Proteomika (LRR / PRO)

Cíle předmětu (anotace):
Základní seznámení s oborem proteomika. Základní pojmy, význam, metody, aplikace proteomiky.
Požadavky na studenta
zkouška: Ústní, 2 otázky + 5 přehledných pojmů z přednášek
Obsah
Úvod do proteomiky. Základní pojmy z oblasti separace proteinů (elektroforéza, chromatografie), hmotnostní spektrometrie, zpracování obrazu („imaging“), využívání genových a proteinových databází. Význam expresní, diferenční a funkční proteomiky. Technologie proteomiky, aplikace. Identifikace a charakterizace proteinů v proteomice. Částečná separace proteinových směsí (konvenční chromatografie, afinitní chromatografie, preparativní elektroforéza). Jednorozměrná (1-D) elektroforéza – SDS/PAGE. Dvojrozměrná (2-D) elektroforéza. Příprava vzorku. První dimenze – isoelektrická fokusace (IEF). Amfolyty, trubičkové IEF gely. Proužky s imobilizovaným pH gradientem („IPG strips“). Metodika a instrumentace IEF separace. Barvení IPG stripů. Druhá dimenze – SDS/PAGE. Složení pufrů. Příprava gelů. Instrumentace SDS/PAGE separace (horizontální a vertikální aparatury). Barvení proteinů v SDS/PAGE gelech, kompatibilita barvení a hmotnostní spektrometrie. Fluorescenční barvení gelů. Analýza obrazu, denzitometr, software pro vyhodnocení 2-D gelů. Srovnávání dvou a více 2-D gelů, diference. Vyřezávání (excize) proteinových spotů. Elektroeluce. Chemické a enzymové štěpení proteinů v gelu. Štěpení v roztoku. Obecné principy hmotnostní spektrometrie. Ionizační techniky využívané v proteomice. Ionizace elektrosprejem (ESI), ionizace s účastí matrice (MALDI). Iontové analyzátory, kvadrupól (Q), iontová past (IT), analyzátor doby letu (TOF), reflektron. Tandemová hmotnostní spektrometrie (MS/MS) a její instrumentace. Technika MALDI-TOF post source decay (PSD). Peptidové mapování (peptide mass fingerprinting), sekvenční analýza peptidů (de novo sequencing). Identifikace proteinů vyhledáváním v databázích. Vyhledávací programy Mascot, Sequest a Protein Prospector. Organismy s nesekvenovaným genomem, EST databáze, program MS Blast. Multidimenzionální LC-MS/MS. Afinitní chromatografie a LC-MS/MS. Kvantitativní analýza v proteomice. Metody H2O18, ICAT, SILAC, AQUA. Shotgun proteomics – nástroj pro analýzu komplexních proteinových směsí. SELDI MS, klinická proteomika.
Aktivity
Garanti a vyučující
Literatura
  • Doporučená: Keough T., Youngquist R. S., Lacey M. P. A method for high-sensitivity peptide sequencing using postsource decay matrix-assisted laser desorption ionization mass spektrometry. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 7131-7136, 1999.
  • Doporučená: Pingoud A., Urbanke C., Hoggett J., Keltech A. Biochemical methods: A concise guide for students and researchers. Weinheim Německo, 2002. ISBN 3-527-30299-9.
  • Doporučená: Keough T., Lacey M. P., Youngquist R. S. Derivatization procedures to facilitate de novo sequencing of lysine-terminated tryptic peptides using postsource decay matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry, Rapid Communication. Mass Spectrom. 14, 2348-2356, 2000.
  • Doporučená: Marekov L. N., Steinert P. M. Charge derivatization by 4-sulfophenyl isothiocyanate enhances peptide sequencing by post-source decay matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry. J. Mass Spectrom. 38, 373-377, 2003.
  • Doporučená: Wang D., Kalb S. R., Cotter R. J. Improved procedures for N-terminal sulfonation of peptides for matrix-assisted laser desorption/ionization post-source decay peptide sequencing, Rapid Communication. Mass Spectrom. 18, 96-102, 2004.
  • Doporučená: Winter M., Sherman N. E. Protein sequencing and identification using tandem mass spectrometry. John Wiley & Sons, Inc., New York, NY, USA, 2000. ISBN 0471322490.
  • Doporučená: Westermeier, R., Naven, T. Proteomics in practice. A laboratory manual of proteome analysis.. Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 2002. ISBN 3-527-30354-5.
  • Doporučená: Simson, R. J. (ed.). Purifying proteins for Proteomics: a laboratory manual.. Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, 2004. ISBN 0879696966.
  • On-line katalogy knihoven
Časová náročnost

Aktivity

Časová náročnost aktivity [h]

Domácí příprava na výuku

 1

Účast na výuce

26
Příprava na zkoušku

40
Celkem

67

Předpoklady – další informace k podmíněnosti studia předmětu
Jsou předpokládány základní znalosti z biochemie a analytické chemie.
Získané způsobilosti
Po absolvování kurzu by student měl být schopen: – popsat základní proteomické metody analýzy proteinů v biologickém materiálu – vysvětlit teoretický základ jednotlivých proteomických postupů využitelných při analýze proteinů v biologii – vybrat vhodnou metodu pro analýzu daného vzorku na základě požadovaných výsledků a typu vzorku – analyzovat proteiny ze získaných výsledků
Vyučovací metody
  • Přednášení
Hodnotící metody
  • Známkou
  • Ústní zkouška