Proteomica
I Passi della Proteomica:
- Separazione delle proteine (2D gel), tecniche HPLC
- Analisi delle proteine o dei peptidi da esse derivanti (spettrometria di massa, Peptide Mass Fingerprint, sequenziamento, LC-MS/MS).
- Caratterizzazione della struttura primaria della proteina (sequenza amminoacidica).
- Identificazione bioinformatica (collegamento dei dati sulle proteine con le banche dati genomiche).
Preparazione del campione e separazione delle proteine con elettroforesi bidimensionale (2DE)
La proteomica si può definire come lo studio dell'insieme di proteine espresse da un dato tessuto o organismo in un preciso momento. Vi sono metodi che permettono di studiare un particolare tipo di proteine cellulari che sono ritenute importanti come potenziale fonte di importanti marcatori. L'approccio proteomico classico utilizza metodi elettroforetici in due dimensioni che permettono di separare le proteine prima per punto isoelettrico e poi in base al peso molecolare consentendo un'alta risoluzione e riproducibilità delle mappe proteomiche. Esistono tecniche di preparazione del campione che permettono di isolare specifiche cellule, producendo un campione relativamente puro per tipo cellulare per le successive analisi. Queste tecniche consentono di confrontare il proteoma dello stesso tessuto o organismo in differenti stati fisiologici o in seguito a vari trattamenti.
Identificazione delle proteine mediante spettrometria di massa e 'peptide mass fingerprint'
Il profilo delle proteine su un gel bidimensionale viene analizzato con tecniche di analisi d'immagine. Le mappe proteomiche sono comparate per individuare le proteine che sono sopra o sotto espresse in differenti stati fisiologici o in seguito a trattamenti. Queste proteine sono poi estratte dal gel per l'identificazione e la caratterizzazione, eventualmente anche delle modifiche post traduzionali, utilizzando la spettrometria di massa e il peptide-mass fingerprint.
Tecnologia bioinformatica per creare riferimenti incrociati tra i dati di massa sulle proteine con le banche dati genomiche
I dati ottenuti dall'analisi del proteoma, in particolare i dati di spettrometria di massa, sono confrontati in banche dati, che in alcuni casi sono pubbliche. L'analisi dei dati e le ricerche in banche dati di proteine, publiche o private, e nelle banche dati genomiche sono coordinate usando la tecnologia bioinformatica.
Applicazioni
La proteomica è una disciplina scientifica che ha come obbiettivo l'identificazione delle proteine per associarle con uno stato fisiologico e monitorarne l'alterazione in stati differenti o in seguito a trattamenti. La proteomica permette di correlare fra il livello di proteine prodotte da una cellula o tessuto e l'inizio o la progressione di uno stato di stress. La proteina 'segnale' identificata con un approccio proteomico ha un ampio spettro di potenziali applicazioni. Può essere usata per lo sviluppo di nuovi 'biomarkers' o per lo studio della funzione di un gene. Le proteine possono essere utilizzate per osservare gli effetti di specifici trattamenti, stati di alterazione cellulare o gli effetti di inquinanti ambientali. L'abbondanza di informazioni fornite da una ricerca proteomica sono complementari con le informazioni genetiche generate da ricerche genomiche. La proteomica, infatti, sarà cruciale per lo sviluppo della genomica funzionale. La combinazione di proteomica e genomica giocherà un ruolo fondamentale nella ricerca biomedica e, in futuro, avrà un impatto significativo sullo sviluppo dei sistemi diagnostici.