|
Strukturaviy proteomika
Biologiyaning eng yorqin xususiyati xilma-xillikdir. U biologik tashkilotning barcha darajalarida (biologik turlar, morfologiya, molekulalarning kimyoviy tuzilishi, tartibga solish jarayonlari tarmog'i va boshqalar) ko'rinadi. Bu to'liq oqsillarga tegishli. Ularning strukturaviy xilma-xilligi ko'lami hali to'liq yoritilgan emas. Bitta oqsildagi aminokislotalar qoldiqlari soni ikkitadan (peptid bog'lanishga ega bo'lgan minimal tuzilish) o'n minglabgacha bo'lishi mumkinligini aytish kifoya, va inson titin oqsili 34 350 ta aminokislotalar qoldiqlarini o'z ichiga oladi va bugungi kunda rekordchi hisoblanadi. barcha ma'lum bo'lgan oqsil molekulalarining eng kattasi.
Proteoma haqida ma'lumot olish uchun uni birinchi navbatda boshqa molekulalardan ajratib olish va tozalash kerak. Butun proteomada (ya'ni butun organizmda) oqsillar soni juda ko'p bo'lganligi sababli, odatda organizmning faqat bir qismi (uning organi yoki to'qimasi) olinadi va oqsil komponenti turli usullar bilan ajratiladi. Proteinlarni o'rganishning deyarli 200 yillik tarixida oqsillarni ajratish uchun oddiy tuz cho'kmasidan tortib, ushbu moddalarning turli xil fizik-kimyoviy xususiyatlarini hisobga oladigan zamonaviy murakkab usullargacha ko'plab usullar ishlab chiqilgan. Individual oqsilning sof qismini olingandan so'ng uning kimyoviy tuzilishi aniqlanadi.
Strukturaviy proteomikada bir vaqtning o'zida bir emas, balki ko'plab oqsillarning tuzilishi aniqlanadi va hozirgi kunga qadar buning uchun maxsus protseduralar sikli ishlab chiqilgan va tegishli yuqori aniqlikdagi asboblar arsenali yaratilgan. (Proteomik tadqiqot uskunalarining to'liq to'plami bir million dollardan ko'proq turadi.)
Guruch. 2. Proteomika vositalari
Shaklda. 2-rasmda namunani tayyorlashdan uning strukturasini aniqlashgacha bo'lgan laboratoriya siklining diagrammasi ko'rsatilgan. Izolyatsiya va tozalashdan so'ng (rasmda allaqachon ajratilgan va tozalangan preparat ko'rsatilgan), oqsillar ikki o'lchovli elektroforez yordamida ajratiladi. Bu ajralish ikki yo'nalishda boradi: birida har xil massaga ega bo'lgan oqsil molekulalari, ikkinchisida boshqa umumiy elektr zaryadi ajratiladi. Ushbu nozik protsedura natijasida bir xil molekulalar maxsus tashuvchida to'planib, makroskopik dog'larni hosil qiladi va har bir nuqta faqat bir xil molekulalarni o'z ichiga oladi. Dog'lar soni, ya'ni. turli oqsillar yoki peptidlar soni ko'p minglab bo'lishi mumkin (3, 4-rasm), ularni o'rganish uchun qayta ishlash va tahlil qilish uchun avtomatik qurilmalar qo'llaniladi. Keyin dog'lar tanlanadi va ulardagi moddalar eng murakkab jismoniy qurilma - massa spektrometriga kiritiladi, uning yordamida har bir oqsilning kimyoviy (birlamchi) tuzilishi aniqlanadi.
Guruch. 3. Sichqoncha jigari ekstraktidan olingan oqsillarning ikki o'lchovli elektroferogrammasiga misol
Guruch. 4. Inson miya omurilik suyuqligidan peptidlarning ikki o'lchovli elektroferogrammasiga misol.
Guruch. 5. Inson sarum albuminini kodlovchi genning nukleotidlar ketma-ketligi
Oqsilning birlamchi tuzilishini genomika va bioinformatika natijalari yordamida ham aniqlash mumkin. Shaklda. 5 inson sarum albumin genining to'liq tuzilishini ko'rsatadi. U 610 ta aminokislota qoldiqlarini kodlaydigan 1830 ta azotli asosni o'z ichiga oladi. Bu gen, boshqalarning katta qismi kabi, metionin qoldig'ini kodlovchi atg kodonidan boshlanadi va to'xtash kodonlaridan biri bilan tugaydi, bu holda taa. Shunday qilib, 609 ta aminokislota qoldig'idan iborat struktura kodlangan (6-rasm). Biroq, bu struktura hali sarum albumin molekulasi emas, balki faqat uning kashshofidir. Dastlabki 24 ta aminokislota qoldiqlari molekulaning yadrodan sitoplazmaga o'tish jarayonida ajralib chiqadigan signal peptidlari deb ataladi va shundan keyingina sarum albumin tuzilishi hosil bo'lib, bu oqsilni ajratib olish natijasida olinadi. Natijada, bu molekulada 385 ta aminokislota qoldiqlari mavjud.
Guruch. 6. Genetik kod bilan nukleotidlar ketma-ketligidan tarjima qilingan inson zardobidagi albumin prekursorli aminokislotalar ketma-ketligi
Guruch. 7. Odam zardobi albumin molekulasining fazoviy (uchlamchi) tuzilishi
Biroq, aminokislotalarning ketma-ketligi oqsilning fazoviy tuzilishini ochib bermaydi. Termodinamika nuqtai nazaridan, cho'zilgan chiziqli struktura energetik jihatdan noqulaydir va shuning uchun u har bir ketma-ketlik uchun o'ziga xos tarzda o'ziga xos fazoviy tuzilishga buriladi, uni ikkita kuchli fizik usul - rentgen nurlari difraksion tahlili va yadro yordamida aniqlash mumkin. magnit-rezonans (NMR spektroskopiyasi). Ulardan birinchisining yordami bilan bir necha minglab oqsillarning fazoviy tuzilmalari, shu jumladan inson sarum albumini aniqlandi, ularning tasviri 2-rasmda ko'rsatilgan. 7. Bu struktura birlamchi (aminokislotalar ketma-ketligi)dan farqli ravishda uchinchi darajali deb ataladi va unda ikkilamchi strukturaning elementlari bo'lgan spirallashgan kesimlar aniq ko'rinadi.
Shunday qilib, strukturaviy proteomikaning vazifasi tirik organizmning barcha oqsillarini birlamchi, ikkilamchi va uchinchi darajali tuzilmalarini ajratish, tozalash, aniqlashga qisqartiriladi va uning asosiy vositalari ikki o'lchovli elektroforez, massa spektrometriyasi va bioinformatika hisoblanadi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
