبيل المثال، يؤدي العلاج بمبيد الحشرات تريازوفوس إلى زيادة محتوى بروتينات الغدة الإضافية الذكرية (Acps) للحشرات البنية ( Nilaparvata lugens (Stål)) والتي قد تنتقل إلى الإناث عن طريق التزاوج، مما يتسبب في زيادة الخصوبة (أي معدل المواليد) للإناث. [34] لتحديد التغيرات في أنواع بروتينات الغدة الإضافية (Acps) والبروتينات التناسلية التي تلقتها الحشرات الإناث المتزاوجة من الحشرات الذكور، أجرى الباحثون تحليلًا بروتينيًا مقارنًا للإناث المتزاوجة من N. lugens . [35] أشارت النتائج إلى أن هذه البروتينات تشارك في العملية التناسلية للإناث والذكور البالغين من N. lugens . [35]

تم تأسيس تحليل البروتيوم لبيروكسيسومات نبات أرابيدوبسيس [36] باعتباره النهج غير المتحيز الرئيسي لتحديد بروتينات البيروكسيسومات الجديدة على نطاق واسع. [36]

هناك العديد من الطرق لتوصيف البروتينات البشرية، والتي يقدر أنها تحتوي على ما بين 20000 و25000 بروتين غير زائد. ومن المرجح أن يزيد عدد الأنواع البروتينية الفريدة بما بين 50000 و500000 بسبب أحداث ربط الحمض النووي الريبي والتحلل البروتيني، وعندما نأخذ في الاعتبار أيضًا التعديل بعد الترجمة، فإن العدد الإجمالي للبروتينات البشرية الفريدة يقدر بما يتراوح بين الملايين القليلة. [37] [38]

بالإضافة إلى ذلك، تم الإبلاغ مؤخرًا عن المحاولات الواعدة الأولى لفك شفرة بروتيوم الأورام الحيوانية. [39] تم استخدام هذه الطريقة كطريقة وظيفية في تحديد ملف تعريف بروتين Macrobrachium rosenbergii . [40]

تقنيات التحليل البروتيني عالية الإنتاجية

اكتسبت تقنية تحليل البروتينات زخمًا متزايدًا على مدار العقد الماضي مع تطور العديد من الأساليب. وقليل منها جديد، والبعض الآخر يعتمد على الأساليب التقليدية. وتعد الأساليب القائمة على مطيافية الكتلة، وتحليل البروتينات بالتقارب، والمصفوفات الدقيقة أكثر التقنيات شيوعًا لدراسة البروتينات على نطاق واسع.

مطيافية الكتلة و تحليل البروتين

يستخدم جهاز مطياف الكتلة LCQ في مطياف الكتلة.

هناك طريقتان تعتمدان على مطياف الكتلة تستخدمان حاليًا لتحديد ملف البروتين. الطريقة الأكثر شيوعًا ورسوخًا تستخدم الرحلان الكهربائي ثنائي الأبعاد عالي الدقة لفصل البروتينات من عينات مختلفة بالتوازي، يليه اختيار وتلوين البروتينات المعبر عنها بشكل تفاضلي لتحديدها بواسطة مطياف الكتلة. وعلى الرغم من التقدم في 2-DE ونضجه، إلا أنه له حدود أيضًا. والقلق الرئيسي هو عدم القدرة على حل جميع البروتينات داخل العينة، نظرًا لنطاقها الكبير في مستوى التعبير وخصائصها المختلفة. يمكن أن يحدد الجمع بين حجم المسام وشحنة البروتين وحجمه وشكلها بشكل كبير معدل الهجرة مما يؤدي إلى مضاعفات أخرى. [41]

النهج الكمي الثاني يستخدم علامات النظائر المستقرة لوضع علامات تفاضلية على البروتينات من خليطين معقدين مختلفين. [42] [43] هنا، يتم وضع علامات نظيرية على البروتينات داخل الخليط المعقد أولاً، ثم يتم هضمها لإنتاج ببتيدات مُسمَّاة. ثم يتم دمج الخلائط المُسمَّاة، ويتم فصل الببتيدات باستخدام كروماتوغرافيا سائلة متعددة الأبعاد وتحليلها باستخدام مطيافية الكتلة المترادفة. كواشف علامة التقارب المشفرة بالنظائر (ICAT) هي علامات النظائر المستخدمة على نطاق واسع. في هذه الطريقة، يتم ربط بقايا السيستين في البروتينات تساهميًا بكاشف ICAT، مما يقلل من تعقيد الخلائط التي تحذف البقايا غير السيستينية.

إن التحليل البروتيني الكمي باستخدام الوسم النظيري المستقر هو أداة مفيدة بشكل متزايد في التطوير الحديث. أولاً، تم استخدام التفاعلات الكيميائية لإدخال الوسوم في مواقع أو بروتينات محددة لغرض استكشاف وظائف بروتينية محددة. تم تحقيق عزل الببتيدات الفوسفورية باستخدام الوسم النظيري والكيمياء الانتقائية لالتقاط جزء البروتين بين الخليط المعقد. ثانيًا، تم استخدام تقنية ICAT للتمييز بين المجمعات الجزيئية الكبيرة المنقاة جزئيًا أو المنقاة مثل مجمع ما قبل البدء الكبير لبوليميراز الحمض النووي الريبي الثاني والبروتينات المعقدة بعامل نسخ الخميرة. ثالثًا، تم مؤخرًا دمج وسم ICAT مع عزل الكروماتين لتحديد البروتينات المرتبطة بالكروماتين وقياسها. أخيرًا، تعد كواشف ICAT مفيدة للتحليل البروتيني للعضيات الخلوية والكسور الخلوية المحددة. [41]

هناك نهج كمي آخر وهو نهج العلامة الدقيقة للكتلة والوقت (AMT) الذي طوره ريتشارد د. سميث وزملاؤه في مختبر المحيط الهادئ الشمالي الغربي الوطني . وفي هذا النهج، يتم تحقيق زيادة في الإنتاجية والحساسية من خلال تجنب الحاجة إلى مطيافية الكتلة الترادفية، والاستفادة من معلومات وقت الفصل المحددة بدقة وتحديدات الكتلة عالية الدقة لتحديد الببتيد والبروتين.

تحليل البروتينات المتقاربة

تستخدم البروتيوميات المتقاربة الأجسام المضادة أو غيرها من الكواشف المتقاربة (مثل الأبتامرات القائمة على الأوليجونوكليوتيدات) كمسبارات كشف خاصة بالبروتين. [44] حاليًا، يمكن لهذه الطريقة استجواب عدة آلاف من البروتينات، عادةً من السوائل الحيوية مثل البلازما أو المصل أو السائل النخاعي (CSF). أحد العوامل المميزة الرئيسية لهذه التقنية هي القدرة على تحليل مئات أو آلاف العينات في إطار زمني معقول (مسألة أيام أو أسابيع)؛ لا يمكن توسيع نطاق الأساليب القائمة على مطياف الكتلة إلى هذا المستوى من إنتاجية العينة لتحليلات البروتيوميات.

رقائق البروتين

إن تحقيق التوازن بين استخدام أجهزة قياس الطيف الكتلي في تحليل البروتينات وفي الطب يتم من خلال استخدام مجموعات البروتينات الدقيقة. والهدف من وراء مجموعات البروتينات الدقيقة هو طباعة آلاف من خصائص الكشف عن البروتينات لاستجواب العينات البيولوجية. وتعتبر مجموعات الأجسام المضادة مثالاً على ذلك حيث يتم ترتيب مجموعة من الأجسام المضادة المختلفة للكشف عن مستضداتها الخاصة من عينة من دم الإنسان. وهناك نهج آخر يتمثل في ترتيب أنواع متعددة من البروتينات لدراسة خصائص مثل تفاعلات البروتين مع الحمض النووي، والبروتين مع البروتين، والبروتين مع الربيطة. ومن الناحية المثالية، يجب أن تحتوي مجموعات البروتينات الوظيفية على المجموعة الكاملة من بروتينات الكائن الحي. وكانت النسخة الأولى من هذه المجموعات تتكون من 5000 بروتين نقي من الخميرة تم ترسيبها على شرائح مجهرية زجاجية. وعلى الرغم من نجاح الشريحة الأولى، فقد كان تنفيذ مجموعات البروتينات يمثل تحديًا أكبر. فالبروتينات بطبيعتها أكثر صعوبة في التعامل معها من الحمض النووي. فهي تتمتع بنطاق ديناميكي واسع، وهي أقل استقرارًا من الحمض النووي، ويصعب الحفاظ على بنيتها على الشرائح الزجاجية، على الرغم من أنها ضرورية لمعظم الاختبارات. تتمتع تقنية ICAT العالمية بمزايا مذهلة مقارنة بتقنيات شرائح البروتين. [41]

مصفوفات البروتين ذات الطور العكسي

آليات توضح كيفية وضع علامات AHA على البروتينات ومكان وضع علامات البيوتين-FLAG-alkyne على الأحماض الأمينية. مرسومة يدويًا بواسطة Sigma Aldrich

هذا تطبيق واعد وجديد للميكروأري لتشخيص ودراسة وعلاج الأمراض المعقدة مثل السرطان. تدمج التكنولوجيا بين تشريح الليزر المجهري (LCM) وتكنولوجيا المصفوفات الدقيقة، لإنتاج مصفوفات بروتينية دقيقة في الطور العكسي. في هذا النوع من المصفوفات الدقيقة، يتم تثبيت مجموعة كاملة من البروتينات نفسها بقصد التقاط مراحل مختلفة من المرض داخل مريض فردي. عند استخدامها مع LCM، يمكن لمصفوفات الطور العكسي مراقبة الحالة المتقلبة للبروتين بين مجموعات الخلايا المختلفة داخل منطقة صغيرة من الأنسجة البشرية. هذا مفيد لرسم صورة لحالة جزيئات الإشارات الخلوية، بين مقطع عرضي من الأنسجة التي تشمل الخلايا الطبيعية والسرطانية. هذا النهج مفيد في مراقبة حالة العوامل الرئيسية في ظهارة البروستاتا الطبيعية وأنسجة سرطان البروستاتا الغازية. يقوم LCM بعد ذلك بتشريح هذه الأنسجة ويتم ترتيب محاليل البروتين على شرائح نتروسليلوز، والتي تم فحصها بأجسام مضادة محددة. يمكن لهذه الطريقة تتبع جميع أنواع الأحداث الجزيئية ويمكنها مقارنة الأنسجة المريضة والصحية داخل نفس المريض مما يتيح تطوير استراتيجيات العلاج والتشخيص. إن القدرة على الحصول على لقطات تحليلية للبروتينات من مجموعات الخلايا المجاورة، باستخدام مصفوفات الطور العكسي بالاشتراك مع LCM، لها عدد من التطبيقات التي تتجاوز دراسة الأورام. يمكن أن يوفر هذا النهج رؤى حول الفسيولوجيا الطبيعية وعلم الأمراض لجميع الأنسجة وهو لا يقدر بثمن لتوصيف العمليات التنموية والتشوهات. [41]

الكشف عن البروتين من خلال الكيمياء الحيوية المتعامدة

آلية الكيتون والألدهيد في وسم سطح الخلية. تظهر روابط شتاودينغر وتفاعلها مع مجموعات الأزيد للوسم في الشكل الثاني.

لقد كشفت التطورات الحديثة في الكيمياء الحيوية المتعامدة عن تطبيقات في تحليل البروتينات. إن التوسع في استخدام الجزيئات العضوية لمراقبة تفاعلها مع البروتينات يكشف عن طرق واسعة النطاق لوضع علامات عليها. تمثل الأحماض الأمينية غير الطبيعية والمجموعات الوظيفية المختلفة تقنيات جديدة متنامية في مجال تحليل البروتينات.

يتم إدخال جزيئات حيوية محددة قادرة على التمثيل الغذائي في الخلايا أو الأنسجة في البروتينات أو الجليكانات. سيكون للجزيء علامة تقارب، مما يؤدي إلى تعديل البروتين مما يسمح باكتشافه. يستخدم أزيدوهوموآلانين (AHA) علامة التقارب هذه من خلال الدمج مع Met-t-RNA synthetase لدمجها في البروتينات. وقد سمح هذا لأزيدوهوموآلانين بالمساعدة في تحديد هوية البروتينات المصنعة حديثًا والتي تم إنشاؤها استجابة للاضطرابات وتحديد البروتينات التي تفرزها الخلايا. [45]

أظهرت الدراسات الحديثة [46] باستخدام تكاثفات الكيتونات والألدهيدات أنها الأنسب للوسم في المختبر أو على سطح الخلية . ومع ذلك، فإن استخدام الكيتونات والألدهيدات كمراسلين متعامدين بيولوجيًا كشف عن حركية بطيئة تشير إلى أنه على الرغم من فعاليتها في الوسم، إلا أن التركيز يجب أن يكون مرتفعًا.

يمكن الكشف عن بعض البروتينات من خلال تفاعلها مع مجموعات الأزيد . يمكن للأحماض الأمينية غير البروتينية أن تحمل مجموعات أزيد تتفاعل مع الفوسفينات في ربطات شتودينجر . وقد تم استخدام هذا التفاعل بالفعل لوضع علامات على الجزيئات الحيوية الأخرى في الخلايا الحية والحيوانات. [47]

إن مجال التحليل الحيوي المتعامد آخذ في التوسع ويدفع إلى المزيد من التطبيقات في مجال تحليل البروتينات. ومن الجدير بالذكر أن هناك قيودًا وفوائد. فالتفاعلات السريعة يمكن أن تخلق اقترانات حيوية وتخلق تركيزات عالية بكميات قليلة من المواد المتفاعلة. وعلى النقيض من ذلك، فإن التفاعلات الحركية البطيئة مثل تكاثف الألدهيد والكيتون تتطلب تركيزًا عاليًا على الرغم من فعاليتها، مما يجعلها غير فعالة من حيث التكلفة.

التطبيقات العملية

اكتشاف دواء جديد

كان أحد التطورات الرئيسية التي نتجت عن دراسة الجينات والبروتينات البشرية هو تحديد الأدوية الجديدة المحتملة لعلاج الأمراض. ويعتمد هذا على معلومات الجينوم والبروتينات لتحديد البروتينات المرتبطة بمرض ما، والتي يمكن لبرامج الكمبيوتر استخدامها بعد ذلك كأهداف للأدوية الجديدة. على سبيل المثال، إذا كان بروتين معين متورطًا في مرض ما، فإن بنيته ثلاثية الأبعاد توفر المعلومات اللازمة لتصميم الأدوية للتدخل في عمل البروتين. الجزيء الذي يناسب الموقع النشط للإنزيم، ولكن لا يمكن للإنزيم إطلاقه، يعطل الإنزيم. هذا هو الأساس لأدوات اكتشاف الأدوية الجديدة، والتي تهدف إلى إيجاد أدوية جديدة لتعطيل البروتينات المشاركة في المرض. مع اكتشاف الاختلافات الجينية بين الأفراد، يتوقع الباحثون استخدام هذه التقنيات لتطوير أدوية شخصية أكثر فعالية للفرد. [48]

تُستخدم أيضًا تقنية تحليل البروتينات للكشف عن التفاعلات المعقدة بين النباتات والحشرات والتي تساعد في تحديد الجينات المرشحة المشاركة في الاستجابة الدفاعية للنباتات للأكل العشبي. [49] [50] [51]

يوفر فرع من فروع علم البروتينات يسمى علم البروتينات الكيميائية العديد من الأدوات والتقنيات للكشف عن الأهداف البروتينية للأدوية. [52]

تفاعلات البروتينات والشبكات البروتينية

تحليل البروتينات التفاعلية هو تحليل تفاعلات البروتينات من مقاييس التفاعلات الثنائية إلى البروتيوم أو الشبكة بأكملها. تعمل معظم البروتينات من خلال تفاعلات البروتين-البروتين ، وأحد أهداف تحليل البروتينات التفاعلية هو تحديد تفاعلات البروتينات الثنائية ، والمجمعات البروتينية ، والتفاعلات .

تتوفر عدة طرق لاستكشاف تفاعلات البروتين-البروتين . في حين أن الطريقة الأكثر تقليدية هي تحليل الخميرة الهجينة المزدوجة ، فإن الطريقة الناشئة القوية هي تنقية الألفة تليها مطيافية كتلة البروتين باستخدام الطعوم البروتينية الموسومة . تشمل الطرق الأخرى رنين البلازمون السطحي (SPR)، [53] [54] المصفوفات البروتينية الدقيقة ، تداخل الاستقطاب المزدوج ، الرحلان الحراري المجهري ، اختبار الاستبعاد الحركي ، والطرق التجريبية مثل عرض البكتيريا وطرق الحوسبة الحاسوبية .

إن معرفة تفاعلات البروتين-البروتين مفيدة بشكل خاص فيما يتعلق بالشبكات البيولوجية وعلم الأحياء النظمي ، على سبيل المثال في سلاسل إشارات الخلايا وشبكات تنظيم الجينات (GRNs، حيث تكون معرفة تفاعلات البروتين-الحمض النووي مفيدة أيضًا). إن تحليل تفاعلات البروتين على مستوى البروتوم، ودمج أنماط التفاعل هذه في شبكات بيولوجية أكبر ، أمر بالغ الأهمية لفهم علم الأحياء على مستوى الأنظمة. [55] [56]

تحليل البروتينات التعبيرية

يتضمن تحليل التعبير البروتيني تحليل التعبير البروتيني على نطاق أوسع. ويساعد في تحديد البروتينات الرئيسية في عينة معينة، وتلك البروتينات التي يتم التعبير عنها بشكل مختلف في العينات ذات الصلة - مثل الأنسجة المريضة مقابل الأنسجة السليمة. إذا تم العثور على بروتين فقط في عينة مريضة، فيمكن أن يكون هدفًا مفيدًا للدواء أو علامة تشخيصية. قد تكون البروتينات التي لها نفس ملفات التعبير أو ملفات تعريف مماثلة مرتبطة وظيفيًا أيضًا. هناك تقنيات مثل 2D-PAGE ومطياف الكتلة التي تستخدم في تحليل التعبير البروتيني. [57]

المؤشرات الحيوية

لقد عرّف المعاهد الوطنية للصحة المؤشر الحيوي بأنه "سمة يتم قياسها وتقييمها بشكل موضوعي كمؤشر للعمليات البيولوجية الطبيعية، أو العمليات المسببة للأمراض، أو الاستجابات الدوائية للتدخل العلاجي". [58] [59]

إن فهم البروتينات وبنية كل بروتين ووظيفته وتعقيدات التفاعلات بين البروتينات أمر بالغ الأهمية لتطوير أكثر تقنيات التشخيص والعلاجات فعالية للأمراض في المستقبل. على سبيل المثال، يعد تحليل البروتينات مفيدًا للغاية في تحديد المؤشرات الحيوية المرشحة (البروتينات الموجودة في سوائل الجسم والتي لها قيمة في التشخيص)، وتحديد المستضدات البكتيرية المستهدفة من خلال الاستجابة المناعية، وتحديد المؤشرات المناعية النسيجية المحتملة للأمراض المعدية أو الأورام. [60]

إن أحد الاستخدامات المثيرة للاهتمام لعلم البروتينات هو استخدام المؤشرات الحيوية للبروتينات المحددة لتشخيص المرض. يسمح عدد من التقنيات باختبار البروتينات المنتجة أثناء مرض معين، مما يساعد في تشخيص المرض بسرعة. تشمل التقنيات لطخة ويسترن ، والتلوين المناعي الكيميائي ، واختبار الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم (ELISA) أو مطياف الكتلة . [39] [61] وقد ظهر مؤخرًا علم البروتينات ، وهو مجال فرعي من علم البروتينات يدرس البروتينات المفرزة ومسارات الإفراز باستخدام الأساليب البروتينية، كأداة مهمة لاكتشاف المؤشرات الحيوية للمرض. [62]

علم البروتينات الجينية

في علم البروتينات الجينية ، تُستخدم تقنيات البروتينات مثل مطياف الكتلة لتحسين شرح الجينات . يسهل التحليل المتوازي للجينوم والبروتين اكتشاف التعديلات بعد الترجمة والأحداث البروتينية، [63] وخاصة عند مقارنة أنواع متعددة (علم البروتينات الجيني المقارن). [64]

التحليل البروتيني البنيوي

يتضمن التحليل البروتيني البنيوي تحليل هياكل البروتين على نطاق واسع. فهو يقارن هياكل البروتين ويساعد في تحديد وظائف الجينات المكتشفة حديثًا. كما يساعد التحليل البنيوي في فهم مكان ارتباط الأدوية بالبروتينات ويُظهر أيضًا مكان تفاعل البروتينات مع بعضها البعض. يتم تحقيق هذا الفهم باستخدام تقنيات مختلفة مثل علم البلورات بالأشعة السينية وتقنية مطيافية الرنين النووي المغناطيسي. [57]

المعلوماتية الحيوية للبروتينات (معلوماتية البروتينات)

يتم جمع الكثير من بيانات تحليل البروتينات بمساعدة تقنيات عالية الإنتاجية مثل مطياف الكتلة والميكروأري. غالبًا ما يستغرق تحليل البيانات وإجراء المقارنات يدويًا أسابيع أو أشهرًا. لهذا السبب، يتعاون علماء الأحياء والكيميائيون مع علماء الكمبيوتر والرياضيات لإنشاء برامج وخطوط أنابيب لتحليل بيانات البروتين حاسوبيًا. باستخدام تقنيات المعلومات الحيوية ، يتمكن الباحثون من تحليل البيانات وتخزينها بشكل أسرع. يعد موقع ExPASy لموارد المعلومات الحيوية مكانًا جيدًا للعثور على قوائم البرامج وقواعد البيانات الحالية . تشمل تطبيقات تحليل البروتينات المستندة إلى المعلومات الحيوية الطب وتشخيص الأمراض وتحديد المؤشرات الحيوية وغير ذلك الكثير.

تحديد البروتين

تنتج مطيافية الكتلة والمصفوفات الدقيقة معلومات عن تفتت الببتيد ولكنها لا تعطي تعريفًا للبروتينات المحددة الموجودة في العينة الأصلية. وبسبب عدم وجود تعريف محدد للبروتين، اضطر الباحثون السابقون إلى فك شفرة شظايا الببتيد بأنفسهم. ومع ذلك، توجد حاليًا برامج متاحة لتحديد البروتينات. تأخذ هذه البرامج تسلسلات الببتيد الناتجة عن مطيافية الكتلة والمصفوفات الدقيقة وتعيد معلومات حول البروتينات المطابقة أو المتشابهة. يتم ذلك من خلال الخوارزميات التي ينفذها البرنامج والتي تقوم بمحاذاة البروتينات من قواعد البيانات المعروفة مثل UniProt [65] و PROSITE [66] للتنبؤ بالبروتينات الموجودة في العينة بدرجة من اليقين.

بنية البروتين

يشكل الهيكل الجزيئي الحيوي التكوين ثلاثي الأبعاد للبروتين. يساعد فهم بنية البروتين في تحديد تفاعلات البروتين ووظيفته. في السابق، كان من الممكن تحديد البنية ثلاثية الأبعاد للبروتينات فقط باستخدام علم البلورات بالأشعة السينية وقياس طيف الرنين المغناطيسي النووي . اعتبارًا من عام 2017، يعد المجهر الإلكتروني بالتبريد تقنية رائدة، حيث يحل الصعوبات المتعلقة بالتبلور (في علم البلورات بالأشعة السينية) والغموض التكويني (في الرنين المغناطيسي النووي)؛ كان الدقة 2.2Å اعتبارًا من عام 2015. الآن، من خلال المعلوماتية الحيوية، توجد برامج كمبيوتر يمكنها في بعض الحالات التنبؤ ببنية البروتينات ونمذجتها. تستخدم هذه البرامج الخصائص الكيميائية للأحماض الأمينية والخصائص البنيوية للبروتينات المعروفة للتنبؤ بالنموذج ثلاثي الأبعاد لبروتينات العينة. يسمح هذا أيضًا للعلماء بنمذجة تفاعلات البروتين على نطاق أوسع. بالإضافة إلى ذلك، يطور مهندسو الطب الحيوي طرقًا لعامل مرونة هياكل البروتين لإجراء المقارنات والتنبؤات. [67]

التعديلات بعد الترجمة

معظم البرامج المتاحة لتحليل البروتين ليست مكتوبة للبروتينات التي خضعت لتعديلات ما بعد الترجمة . [68] ستقبل بعض البرامج تعديلات ما بعد الترجمة للمساعدة في تحديد البروتين ولكنها تتجاهل التعديل أثناء تحليل البروتين الإضافي. من المهم مراعاة هذه التعديلات لأنها يمكن أن تؤثر على بنية البروتين. في المقابل، اكتسب التحليل الحسابي للتعديلات ما بعد الترجمة اهتمام المجتمع العلمي. برامج تعديل ما بعد الترجمة الحالية تنبؤية فقط. [69] يعمل الكيميائيون وعلماء الأحياء وعلماء الكمبيوتر معًا لإنشاء وتقديم خطوط أنابيب جديدة تسمح بتحليل تعديلات ما بعد الترجمة التي تم تحديدها تجريبياً لتأثيرها على بنية البروتين ووظيفته.

الأساليب الحسابية في دراسة المؤشرات الحيوية للبروتين

من الأمثلة على استخدام المعلوماتية الحيوية واستخدام الأساليب الحسابية دراسة المؤشرات الحيوية للبروتين. أظهرت النماذج التنبؤية الحسابية [70] أن نقل البروتين من الجنين إلى الأم يحدث على نطاق واسع ومتنوع أثناء الحمل ويمكن اكتشافه بسهولة بطريقة غير جراحية في الدم الكامل للأم. تجاوز هذا النهج الحسابي قيدًا رئيسيًا، وهو وفرة البروتينات الأمومية التي تتداخل مع اكتشاف البروتينات الجنينية ، للتحليل البروتيني للجنين في دم الأم. يمكن للنماذج الحسابية استخدام نُسخ الجينات الجنينية التي تم تحديدها مسبقًا في الدم الكامل للأم لإنشاء شبكة بروتينية شاملة لمصطلح حديث الولادة . يُظهر مثل هذا العمل أن البروتينات الجنينية المكتشفة في دم المرأة الحامل تنشأ من مجموعة متنوعة من الأنسجة والأعضاء من الجنين النامي. تحتوي الشبكات البروتينية على العديد من المؤشرات الحيوية التي تعمل كوكلاء للتطور وتوضح التطبيق السريري المحتمل لهذه التكنولوجيا كوسيلة لمراقبة التطور الجنيني الطبيعي وغير الطبيعي.

كما تم تقديم إطار نظري للمعلومات لاكتشاف المؤشرات الحيوية ، من خلال دمج معلومات السوائل الحيوية والأنسجة. [71] يستفيد هذا النهج الجديد من التآزر الوظيفي بين بعض السوائل الحيوية والأنسجة مع إمكانية تحقيق نتائج ذات أهمية سريرية غير ممكنة إذا تم النظر إلى الأنسجة والسوائل الحيوية بشكل فردي. من خلال تصور الأنسجة والسوائل الحيوية كقنوات معلومات، يمكن تحديد وكلاء السوائل الحيوية المهمين ثم استخدامهم للتطوير الموجه للتشخيصات السريرية. ثم يتم التنبؤ بالمؤشرات الحيوية المرشحة بناءً على معايير نقل المعلومات عبر قنوات الأنسجة والسوائل الحيوية. يمكن استخدام العلاقات المهمة بين السوائل الحيوية والأنسجة لإعطاء الأولوية للتحقق السريري من المؤشرات الحيوية. [71]

هناك عدد من المفاهيم الناشئة التي لديها القدرة على تحسين السمات الحالية لعلم البروتينات. الحصول على تقدير مطلق للبروتينات ومراقبة التعديلات بعد الترجمة هما المهمتان اللتان تؤثران على فهم وظيفة البروتين في الخلايا السليمة والمريضة. علاوة على ذلك، فإن الإنتاجية وحساسية الاختبارات البروتينية، والتي غالبًا ما يتم قياسها على أنها عينات يتم تحليلها يوميًا وعمق تغطية البروتين، على التوالي، دفعت إلى تطوير أدوات ومنهجيات متطورة. [72] بالنسبة للعديد من الأحداث الخلوية، لا تتغير تركيزات البروتين؛ بل يتم تعديل وظيفتها عن طريق التعديلات بعد الترجمة (PTM). تعد طرق مراقبة التعديلات بعد الترجمة مجالًا غير متطور في علم البروتينات. يؤدي اختيار مجموعة فرعية معينة من البروتين للتحليل إلى تقليل تعقيد البروتين بشكل كبير، مما يجعله مفيدًا لأغراض التشخيص حيث يكون الدم هو المادة الأولية. جانب مهم آخر من علم البروتينات، لم يتم تناوله بعد، هو أن طرق علم البروتينات يجب أن تركز على دراسة البروتينات في سياق البيئة. إن الاستخدام المتزايد للروابط الكيميائية المتقاطعة، التي يتم إدخالها إلى الخلايا الحية لتثبيت تفاعلات البروتين مع البروتين، والبروتين مع الحمض النووي، وغيرها من التفاعلات، قد يخفف من هذه المشكلة جزئيًا. ويتمثل التحدي في تحديد الأساليب المناسبة للحفاظ على التفاعلات ذات الصلة. ويتمثل هدف آخر لدراسة البروتينات في تطوير أساليب أكثر تطورًا لتصوير البروتينات والجزيئات الأخرى في الخلايا الحية وفي الوقت الفعلي. [41]

علم الأحياء النظمي

من الواضح أن التقدم في تحليل البروتينات الكمية سيمكن من إجراء تحليل أكثر عمقًا للأنظمة الخلوية. [55] [56] ومن بين حدود البحث الأخرى تحليل الخلايا الفردية، [73] [74] وتباين البروتين عبر الخلايا الفردية [75] والذي يعكس العمليات البيولوجية مثل تكوين مجمع البروتين والوظائف المناعية، [76] بالإضافة إلى دورة الخلية وتحضير الخلايا السرطانية لمقاومة الأدوية [77] تخضع الأنظمة البيولوجية لمجموعة متنوعة من الاضطرابات ( دورة الخلية ، والتمايز الخلوي ، والتسرطن ، والبيئة (الفيزيائية الحيوية) ، وما إلى ذلك). تؤدي الاستجابات النسخية والترجمية لهذه الاضطرابات إلى تغييرات وظيفية في البروتيوم المتورط في الاستجابة للمحفز. لذلك، فإن وصف وقياس التغيرات في وفرة البروتين على مستوى البروتيوم أمر بالغ الأهمية لفهم الظاهرة البيولوجية بشكل أكثر شمولاً ، على مستوى النظام بأكمله. بهذه الطريقة، يمكن اعتبار علم البروتينات مكملًا لعلم الجينوم وعلم النسخ الجيني وعلم الوراثة فوق الجينية وعلم الأيض وغيرها من مناهج علم الجينوم في التحليلات التكاملية التي تحاول تحديد النمط الظاهري البيولوجي بشكل أكثر شمولاً. على سبيل المثال، يوفر أطلس بروتينات السرطان بيانات كمية عن التعبير البروتيني لحوالي 200 بروتين في أكثر من 4000 عينة ورم مع بيانات نسخية وجينومية مطابقة من أطلس جينوم السرطان . [78] ستكون مجموعات البيانات المماثلة في أنواع الخلايا الأخرى وأنواع الأنسجة والأنواع، وخاصة باستخدام مطياف الكتلة العميق، موردًا مهمًا للغاية للبحث في مجالات مثل علم الأحياء السرطاني وعلم الأحياء التنموي وعلم الخلايا الجذعية والطب وعلم الأحياء التطوري .

بروتيوم البلازما البشري

لقد أصبح توصيف بروتيوم البلازما البشرية هدفًا رئيسيًا في مجال علم البروتينات، ولكنه أيضًا أكثر البروتينات تحديًا بين جميع الأنسجة البشرية. [79] فهو يحتوي على الغلوبولين المناعي والسيتوكينات والهرمونات البروتينية والبروتينات المفرزة التي تشير إلى العدوى بالإضافة إلى البروتينات المقيمة التي توقف النزيف. كما يحتوي أيضًا على بروتينات تسرب الأنسجة بسبب الدورة الدموية عبر أنسجة مختلفة في الجسم. وبالتالي فإن الدم يحتوي على معلومات حول الحالة الفسيولوجية لجميع الأنسجة، وبالاقتران مع إمكانية الوصول إليه، يجعل بروتيوم الدم لا يقدر بثمن للأغراض الطبية. ويُعتقد أن توصيف بروتيوم بلازما الدم يشكل تحديًا هائلاً.

إن عمق بروتيوم البلازما يشمل نطاقًا ديناميكيًا يزيد عن 10 10 بين أعلى بروتين وفرة (الألبومين) وأقلها (بعض السيتوكينات) ويُعتقد أنه أحد التحديات الرئيسية لعلم البروتينات. [80] تعمل الديناميكيات الزمنية والمكانية على تعقيد دراسة بروتيوم البلازما البشري بشكل أكبر. يكون معدل دوران بعض البروتينات أسرع كثيرًا من غيرها وقد يختلف محتوى البروتين في الشريان بشكل كبير عن محتوى البروتين في الوريد. كل هذه الاختلافات تجعل حتى أبسط مهمة بروتيومية لتصنيف البروتيوم تبدو بعيدة المنال. لمعالجة هذه المشكلة، يجب تحديد الأولويات. يعد التقاط المجموعة الفرعية الأكثر أهمية من البروتينات بين البروتيوم بأكمله لتوليد أداة تشخيصية أحد هذه الأولويات. ثانيًا، نظرًا لأن السرطان مرتبط بزيادة جليكوزيلة البروتينات، فإن الأساليب التي تركز على هذا الجزء من البروتينات ستكون مفيدة أيضًا. مرة أخرى: يكشف التحليل متعدد المعلمات بشكل أفضل عن الحالة المرضية. مع تحسن هذه التقنيات، يجب ربط ملفات تعريف المرض باستمرار بتغيرات التعبير الجيني ذات الصلة. [41] بسبب المشاكل المذكورة أعلاه، ظلت تحليلات البروتينات البلازمية تشكل تحديًا. ومع ذلك، يبدو أن التقدم التكنولوجي والتطورات المستمرة تؤدي إلى إحياء تحليلات البروتينات البلازمية كما أظهرت مؤخرًا تقنية تسمى تحليل البروتينات البلازمية. [81] وبفضل هذه التقنيات، تمكن الباحثون من التحقيق في عمليات الالتهاب لدى الفئران، ووراثة البروتينات البلازمية، فضلاً عن إظهار تأثير مثل هذا التغيير الشائع في نمط الحياة مثل فقدان الوزن على البروتينات البلازمية. [82] [83] [84]

المجلات

هناك العديد من المجلات المتخصصة في مجال علم البروتينات والمجالات ذات الصلة. لاحظ أن المجلات التي تتعامل مع البروتينات تركز عادة على البنية والوظيفة بينما تركز مجلات علم البروتينات على التحليل واسع النطاق للبروتينات الكاملة أو على الأقل مجموعات كبيرة من البروتينات. فيما يلي قائمة ببعض مجلات علم البروتينات ذات الصلة (مع ناشريها).

انظر أيضا

قواعد بيانات البروتين

مراكز البحوث

مراجع

  1. ^ Anderson NL, Anderson NG (أغسطس 1998). "البروتيوم وعلم البروتينات: تقنيات جديدة ومفاهيم جديدة وكلمات جديدة". Electrophoresis . 19 (11): 1853–1861. doi :10.1002/elps.1150191103. PMID  9740045. S2CID  28933890.
  2. ^ Blackstock WP, Weir MP (مارس 1999). "التحليل البروتيني: رسم الخرائط الكمية والفيزيائية للبروتينات الخلوية". Trends in Biotechnology . 17 (3): 121–127. doi :10.1016/S0167-7799(98)01245-1. PMID  10189717.
  3. ^ Anderson JD, Johansson HJ, Graham CS, Vesterlund M, Pham MT, Bramlett CS, et al. (مارس 2016). "التحليل البروتيني الشامل للخلايا الجذعية المتوسطة يكشف عن تعديل تكوين الأوعية الدموية عبر إشارات العامل النووي-كابا بي". الخلايا الجذعية . 34 (3): 601-613. doi :10.1002/stem.2298. PMC 5785927. PMID  26782178 . 
  4. ^ Hood L, Rowen L (2013-09-13). "مشروع الجينوم البشري: العلم الكبير يحول البيولوجيا والطب". طب الجينوم . 5 (9): 79. doi : 10.1186/gm483 . PMC 4066586. PMID  24040834 . 
  5. ^ Zhang Y, Fonslow BR, Shan B, Baek MC, Yates JR (أبريل 2013). "تحليل البروتين عن طريق التحليل البروتيني بالبندقية/التحليل البروتيني من الأسفل إلى الأعلى". المراجعات الكيميائية . 113 (4): 2343–2394. doi :10.1021/cr3003533. PMC 3751594. PMID  23438204 . 
  6. ^ Gatto L، Aebersold R، Cox J، Demichev V، Derks J، Emmott E، وآخرون. (مارس 2023). "التوصيات الأولية لإجراء التجارب على البروتينات أحادية الخلية وقياس أدائها وإعداد التقارير عنها". Nature Methods . 20 (3): 375–386. doi :10.1038/s41592-023-01785-3. PMC 10130941. PMID 36864200.  S2CID 251018292  . 
  7. ^ Slavov N ​​(فبراير 2021). " تحليل البروتين أحادي الخلية بواسطة مطياف الكتلة". الرأي الحالي في علم الأحياء الكيميائية . Omics. 60 : 1-9. doi : 10.1016/j.cbpa.2020.04.018. PMC 7767890. PMID  32599342. 
  8. ^ Wittmann, HG (1974-01-01), "[48] Two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis for separate of ribosomal protein", Methods in Enzymology , Nucleic Acids and Protein Synthesis Part F, vol. 30, Academic Press, pp. 497–505, doi :10.1016/0076-6879(74)30050-x , تم الاسترجاع في 2024-08-28
  9. ^ Wasinger VC, Cordwell SJ, Cerpa-Poljak A, Yan JX, Gooley AA, Wilkins MR, et al. (يوليو 1995). "التقدم المحرز في رسم خرائط الجينات والمنتجات لـ Mollicutes: Mycoplasma genitalium". Electrophoresis . 16 (7): 1090–1094. doi :10.1002/elps.11501601185. PMID  7498152. S2CID  9269742.
  10. ^ Swinbanks D (ديسمبر 1995). "الحكومة تدعم اقتراح البروتيوم". Nature . 378 (6558): 653. Bibcode :1995Natur.378..653S. doi : 10.1038/378653a0 . PMID  7501000.
  11. ^ "APAF - The Australian Proteome Analysis Facility". www.proteome.org.au . نيو ساوث ويلز، أستراليا: جامعة ماكواري . تم الاسترجاع في 2017-02-06 .
  12. ^ Rogers S, Girolami M, Kolch W, Waters KM, Liu T, Thrall B, Wiley HS (ديسمبر 2008). "التحقيق في التوافق بين ملفات تعريف التعبير النسخي والبروتيني باستخدام نماذج العنقود المقترنة". Bioinformatics . 24 (24): 2894–2900. doi :10.1093/bioinformatics/btn553. PMC 4141638. PMID  18974169 . 
  13. ^ Dhingra V, Gupta M, Andacht T, Fu ZF (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.
  14. ^ Buckingham S (مايو 2003). "العالم الرئيسي لـ microRNAs" . تم الاسترجاع في 2009-01-14 .
  15. ^ Olsen JV, Blagoev B, Gnad F, Macek B, Kumar C, Mortensen P, Mann M (نوفمبر 2006). "ديناميكيات الفسفرة العالمية والحيوية والخاصة بالموقع في شبكات الإشارات". Cell . 127 (3): 635–648. doi : 10.1016/j.cell.2006.09.026 . PMID  17081983. S2CID  7827573.
  16. ^ Srinivas PR, Verma M, Zhao Y, Srivastava S (أغسطس 2002). "التحليل البروتيني لاكتشاف المؤشرات الحيوية للسرطان". الكيمياء السريرية . 48 (8): 1160-1169. PMID  12142368.
  17. ^ Gygi SP, Rochon Y, Franza BR, Aebersold R (مارس 1999). "الارتباط بين البروتين ووفرة mRNA في الخميرة". علم الأحياء الجزيئي والخلوي . 19 (3): 1720–1730. doi :10.1128/MCB.19.3.1720. PMC 83965. PMID  10022859 . 
  18. ^ Belle A, Tanay A, Bitincka L, Shamir R, O'Shea EK (أغسطس 2006). "قياس عمر النصف للبروتين 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 . 
  19. ^ Peng J, Elias JE, Thoreen CC, Licklider LJ, Gygi SP (2003). "تقييم الكروماتوغرافيا متعددة الأبعاد المقترنة بمطياف الكتلة المترادف (LC/LC-MS/MS) لتحليل البروتين على نطاق واسع: بروتيوم الخميرة". مجلة أبحاث البروتيوم . 2 (1): 43-50. CiteSeerX 10.1.1.460.237 . doi :10.1021/pr025556v. PMID  12643542. 
  20. ^ Washburn MP, Wolters D, Yates JR (مارس 2001). "تحليل واسع النطاق لبروتينات الخميرة بواسطة تقنية تحديد البروتين متعدد الأبعاد". Nature Biotechnology . 19 (3): 242–247. doi :10.1038/85686. PMID  11231557. S2CID  16796135.
  21. ^ Tabb DL, Vega-Montoto L, Rudnick PA, Variyath AM, Ham AJ, Bunk DM, et al. (فبراير 2010). "التكرار والقدرة على إعادة الإنتاج في التعرف على البروتينات بواسطة الكروماتوغرافيا السائلة-مطياف الكتلة الترادفية". مجلة أبحاث البروتينات . 9 (2): 761-776. doi :10.1021/pr9006365. PMC 2818771. PMID  19921851 . 
  22. ^ Domon B, Aebersold R (يوليو 2010). "الخيارات والاعتبارات عند اختيار استراتيجية التحليل البروتيني الكمي". Nature Biotechnology . 28 (7): 710–721. doi :10.1038/nbt.1661. PMID  20622845. S2CID  12367142.
  23. ^ Dupree EJ، Jayathirtha M، Yorkey H، Mihasan M، Petre BA، Darie CC (يوليو 2020). "مراجعة نقدية لتحليل البروتينات من أسفل إلى أعلى: الجيد والسيئ ومستقبل هذا المجال". Proteomes . 8 (3): 14. doi : 10.3390/proteomes8030014 . PMC 7564415. PMID  32640657 . 
  24. ^ Coorssen JR, Yergey AL (ديسمبر 2015). "التحليل البروتيني هو الكيمياء التحليلية: الملاءمة للغرض في تطبيق التحليلات من أعلى إلى أسفل ومن أسفل إلى أعلى". Proteomes . 3 (4): 440–453. doi : 10.3390/proteomes3040440 . PMC 5217385. PMID  28248279 . 
  25. ^ كونيغ س (فبراير 2021). "جودة الطيف تتجاوز درجة البرنامج - برنامج تعليمي موجز حول تحليل بيانات تجزئة الببتيد لمتخصصي مطياف الكتلة". مجلة مطياف الكتلة . 56 (2): e4616. doi : 10.1002/jms.4616 . PMID  32955142. S2CID  221827335.
  26. ^ Duncan MW (يونيو 2012). "مطياف الكتلة الجيد ومكانته في العلوم الجيدة". مجلة مطياف الكتلة . 47 (6): 795-809. Bibcode :2012JMSp...47..795D. doi :10.1002/jms.3038. PMID  22707172.
  27. ^ Arbabi Ghahroudi M, Desmyter A, Wyns L, Hamers R, Muyldermans S (سبتمبر 1997). "اختيار وتحديد شظايا الأجسام المضادة أحادية النطاق من الأجسام المضادة للسلسلة الثقيلة للجمال". رسائل FEBS . 414 (3): 521–526. doi : 10.1016/S0014-5793(97)01062-4 . PMID  9323027. S2CID  5988844.
  28. ^ Stumpp MT, Binz HK, Amstutz P (أغسطس 2008). "DARPins: جيل جديد من العلاجات البروتينية". Drug Discovery Today . 13 (15–16): 695–701. doi :10.1016/j.drudis.2008.04.013. PMID  18621567.
  29. ^ Jayasena SD (سبتمبر 1999). "الأبتامرات: فئة ناشئة من الجزيئات التي تنافس الأجسام المضادة في التشخيص". الكيمياء السريرية . 45 (9): 1628-1650. doi : 10.1093/clinchem/45.9.1628 . PMID  10471678.
  30. ^ Wilson DH، Rissin DM، Kan CW، Fournier DR، Piech T، Campbell TG، et al. (أغسطس 2016). "جهاز تحليل Simoa HD-1: جهاز تحليل مناعي رقمي آلي بالكامل جديد مع حساسية الجزيء الواحد والإرسال المتعدد". مجلة أتمتة المختبرات . 21 (4): 533-547. doi : 10.1177/2211068215589580 . PMID  26077162.
  31. ^ Nelson RW, Krone JR, Bieber AL, Williams P (April 1995). "المقايسة المناعية باستخدام مطياف الكتلة". الكيمياء التحليلية . 67 (7): 1153–1158. doi :10.1021/ac00103a003. OSTI  1175578. PMID  15134097.
  32. ^ "SISCAPA, Stable Isotope Standard Capture with Anti-Peptide Antibodies". معهد برود التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة هارفارد . 2015. مؤرشف من الأصل في 2015-07-15 . تم الاسترجاع في 2015-07-15 .
  33. ^ ab Tonge R, Shaw J, Middleton B, Rowlinson R, Rayner S, Young J, et al. (مارس 2001). "التحقق من صحة وتطوير تقنية التحليل الكهربائي للهلام التفاضلي ثنائي الأبعاد باستخدام الفلورسنت". Proteomics . 1 (3): 377–396. doi :10.1002/1615-9861(200103)1:3<377::AID-PROT377>3.0.CO;2-6. PMID  11680884. S2CID  22432028.
  34. ^ Wang LP, Shen J, Ge LQ, Wu JC, Yang GQ, Jahn GC (نوفمبر 2010). "زيادة محتوى البروتين في الغدد الملحقة الذكرية نتيجة استخدام المبيدات الحشرية وتأثيرها على خصوبة الإناث في حشرة الجندب البني Nilaparvata lugens Stål (Hemiptera: Delphacidae)". Crop Protection . 29 (11): 1280–5. doi :10.1016/j.cropro.2010.07.009.
  35. ^ ab Ge LQ, Cheng Y, Wu JC, Jahn GC (أكتوبر 2011). "التحليل البروتيني للبروتينات المستجيبة للتزاوج الناتجة عن مبيد الحشرات triazophos في Nilaparvata lugens Stål (Hemiptera: Delphacidae)". مجلة أبحاث البروتيوم . 10 (10): 4597–4612. doi :10.1021/pr200414g. PMID  21800909.
  36. ^ ab Reumann S (مايو 2011). "نحو تعريف للبروتينات الكاملة للبيروكسيسومات النباتية: حيث يجب استكمال التحليل البروتيني التجريبي بالمعلوماتية الحيوية". Proteomics . 11 (9): 1764–1779. doi :10.1002/pmic.201000681. PMID  21472859. S2CID  20337179.
  37. ^ Uhlen M, Ponten F (أبريل 2005). "تحليل البروتينات القائمة على الأجسام المضادة لتحليل الأنسجة البشرية". Molecular & Cellular Proteomics . 4 (4): 384–393. doi : 10.1074/mcp.R500009-MCP200 . PMID  15695805.
  38. ^ Jensen ON (فبراير 2004). "التحليل البروتيني الخاص بالتعديل: توصيف التعديلات بعد الترجمة بواسطة مطياف الكتلة". الرأي الحالي في علم الأحياء الكيميائية . 8 (1): 33–41. doi :10.1016/j.cbpa.2003.12.009. PMID  15036154.
  39. ^ ab Klopfleisch R, Klose P, Weise C, Bondzio A, Multhaup G, Einspanier R, Gruber AD (ديسمبر 2010). "Proteome of metastatic canine mammary carcinomas: similarities to and differents from human breast cancer". مجلة أبحاث البروتيوم . 9 (12): 6380–6391. doi :10.1021/pr100671c. PMID  20932060.
  40. ^ Alinejad T، Bin KQ، Vejayan J، Othman RY، Bhassu S (سبتمبر 2015). "التحليل البروتيني للبروتين المعبر عنه بشكل مختلف في الخلايا الدموية لجمبري المياه العذبة العملاق Macrobrachium rosenbergii المصاب بفيروس نخر الجلد والدم المعدي (IHHNV)". Meta Gene . 5 : 55–67. doi :10.1016/j.mgene.2015.05.004. PMC 4473098. PMID  26106581 . 
  41. ^ abcdef Weston AD, Hood L (2004). "علم الأحياء النظمي، وعلم البروتينات، ومستقبل الرعاية الصحية: نحو الطب التنبئي والوقائي والشخصي". مجلة أبحاث البروتينات . 3 (2): 179-196. CiteSeerX 10.1.1.603.4384 . doi :10.1021/pr0499693. PMID  15113093. 
  42. ^ روزانوفا، سفيتلانا؛ باركوفيتس، كاتالين؛ نيكولوف، ميروسلاف؛ شميدت، كارلا؛ أورلوب، هينينج؛ ماركوس، كاترين (2021)، ماركوس، كاترين؛ آيزناخر، مارتن؛ سايتك، باربرا (المحررون)، "تحليل البروتينات الكمي باستخدام مطياف الكتلة: نظرة عامة"، الأساليب الكمية في تحليل البروتينات ، الأساليب في علم الأحياء الجزيئي، المجلد 2228، نيويورك، نيويورك: سبرينغر الولايات المتحدة، ص 85-116، doi : 10.1007/978-1-0716-1024-4_8 ، ISBN 978-1-0716-1023-7، PMID  33950486، S2CID  233740602
  43. ^ نيكولوف، ميروسلاف؛ شميدت، كارلا؛ أورلوب، هينينج (2012)، ماركوس، كاترين (محرر)، "تحليل البروتينات باستخدام مطياف الكتلة الكمي: نظرة عامة"، الأساليب الكمية في تحليل البروتينات ، الأساليب في علم الأحياء الجزيئي، المجلد 893، توتووا، نيوجيرسي: دار نشر هيومانا، ص 85-100، doi :10.1007/978-1-61779-885-6_7، hdl : 11858/00-001M-0000-000F-C327-D ، ISBN 978-1-61779-884-9, PMID  22665296, S2CID  33009117 , تم الاسترجاع في 2023-04-14
  44. ^ Stoevesandt O, Taussig MJ (أغسطس 2012). "Affinity proteomics: the role of specific binding reagents in human proteome analysis". Expert Review of Proteomics . 9 (4): 401–414. doi :10.1586/epr.12.34. PMID  22967077. S2CID  19727645.
  45. ^ Eichelbaum K, Winter M, Berriel Diaz M, Herzig S, Krijgsveld J (أكتوبر 2012). "الإثراء الانتقائي للبروتينات المصنعة حديثًا للتحليل الكمي للإفرازات". Nature Biotechnology . 30 (10): 984–990. doi :10.1038/nbt.2356. PMID  23000932. S2CID  2651429.
  46. ^ Lang K, Chin JW (يناير 2014). "التفاعلات المتعامدة الحيوية لوضع علامات على البروتينات". ACS Chemical Biology . 9 (1): 16–20. doi :10.1021/cb4009292. PMID  24432752.
  47. ^ Devaraj NK (أغسطس 2018). "مستقبل الكيمياء الحيوية المتعامدة". ACS Central Science . 4 (8): 952–959. doi :10.1021/acscentsci.8b00251. PMC 6107859. PMID  30159392 . 
  48. ^ فايدياناثان جي (مارس 2012). "إعادة تعريف التجارب السريرية: عصر الطب الشخصي". Cell . 148 (6): 1079–1080. doi : 10.1016/j.cell.2012.02.041 . PMID  22424218.
  49. ^ Rakwal R, Komatsu S (يوليو 2000). "دور الجاسمونات في آلية الدفاع عن النفس للأرز (Oryza sativa L.) باستخدام تحليل البروتيوم". Electrophoresis . 21 (12): 2492–2500. doi :10.1002/1522-2683(20000701)21:12<2492::AID-ELPS2492>3.0.CO;2-2. PMID  10939463. S2CID  24979515.
  50. ^ وو جيه، بالدوين آي تي ​​(2010). "رؤى جديدة حول استجابات النبات للهجوم من الحشرات العاشبة". المراجعة السنوية لعلم الوراثة . 44 : 1-24. doi :10.1146/annurev-genet-102209-163500. PMID  20649414.
  51. ^ سانغا جيه إس، تشن واي إتش، كور جيه، خان دبليو، عبد الجليل زد، العنازي إم إس، وآخرون (فبراير 2013). "تحليل بروتيوم لطفرات الأرز (أوريزا ساتيفا إل.) يكشف عن بروتينات محفزة بشكل مختلف أثناء الإصابة بحشرة النمل البني (نيلابارفاتا لوجنز). المجلة الدولية للعلوم الجزيئية . 14 (2): 3921-3945. doi : 10.3390/ijms14023921 . PMC 3588078. PMID  23434671 . 
  52. ^ Moellering RE, Cravatt BF (يناير 2012). "كيف يمكن للتحليل الكيميائي البروتيني تمكين اكتشاف الأدوية وتطويرها". الكيمياء والأحياء . 19 (1): 11-22. doi :10.1016/j.chembiol.2012.01.001. PMC 3312051. PMID  22284350 . 
  53. ^ de Mol NJ (2012). "Surface Plasmon Resonance for Proteomics". Chemical Genomics and Proteomics . Methods in Molecular Biology. المجلد 800. ص 33-53. doi :10.1007/978-1-61779-349-3_4. ISBN 978-1-61779-348-6. PMID  21964781.
  54. ^ Visser NF, Heck AJ (يونيو 2008). "Surface plasmon resonance mass spectrometry in proteomics". Expert Review of Proteomics . 5 (3): 425–433. doi :10.1586/14789450.5.3.425. PMID  18532910. S2CID  11772983.
  55. ^ ab Bensimon A, Heck AJ, Aebersold R (7 يوليو 2012). "التحليل البروتيني القائم على مطياف الكتلة وعلم الأحياء الشبكي". المراجعة السنوية للكيمياء الحيوية . 81 (1): 379-405. doi :10.1146/annurev-biochem-072909-100424. PMID  22439968.
  56. ^ ab Sabidó E, Selevsek N, Aebersold R (أغسطس 2012). "تحليل البروتينات المستند إلى مطياف الكتلة لعلم الأحياء النظمي". الرأي الحالي في التكنولوجيا الحيوية . 23 (4): 591-597. doi :10.1016/j.copbio.2011.11.014. PMID  22169889.
  57. ^ ab "ما هو علم البروتينات؟". ProteoConsult.[ مصدر طبي غير موثوق ؟ ]
  58. ^ Strimbu K, Tavel JA (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 . 
  59. ^ مجموعة عمل تعريفات المؤشرات الحيوية (مارس 2001). "المؤشرات الحيوية ونقاط النهاية البديلة: التعريفات المفضلة والإطار المفاهيمي". علم الأدوية والعلاجات السريرية . 69 (3): 89-95. doi :10.1067/mcp.2001.113989. PMID  11240971. S2CID  288484.
  60. ^ Ceciliani F, Eckersall D, Burchmore R, Lecchi C (مارس 2014). "التحليل البروتيني في الطب البيطري: التطبيقات والاتجاهات في التسبب في الأمراض والتشخيص". علم الأمراض البيطرية . 51 (2): 351-362. doi :10.1177/0300985813502819. hdl : 2434/226049 . PMID  24045891. S2CID  25693263.
  61. ^ Klopfleisch R, Gruber AD (مايو 2009). "زيادة التعبير عن BRCA2 وRAD51 في نقائل العقد الليمفاوية لسرطانات الغدد الثديية في الكلاب". علم الأمراض البيطرية . 46 (3): 416-422. doi : 10.1354/vp.08-VP-0212-K-FL . PMID  19176491. S2CID  11583190.
  62. ^ Hathout Y (أبريل 2007). "Approaches to the study of the cell secretome". Expert Review of Proteomics . 4 (2): 239–248. doi :10.1586/14789450.4.2.239. PMID  17425459. S2CID  26169223.
  63. ^ Gupta N, Tanner S, Jaitly N, Adkins JN, Lipton M, Edwards R, et al. (سبتمبر 2007). "تحليل البروتيوم الكامل للتعديلات بعد الترجمة: تطبيقات مطياف الكتلة للتعليق على الجينوم البروتيني". Genome Research . 17 (9): 1362–1377. doi :10.1101/gr.6427907. PMC 1950905. PMID  17690205 . 
  64. ^ Gupta N, Benhamida J, Bhargava V, Goodman D, Kain E, Kerman I, et al. (يوليو 2008). "التحليل البروتيني المقارن: الجمع بين مطيافية الكتلة والتحليل الجينومي المقارن لتحليل جينومات متعددة". Genome Research . 18 (7): 1133–1142. doi :10.1101/gr.074344.107. PMC 2493402. PMID  18426904 . 
  65. ^ "UniProt". www.uniprot.org .
  66. ^ “ExPASy – PROSITE”. prosite.expasy.org .
  67. ^ Wang HW, Chu CH, Wang WC, Pai TW (أبريل 2014). "وصف متوسط ​​المسافة المحلية لمقارنة بنية البروتين المرنة". BMC Bioinformatics . 15 (95): 95. doi : 10.1186/1471-2105-15-95 . PMC 3992163. PMID  24694083 . 
  68. ^ Petrov D, Margreitter C, Grandits M, Oostenbrink C, Zagrovic B (يوليو 2013). "إطار منهجي لمحاكاة الديناميكيات الجزيئية للتعديلات اللاحقة للترجمة للبروتين". PLOS Computational Biology . 9 (7): e1003154. Bibcode :2013PLSCB...9E3154P. doi : 10.1371/journal.pcbi.1003154 . PMC 3715417. PMID  23874192 . 
  69. ^ Margreitter C, Petrov D, Zagrovic B (يوليو 2013). "Vienna-PTM web server: a toolkit for MD simulators of protein post-translational modified modified". Nucleic Acids Research . 41 (Web Server issue): W422–W426. doi :10.1093/nar/gkt416. PMC 3692090. PMID  23703210 . 
  70. ^ Maron JL, Alterovitz G, Ramoni M, Johnson KL, Bianchi DW (ديسمبر 2009). "اكتشاف وتوصيف نقل البروتين الجنيني عالي الإنتاجية في دم النساء الحوامل". Proteomics. Clinical Applications . 3 (12): 1389–1396. doi :10.1002/prca.200900109. PMC 2825712. PMID  20186258 . 
  71. ^ ab Alterovitz G, Xiang M, Liu J, Chang A, Ramoni MF (2008). "اكتشاف المؤشرات الحيوية الطرفية على مستوى النظام باستخدام نظرية المعلومات". Biocomputing 2008. ص 231-242. doi :10.1142/9789812776136_0024. ISBN 9789812776082. PMID  18229689. {{cite book}}: |journal=تم تجاهله ( مساعدة )
  72. ^ بيترز كلارك، ترينتون م.؛ كون، جوشوا ج.؛ رايلي، نيكولاس م. (2024-05-21). "الأجهزة في طليعة علم البروتينات". الكيمياء التحليلية . 96 (20): 7976-8010. doi :10.1021/acs.analchem.3c04497. ISSN  0003-2700.
  73. ^ Slavov N ​​(يناير 2022). "Scaling Up Single-Cell Proteomics". Molecular & Cellular Proteomics . 21 (1): 100179. doi : 10.1016 /j.mcpro.2021.100179. PMC 8683604. PMID  34808355. 
  74. ^ Derks J, Leduc A, Wallmann G, Huffman RG, Willetts M, Khan S, et al. (يوليو 2022). "زيادة إنتاجية التحليل البروتيني الحساس بواسطة plexDIA". Nature Biotechnology . 41 (1): 50–59. doi :10.1038/s41587-022-01389-w. PMC 9839897. PMID  35835881 . 
  75. ^ Slavov N ​​(يناير 2022). "التعلم من التباين الطبيعي عبر بروتيومات الخلايا الفردية". PLOS Biology . 20 (1): e3001512. doi : 10.1371/journal.pbio.3001512 . PMC 8765665. PMID  34986167 . 
  76. ^ Huffman RG, Leduc A, Wichmann C, di Gioia M, Borriello F, Specht H, et al. (2022-03-18). "تحليل البروتينات أحادية الخلية حسب الأولوية يكشف عن الاستقطاب الجزيئي والوظيفي عبر الخلايا البلعمية الأولية". bioRxiv : 2022.03.16.484655. doi :10.1101/2022.03.16.484655. S2CID  247599981.
  77. ^ Leduc A, Huffman RG, Cantlon J, Khan S, Slavov N ​​(ديسمبر 2022). "استكشاف التباين الوظيفي للبروتين عبر الخلايا الفردية باستخدام nPOP". علم الأحياء الجينومي . 23 (1): 261. doi : 10.1186/s13059-022-02817-5 . PMC 9756690. PMID  36527135 . 
  78. ^ Li J, Lu Y, Akbani R, Ju Z, Roebuck PL, Liu W, et al. (نوفمبر 2013). "TCPA: مورد لبيانات التحليل البروتيني الوظيفي للسرطان". Nature Methods . 10 (11): 1046–1047. doi :10.1038/nmeth.2650. PMC 4076789. PMID  24037243 . 
  79. ^ Anderson NL (فبراير 2010). "البروتينات البلازمية السريرية: دراسة استقصائية للتجارب السريرية للبروتينات في البلازما والمصل". الكيمياء السريرية . 56 (2): 177-185. doi : 10.1373/clinchem.2009.126706 . PMID  19884488.
  80. ^ أندرسون ل (يوليو 2014). "ستة عقود من البحث عن المعنى في البروتيوم". مجلة البروتيوميات . 107 : 24-30. doi :10.1016/j.jprot.2014.03.005. PMID  24642211.
  81. ^ Geyer PE, Kulak NA, Pichler G, Holdt LM, Teupser D, Mann M (مارس 2016). "Plasma Proteome Profiling to Assess Human Health and Disease". Cell Systems . 2 (3): 185–195. doi : 10.1016/j.cels.2016.02.015 . hdl : 11858/00-001M-0000-002B-A17E-4 . PMID  27135364.
  82. ^ Malmström E, Kilsgård O, Hauri S, Smeds E, Herwald H, Malmström L, Malmström J (يناير 2016). "استدلال واسع النطاق على أصل أنسجة البروتين في بلازما الإنتان إيجابية الجرام باستخدام التحليل البروتيني الكمي المستهدف". Nature Communications . 7 : 10261. Bibcode :2016NatCo...710261M. doi :10.1038/ncomms10261. PMC 4729823. PMID 26732734  . 
  83. ^ Geyer PE, Wewer Albrechtsen NJ, Tyanova S, Grassl N, Iepsen EW, Lundgren J, et al. (ديسمبر 2016). "التحليل البروتيني يكشف عن تأثيرات فقدان الوزن المستمر على بروتيوم البلازما البشرية". علم الأحياء الجزيئي للأنظمة . 12 (12): 901. doi :10.15252/msb.20167357. PMC 5199119. PMID  28007936 . 
  84. ^ Liu Y, Buil A, Collins BC, Gillet LC, Blum LC, Cheng LY, et al. (فبراير 2015). "التباين الكمي لـ 342 بروتين بلازمي في مجموعة من التوائم البشرية". علم الأحياء الجزيئي للأنظمة . 11 (1): 786. doi :10.15252/msb.20145728. PMC 4358658. PMID  25652787 . 

فهرس

  • Arora PS، Yamagiwa H، Srivastava A، Bolander ME، Sarkar G (2005). "التقييم المقارن لتطبيقات برامج تحليل صور الرحلان الكهربائي الهلامي ثنائي الأبعاد باستخدام السوائل الزليلية من المرضى المصابين بأمراض المفاصل". مجلة علوم العظام . 10 (2): 160-166. doi :10.1007/s00776-004-0878-0. PMID  15815863. S2CID  45193214.
  • Belhajjame K, Embury SM, Fan H, Goble CA, Hermjakob H, Hubbard SJ, et al. (سبتمبر 2005). تكامل بيانات البروتيوم: الخصائص والتحديات (PDF) . وقائع اجتماع جميع المشاركين في العلوم الإلكترونية في المملكة المتحدة. نوتنغهام، المملكة المتحدة. ISBN 978-1-904425-53-3. تم أرشفة النسخة الأصلية (PDF) في 28 يونيو 2006.
  • Ceciliani F, Eckersall D, Burchmore R, Lecchi C (مارس 2014). "التحليل البروتيني في الطب البيطري: التطبيقات والاتجاهات في التسبب في الأمراض والتشخيص". علم الأمراض البيطرية . 51 (2): 351-62. doi :10.1177/0300985813502819. hdl : 2434/226049 . PMID  24045891. S2CID  25693263.
  • Liebler DC (2002). مقدمة في علم البروتينات: أدوات لعلم الأحياء الجديد . توتوا، نيوجيرسي: دار نشر هيومانا. ISBN 978-0-89603-992-6. ISBN  0-585-41879-9 (إلكتروني، على Netlibrary؟)، ISBN 0-89603-991-9 غلاف ورقي 
  • Macaulay IC, Carr P, Gusnanto A, Ouwehand WH, Fitzgerald D, Watkins NA (ديسمبر 2005). "Platelet genenomics and proteomics in human health and disease". مجلة التحقيقات السريرية . 115 (12): 3370–3377. doi :10.1172/JCI26885. PMC  1297260. PMID  16322782 .
  • Naven T, Westermeier R (2002). Proteomics in Practice: A Laboratory Manual of Proteome Analysis . Weinheim: Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-30354-0.(تركز على المواد الهلامية ثنائية الأبعاد، جيدة في التفاصيل)
  • Twyman RM (2004). مبادئ التحليل البروتيني (سلسلة النصوص المتقدمة) . أكسفورد، المملكة المتحدة: دار نشر BIOS 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.
  • Wilkins MR, Williams KL, Appel RD, Hochstrasser DF (1997). أبحاث البروتيوم: آفاق جديدة في علم الجينوم الوظيفي (المبادئ والممارسة) . برلين: سبرينغر. ISBN 978-3-540-62753-1.
  • Vasan RS (مايو 2006). "العلامات الحيوية لأمراض القلب والأوعية الدموية: الأساس الجزيئي والاعتبارات العملية". Circulation . 113 (19): 2335–2362. doi : 10.1161/CIRCULATIONAHA.104.482570 . PMID  16702488.
ابحث عن علم البروتينات في ويكاموس، القاموس الحر.
تحتوي ويكيبيديا على المزيد حول موضوع: البروتيوميات
في ويكي الجامعة ، يمكنك معرفة المزيد وتعليم الآخرين عن علم البروتينات في قسم البروتينات
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=البروتينات&oldid=1244897521"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate