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Dr. Ernesto Soto Reyes Solís Semana 6 : Proteómica 08 de octubre de 2020 Andrea Rodríguez Ruiz Resumen: Proteomics: Technologies and Their Applications La proteómica es la caracterización del proteoma (contenido total de proteínas en una célula), incluida la expresión, estructura, funciones, interacciones y modificaciones de proteínas en cualquier etapa, en células eucariotas es compleja debido a modificaciones postraduccionales, que surgen en diferentes sitios. Se ha utilizado para la detección de marcadores de diagnóstico de enfermedades, producción de vacunas, mecanismos de patogenicidad, modificaciones en patrones de expresión y rutas proteicas. Las tecnologías proteómicas se dividen en 3 grupos fundamentales: convencionales, avanzadas y de alto rendimiento como se describe en la Figura 1. Figura 1. Clasificación de las técnicas de proteómica. La cromatografía de intercambio iónico consiste en separar las proteínas por carga en los aminoácidos, es utilizada por su bajo costo y porque es resistente en condiciones de amortiguación. La cromatografía por tamaño separa por medio de una matriz con tamaños Tecnologías proteómicas Convencionales Cromatografía Intercambio iónico Por tamaño ELISA; analisis proteinas selectivas De afinidad WB; analisis proteinas selectivas Secuenciación Edman; secuencia de aminoácidos Avanzadas Microarrays; analisis rápido de expresión, alto rendimiento Gel; separación de muestras complejas
SDS-PAGE
2D-PAGE
2D-DIGE
Cuantificación; proteómica cuantitativa ICAT(marcaje isotópico), SILAC (marcaje metabólico), iTRAQ (etiquetado de protepinas multiplex) Cristalografía Rayos X; estructura 3D De alto rendimiento Espectroscopía de masas; mezcla de proteínas complejas RMN; estructura 3D
Dr. Ernesto Soto Reyes Solís Semana 6 : Proteómica 08 de octubre de 2020 Andrea Rodríguez Ruiz de poro diferentes, separa complejos de proteínas multiméricas no covalentes. La cromatografía por afinidad es una interacción reversible entre ligando y proteína que permite el análisis de la degradación de proteínas, modificaciones postraduccionales e interacciones proteína-proteína. ELISA funciona mediante un antígeno o anticuerpo, que reacciona al adicionar un anticuerpo conjugado con una enzima. Puede analizarse proteínas selectivas, pero no funciona para analizar niveles de expresión, se ha utilizado ELISA captura, competitivo indirecto, sándwich y digital. Western Blot, detecta proteínas de baja abundancia, separando mediante electroforesis, después se transfiere a una membrana de nitrocelulosa para finalmente hacer la detección mediante anticuerpos conjugados con enzima. El gel de electroforesis SDS-PAGE permite la separación por tamaño mediante un campo eléctrico en buffer con un pH diferente al pI de la proteína, a diferencia de la electroforesis 2D, que permite la separación por masa y carga, en la primera dimensión separa por masa y en la segunda por carga. Se utiliza para caracterizar modificaciones postraduccionales, proteínas mutantes y vías metabólicas. La cristalografía de rayos X nos permite el estudio del sistema viral, complejo proteína-ácido nucleico y los complejos inmunes, algunas aplicaciones son: el mecanismo enzimático, diseño de fármacos y mutagénesis. La espectrometría de masas sirve para determinar el peso molecular de las proteínas, se lleva a cabo mediante 3 pasos; la molécula se transforma a iones en fase gaseosa, se separan los iones mediante campos eléctricos y/o magnético y finalmente se miden los iones separados y las especies presentes. Se utiliza para identificar virus a nivel molecular, proteínas virales, cepas, y modificaciones postraduccionales. Para llevar a cabo la proteómica es necesario de un análisis bioinformático, el cual dependerá de lo que necesitamos caracterizar, existen varias bases de datos que pueden ayudarnos, por ejemplo;
- Repositorio de proteomas: PRIDE, Proteome Commons y PeptideAtlas
- Metabolismo, señalización e interacciones: KEGG, Ingenuity, Pathway Knowledge Base Reactome y BioCarta.
- Especifica de vías de transducción: GenMAPP o PANTHER
- Cáncer: Netpath
- Interacción proteína-complejo: BioGRID, IntAct, MINT, HRPD y STRING El paso fundamental de la proteómica es la preparación de las muestras, para obtener resultados confiables se debe elegir el modelo a estudiar y sobre todo el método de preparación de la muestra. Para estudiar un proceso biológico debemos elegir la proteína
Dr. Ernesto Soto Reyes Solís Semana 6 : Proteómica 08 de octubre de 2020 Andrea Rodríguez Ruiz Video: Proteomics: Proteins At Work
- ¿Cuál es la importancia de las proteínas en la clínica? Se utilizan como biomarcadores para detectar enfermedades, además son objetivo de tratamientos farmacológicos.
- ¿Qué es el proteoma? Una colección de proteínas expresadas en la célula.
- ¿Por qué se analiza la sangre en la proteómica? Porque es el medio por el cual se desechan proteínas durante algunas enfermedades, por lo tanto, permite el diagnóstico de estas.
- ¿Qué es un biomarcador? Una proteína especifica para cada enfermedad, que ayuda a diagnosticarla mediante la presencia en sangre, por ejemplo, el antígeno prostático especifico (PSA), en el cáncer de próstata.
- ¿Cómo se relaciona la proteómica y la genómica? Por medio de la genómica podríamos aplicar una terapia génica, al saber que proteína es la responsable de ciertas enfermedades, se puede desarrollar un tratamiento basado en la secuencia de ADN, es decir, medicina especializada.
- ¿Qué experimento plantean en el espacio, y por qué hacerlo mediante un abordaje proteómico? Se plantea en el espacio debido a las condiciones de estrés que se presentan, como la fuerza G, que alteran las proteínas y su plegamiento, provocando algunas enfermedades. Se hace mediante proteómica porque con ello se puede determinar específicamente el tratamiento y la dosis de medicamento necesario para cada persona. En este caso se estan llevando al limite las condiciones de estrés, con esto se puede observar cómo funciona cada proteína en dichas condiciones y evaluar todas las posibles respuestas.
