Proteomika- oqsillarning tuzilishi va funktsiyasini o'rganadigan, shuningdek, tirik hujayra ichidagi oqsil-oqsil o'zaro ta'sirining murakkab tarmog'ini tahlil qiluvchi fan.
Proteomikaning asosiy savollarini quyidagicha shakllantirish mumkin: Har bir alohida oqsilning tuzilishi va xususiyatlari qanday? Tananing har bir o'ziga xos hujayrasida qanday oqsillar to'plami mavjud? Hujayra ichidagi ko'p va xilma-xil oqsillar bir-biri bilan qanday o'zaro ta'sir qiladi? Ko'p komponentli tarmoq tugunlarida qanday oqsillar joylashgan va bu tarmoqning har bir oqsil komponentining faolligi qanday tartibga solinadi? Afsuski, bu savollarga hali to'liq javob yo'q. Ko'pgina organizmlarning genomi shifrlangan va ko'plab genlarning nukleotidlar ketma-ketligi tasvirlangan bo'lsa-da, katta miqdordagi genlarning (va shuning uchun ular kodlaydigan oqsillarning) funktsiyalari noma'lumligicha qolmoqda.
Proteomikaning usullari va asosiy vazifalari
Proteinlarning tuzilishini o'rganishda muhim rol o'ynaydi ketma-ketlik usullari, ya'ni. oqsildagi aminokislotalarning ketma-ketligini aniqlashga imkon beruvchi usullar (oqsilning birlamchi tuzilishi). Oqsil tuzilishidagi aminokislotalarning fazoviy tashkil etilishini (oqsilning ikkilamchi va uchinchi darajali tuzilishi) o‘rganish uchun spektroskopik usullar keng qo‘llaniladi (doiraviy dixroizm usuli va infraqizil spektroskopiya usuli va boshqalar). NMR usullari va rentgen difraksion tahlillari oqsilning uchinchi darajali tuzilishi haqida eng to'liq va batafsil ma'lumot beradi va oqsil tuzilishini 1-3 A gacha bo'lgan ruxsat bilan o'rganish imkonini beradi. Proteinning uchinchi darajali tuzilishi haqidagi ma'lumotlar berilgan oqsil tomonidan bajariladigan funktsiyalar haqida muhim ma'lumot beradi va ko'pincha o'xshash funktsiyalarga ega bo'lgan oqsillar o'xshash fazoviy tuzilishga ega. Ultratsentrifugalash va gel filtrlash usullari oqsilning to'rtlamchi tuzilishini o'rganish imkonini beradi. Yuqorida tavsiflangan usullarning kombinatsiyasidan foydalanish har bir alohida oqsilning tuzilishi va xususiyatlarini batafsil tavsiflash va shu bilan proteomikaning asosiy savollaridan biriga javob olish imkonini beradi.
Proteomikaning yana bir muhim muammosi - ma'lum bir hujayrada ifodalangan barcha oqsillarning to'liq tarkibini tavsiflashdir. Ushbu muammoni hal qilish uchun massa spektrometriyasi bilan birgalikda ikki o'lchovli (2D) gel elektroforez usuli qo'llaniladi. 2D elektroforez hujayrani tashkil etuvchi oqsillarning ko'p qismini ajratish imkonini beradi, massa spektrometriya usuli esa oqsillarning har birini o'ziga xos tarzda aniqlash imkonini beradi. Ushbu turdagi tadqiqotning maqsadi oqsillarni normada va turli omillar ta'sirida yoki turli patologik sharoitlarda ifodalanishini solishtirishdir. Maxsus oqsillarning (marker oqsillari) ifoda darajasini aniqlash onkologik, neyrodegenerativ va boshqa kasalliklarni tashxislashda qo'llanilishi mumkin.
Hujayrada sodir bo'ladigan jarayonlarni tushunish uchun ma'lum sharoitlarda ifodalangan oqsillarning tabiati va to'plamini bilish etarli emas. Qaysi oqsillar bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladi va bunday o'zaro ta'sirlar sherik oqsillarning tuzilishi va xususiyatlariga qanday ta'sir qiladi, degan savolni o'rganish juda muhimdir. Oqsillarning o'zaro ta'sirini tahlil qilish uchun koimmunoprecipitatsiya usullari (antigen oqsili va uning sherik oqsillarini immun sorbentda sorbsiyasi), so'ngra sherik oqsillarni aniqlash uchun mass-spektrometriya, ikki gibrid usul, fag ko'rsatkichi va boshqalar qo'llaniladi. . Hamkor oqsillarni aniqlash o'rganilayotgan oqsilning ishlash mexanizmi haqida muhim ma'lumotlarni berishi mumkin va oqsil-oqsil o'zaro ta'sirini aniqlash hujayralar ichida sodir bo'ladigan turli jarayonlarni tavsiflash imkonini beradi.
Proteomikaning tarixi Proteomikaning rivojlanishining boshlanishi Frederik Sanger tajribalari bilan bog'liq bo'lishi mumkin. 1940—50-yillarda u insulinning tuzilishini oʻrgandi va birinchi marta uning aminokislotalar ketma-ketligini va disulfid bogʻlanish oʻrnini aniqladi. Sanger dinitroflorobenzol yordamida oqsillarni sekvensiyalash usulini taklif qildi.
