PŘÍPRAVA PROTEINOVÉHO VZORKU PRO MS ANALÝZU. Hana Konečná

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "PŘÍPRAVA PROTEINOVÉHO VZORKU PRO MS ANALÝZU. Hana Konečná"

Adam Dušek
před 5 lety
Počet zobrazení:

1 Středoevropský technologický institut CEITEC CL - proteomika Charakterizace proteinů hmotnostní spektrometrií Bi 7050 PŘÍPRAVA PROTEINOVÉHO VZORKU PRO MS ANALÝZU Hana Konečná Název prezentace v zápatí

2 PROTEOM komplexita 10 6? dynamika sekvence struktura abundance lokalizace modifikace interakce biochemická funkce geny - nositelé instrukce proteiny - vykonavatelé instrukce

3 ALTERNATIVY SEPARACE 2D gelová elektroforéza IEF + SDS 1D gelová elektroforéza SDS PAGE BN PAGE multidimenzionální LC MudPIT ICAT... proteinové čipy Functional protein arrays (protein proteinové interakce) Affinity arrays

4 proteinový vzorek komplexní 2D GE proteinový vzorek jednoduch ý multid-lc směs peptidů komplexní proteinové čipy směs peptidů jednoduchá MS MS/MS databáze identifikace charakterizace modifikace kvantifikace

5 I. dvourozměrná gelová elektroforéza 2D GE II. (multidimenzionální) kapalinová chromatografie

6 I. DVOUROZMĚRNÁ GELOVÁ ELEKTROFORÉZA 2D GE

7 Proteomický experiment extrakce fokusace SDS-PAGE digest MS identifikace neznámý protein

8 vzorek solubilizace prefrakcionace deplece/obohacení 2D GE odsolení MALDI-MS PMF digesce in-gel směs peptidů fragmentační spektrum separace RP-HPLC nebo CE ESI-MS ESI-MS/MS PST identifikace proteinu

9 ANALYZOVANÝ VZOREK - HOMOGENIZACE mechanicky ultrazvukem tlakem zmražením / rozmražením detergentovou lyzí

10 SOLUBILIZACE VZORKU nekovalentní interakce denaturace detergenty disulfidické můstky redukce CHAPS, Triton, Nonidet chaotropy močovina, thiomočovina inhibice proteáz, fosfatáz, glykozidáz odstranění solí, lipidů, polysacharidů, NA

11 DETERGENTY žádný celkový náboj 0.5 4% použitelné ve vysokých koncentracích močoviny neionogenní zwitterointové SDS jen v nízkých koncentracích (do 0.25%)

12 E.coli CHAPS C7BzO

13 ZÁKLADNÍ PRAVIDLA zabránit proteolýze jednoduchý postup čerstvé reagencie čerstvý vzorek odstranit pevné částice - centrifugace odstranit kontaminanty

14 KONTAMINANTY soli, zbytky pufrů malé endogenní molekuly iontové detergenty nukleové kyseliny polysacharidy lipidy fenolické látky

15 2D GE první rozměr IEF druhý rozměr SDS-PAGE

16 ISOELEKTRICKÝ BOD

17 IZOELEKTRICKÁ FOKUSACE imobilizovaný ph gradient amfolyty

18 IPG STRIPY široký rozsah 3-10, 3-10NL úzký rozsah mikro rozsah překrývající se rozsahy

19 ROZSAH STRIPU MW pi 3-10 NL pi 4-7

20 FOKUSAČNÍ PARAMETRY rehydratace aplikace vzorku ochrana cysteinu fokusační podmínky Protean IEF Cell

21 DRUHÝ ROZMĚR 2 DE GE SDS-PAGE ELEKTROFORÉZA 3 10

22 DETEKCE PROTEINU gel x blot visualizace barvení v gelu barvení radioaktivita imunodetekce po elektroforéze před elektroforézou specifické pro protein specifické pro PTM viditelné spektrum fluorescence

MS Sypro Ruby Flamingo Pink Pro-Q Diamond Pro-Q Emerald

23 BARVENÍ PROTEINU V GELU Coomassie Blue R-250 Coomassie Blue G-250 Stříbro: kompatibilní s MS nekompatibilní s MS Sypro Ruby Flamingo Pink Pro-Q Diamond Pro-Q Emerald 0.6 ng (8 ng) 36 ng 1-4 ng Stříbro Coomassie Sypro Ruby

24 CITLIVOST BARVENÍ PROTEINU

25 BARVENÍ PROTEINU LINEARITA Sypro Ruby

26 Ag Sypro Ruby

27 ANALÝZA OBRAZU referenční mapa paralelní vzorky průměrný gel kvalita kvantita porovnání referenčních map

28 PDQuest

29 BIOMARKER detekuje přítomnost onemocnění přispívá k zvládnutí nemoci - předpověď a potvrzení účinku léku staré Řecko sladká moč dnes asi 150 proteinů klinicky relevantních VALIDACE analytická biologická klinická stabilní robustní metoda biochemické dráhy a jejich změny, biologická variabilita u zdravých prediktivní předpověd klinické změny, než biologická variabilita personalizovaná medicína vlastní kontroly etické problémy kupka sena

30 Biomarkery onemocnění GvHD v lidské plasmě Den 21 před klinickým projevem GvHD Den 44 po klinickém projevu GvHD

31 2D GE INSTRUMENTACE Protean IEF Protean Dodeca Cell Densitometer GS-800 PDQuest, Quantity One STORM Protean Plus Dodeca Cell Mini-Protean 3 Dodeca Cell Protean II xi Cell

32 2D or not 2D? rozlišení vizuální aspekty multigelové jednotky dynamický rozsah extrémní proteiny (membránové,basické...) reprodukovatelnost, image analýza citlivost barvení pracnost nesnadná automatizace postdigesční extrakce

33 10 000km 1 000km 100km 10km 1km 100m 10m 1m 10cm 1cm

36 DEPLECE odstranění abundantních proteinů HSA VivaPure PROT20... Vivapure Kit

37 Lidská plazma - vázaná frakce po afinitní depleci ALBUMIN IgG Barvení: CB G-250 Apolipoprotein albumin Immunoglobulin kappa light chain Immunoglobulin light chain

38 PREFRAKCIONACE PROTEOMINER

39 PREFRAKCIONACE MicroRotofor OffGel Fractionator

40 PREFRAKCIONACE MIKRO ROZSAH pi pi

41 SDS PAGE Protean II Mini-Protean 3 Mini-Protean 3 Dodeca Cell bakteriofág 812

42 Difference Gel Electrophoresis DIGE

43 separace identifikace depletovaná plasma vesikly kmenových buněk Calcium-Depleted Human C-Reactive Protein Amyloid related serum protein BSA

DIGESCE trypsin Glu-C Asp-N thermolysin IN-GEL IN-SOLUTION MAVEPFPRRPITRPHASIEVDTSGTGGSAGSSEKVF CLIGQAEGGEPNTVYELRNYAQAKRLFRSGELLD AIELAWGSNPNYTAGRILAMRIEDAKPASAEIGGL

44 DIGESCE trypsin Glu-C Asp-N thermolysin IN-GEL IN-SOLUTION MAVEPFPRRPITRPHASIEVDTSGTGGSAGSSEKVF CLIGQAEGGEPNTVYELRNYAQAKRLFRSGELLD AIELAWGSNPNYTAGRILAMRIEDAKPASAEIGGL KITSKIYGNVANNIQVGLEKNTLSDSLRLRVIFQD DRFNEVYDNIGNIFTIKYKGEEANATFSVEHDEET QKASRLVLKVGDQEVKSYDLTGGAYDYTNAIITD INQLPDFEAKLSPFGDKNLESSKLDKIENANIKDK AVYVKAVFGDLEKQTAYNGIVSFEQLNAEGEVPS NVEVEAGEESATVTATSPIKTIEPFELTKLKGGTN GEPPATWADKLDKFAHEGGYYIVPLSSKQSVHAE VASFVKERSDAGEPMRAIVGGGFNESKEQLFGRQ ASLSNPRVSLVANSGTFVMDDGRKNHVPAYMVA VALGGLASGLEIGESITFKPLRVSSLDQIYESIDLDE LNENGIISIEFVRNRTNTFFRIVDDVTTFNDKSDPV KAEMAVGEANDFLVSELKVQLEDQFIGTRTINTS ASIIKDFIQSYLGRKKRDNEIQDFPAEDVQVIVEGN EARISMTVYPIRSFKKISVSLVYKQQTLQA MS

45 DIGEST BSA v gelu kompatibilní stříbro odbarvený gel gel bez odbarvení

46 KERATINY!!! Potlačení ionizace alpha-1-antiproteinase, antitrypsin Score 83 potvrzeno na MALDI-TOF/TOF MS Score 239 Neoznačené píky: keratiny nebo autolýza trypsinu a.i m/z

48 ALTERNATIVA 2D GE II. MULTIDIMENZIONÁLNÍ CHROMATOGRAFIE

49 PROTEINY A PEPTIDY PRINCIPY SEPARACE KAPALINOVOU CHROMATOGRAFIÍ

50 Isokratická eluce Gradientová eluce

51 TYPY LC SEPARACE CO ROZHODUJE KOLONA náboj hydrofobicita biospecifická afinita velikost molekuly ionex reverzní fáze afinitní gelová

52 IONEXOVÁ CHROMATOGRAFIE

53 Isoelektrický bod

54 RP CHROMATOGRAFIE reversed-phase chromatography

55 AFINITNÍ CHROMATOGRAFIE

56 IMAC Immobilized Metal Affinity Chromatography PHOS Select Iron Affinity gel Surový Surový Po aplikaci Po aplikaci Kasein Kasein tryptic digest

57 GELOVÁ CHROMATOGRAFIE

58 KAPALINOVÁ CHROMATOGRAFIE HPLC LC PERFÚZNÍ

59 POROS RP SAX WAX SCX WCX HIC klasický sorbent POROS Activated Affinity Affinity Application-Specific RP

60 BioCAD 700E

61 Kolona může vypadat různě...

62 TopTip NuTip Glygen Zip Tip Millipore C18 C4 MC SCX

63 MULTIDIMENZIONÁLNÍ CHROMATOGRAFIE kombinace odlišných fyzikálních a chemických separačních principů diskontinuální kontinuální dvoufázová kolona

64 ProteomeLab PF 2D chromatofokusace RP

65 MULTIDIMENZIONÁLNÍ CHROMATOGRAFIE PRO velké objemy vzorku možnost koncentrace na koloně membránové proteiny, basické proteiny není nutno barvit peptidy přímé napojení na MS automatizace PROTI vizuální aspekty ztraceny: pi a Mr LC je sériová analýza GE může běžet současně pro více vzorků

66 KOMPLEMENTARITA METOD 2D GE 2D-LC % 49% 38% M. Hecker, University of Greisfwald, bakteriální proteom, HUPO 2005

67 LITERATURA R.M. Twyman: Principles of Proteomics R.Westermeier, T.Naven: Proteomics in Practice A.J.Link: 2D Proteome Analysis Protocols T.Rabilloud: Proteome Research: Two-dimensional Gel Electrophoresis and Identification Methods Busy Researcher s Guide to Biomolecule Chromatography Current Protocols in Protein Science

68 G I G O Název prezentace v zápatí

69 G I G O GARBAGE IN - GARBAGE OUT Název prezentace v zápatí

70 III. CENTRÁLNÍ LABORATOŘ

71 CENTRÁLNÍ LABORATOŘ přístup k pokročilým technologiím na bázi sdílené instrumentace a její kvalifikované obsluhy proteomické techniky genomické techniky výuka - přednášky a praktické kurzy členství v Association of Biomolecular Resource Facilities

72 TECHNIKY V CENTRÁLNÍ LABORATOŘI sekvenování a fragmentační analýza DNA syntéza a purifikace oligonukleotidů kapalinová chromatografie gelová elektroforéza analýza obrazu digesce proteinů hmotnostní spektrometrie minisklad reagencií pro molekulární biologii

Podobné dokumenty

Dvoudimenzionální elektroforéza

Rozvoj týmu pro výuku, výzkum a aplikace v oblasti funkční genomiky a proteomiky (CZ.1.07/2.3.00/09.0132) Dvoudimenzionální elektroforéza Hana Konečná Oddělení funkční genomiky a proteomiky ÚEB PřF MU