protein; Tüm canlı organizmalarda bulunan, fonksiyonel olarak vücudun bir yapı taşı olarak işlev gören ve enzimlerin ve hormonların yapısına katılarak oldukça karmaşık bir moleküldür. Proteinlerin yapısı, amino asit adı verilen yapı taşlarının kimyasal olarak birbirine bağlanması ve bir zincir oluşturmasından oluşur. Emil Fischer ve Franz Hofmeister, 1902’de proteinlerin metabolik faaliyetlerde önemli bir rol oynadığını keşfettiler.
Proteinlerin birincil yapısı, mRNA tarafından kodlanan amino asitler tarafından belirlenir ve bu birincil yapı, polipeptit zinciri olarak adlandırılır. Polipeptit zincirini katlayarak ikincil bir yapı kazanır. Böyle bir ikincil yapı, sarmal şeklindeki alfa sarmalıdır. Öte yandan, beta zincirleri düz polipeptit segmentleridir ve düz beta tabakaları şeklini alırlar. Protein yapısındaki sarmallar ve kıvrımlar kimyasal olarak birbirine bağlanır ve proteinin üç boyutlu yapısını oluşturur. Birçok protein, onları aktif proteinlere dönüştüren birçok polipeptit alt birimi içerir. Bu proteinler için, farklı alt birimler arasındaki etkileşimler dörtlü yapılarını oluşturur.
İnsan genleri ve proteinleri üzerinde yapılan çalışmalarla birlikte hastalıkları tedavi edecek yeni ilaçlar ortaya çıkmıştır. Bu yeni ilaçların ortaya çıkışı, hastalıkla ilişkili proteinlerin proteomik (bir organizmadaki tüm proteinler) ve genom (bir organizmanın tüm DNA’sı) bilgisine bağlıdır. Protein kelimesi ilk olarak 1995’te ortaya çıktı ve bir hücre hattının, dokunun veya organizmanın tüm protein yapısının geniş tanımını ifade ediyor. proteomik. Proteinlerin, özellikle proteinlerin yapısı, yapısı, işlevleri ve hücresel aktiviteleri ve bunların birbirleriyle etkileşimleri hakkında geniş çaplı bir çalışmadır.
Proteinlerin çoğu fonksiyonlarını yerine getirirken diğer proteinlerle etkileşime girerler ve proteomik biliminin asıl amacı hangi proteinlerin etkileşime girdiğini belirlemektir. Genomiklerin geliştirilmesinden sonra, proteomik, biyolojik sistemlerin incelenmesinde bir başka adımdır. Genellikle genomikten daha karmaşıktır. Bir organizmanın genel protein profili, genomuna kıyasla daha çeşitli olabileceğinden, makro veya mikro çevresel faktörlere bağlı olarak zaman içinde sürekli değişebilir.
Proteinleri tespit etmek için kullanılan kütle spektrometrisi (MS) yöntemleri, adli tıpta, özellikle yasaklı ilaçların içeriklerinin belirlenmesinde kullanılmaktadır. Hanım; Bir kütle spektrometresi kullanarak, iyonları özgül kütlelerine (kütle-yük oranı) göre ayırarak bileşenleri tanımlar. Bu method; Her bileşenin benzersiz bir segmentasyon özelliğine (kütle spektrumu) sahip olduğu gerçeğine dayanır. Numune iyonize edilir ve numunedeki iyonlar kütlelerindeki farka göre ayrılır. proteomik. Proteinlerin yapısı, işlevi veya etkileşimlerinin incelenmesine bağlı olarak farklı alanlara ayrılır.
İçindekiler
Ekspresyon proteomik
Ekspresyon proteomikleri, toplam bir proteinin nitel ve nicel ifadesini (üretimini) iki farklı koşul altında inceler. Hastalığa neden olan proteini bulmak için normal bir hücre ve hastalıklı bir hücre toplam protein ekspresyonu açısından karşılaştırılır. Tipik olarak, protein ekspresyon çalışmaları; Anormal hücrelerde protein ifadesini kontrol eder ve bu ifade profilini sağlıklı hücrelerdeki profil ile karşılaştırır. Örneğin, bir tümörlü doku hücresinde ve normal bir hücrede protein ekspresyonu incelenebilir ve birbiriyle karşılaştırılabilir. Azalan veya artan ekspresyona sahip proteinler tespit edilebilir ve proteinlerin aktivitesi, bir multiprotein kompleksi veya bir sinyal yolu olarak karakterize edilebilir. Bu proteinlerin tanımlanması, hastalık tezahürlerinin moleküler biyolojisi hakkında ve proteinlerin teşhis belirteçleri veya terapötik hedefler olarak kullanımı hakkında değerli bilgiler sağlar.
yapısal proteinler
Yapısal proteomik, proteinlerin üç boyutlu yapısını ve yapısal karmaşıklığını anlamaya yardımcı olur. Amino asit dizisi belirlendikten sonra, proteinin yapısal tahmini, genin homoloji modellemesi adı verilen bir yöntemle gerçekleştirilir. Yapısal proteinler, belirli bir hücre organelindeki protein komplekslerinin yapısı ve işlevi hakkında ayrıntılı bilgi sağlayabilir. Hücredeki zarlar, ribozomlar ve hücre organelleri gibi karmaşık sistemlerde bulunan tüm proteinleri tanımlamak mümkündür. Yapıyı tahmin etmek için X-ışını kristalografisi ve nükleer manyetik rezonans spektroskopisi gibi çeşitli teknikler kullanılır.
fonksiyonel proteinler
Fonksiyonel proteinler, proteinlerin birbirleriyle etkileşimi ile ilgili moleküler mekanizmaları açıklamanın yanı sıra, proteinlerin fonksiyonlarını da açıklar. Hücredeki proteinler, görevlerini yerine getirirken diğer proteinlerle kompleksler oluşturarak veya etkileşime girerek bir sinyal yolu oluştururlar. Böylece hücre davranışını (hücre ölümü, çoğalması, farklılaşması ve göçü) kontrol edebilirler. Bu nedenle, proteinlerin etkileşimlerini ve işlevlerini bilmek çok önemlidir.
Proteomikte kullanılan yöntemler
Proteinlerin yapısını ve işlevini anlamak için hem analitik hem de yazılım biyoinformatik araçları kullanılır. İki boyutlu jel elektroforezi ve MALDI-TOF-MS için analitik yöntemler.
İki boyutlu jel elektroforezi
Bu yöntemde, protein numuneleri birinci adımda yüke, ikinci adımda ise moleküler ağırlığa göre ayrılır. Sonuç, her biri bir proteini temsil eden binlerce küçük noktadan oluşan bir görüntüdür. İki boyutlu jel, bir ila iki bin protein noktasını ayırt edebilir. Bu teknik esas olarak iki benzer numunedeki protein farklılıklarını karşılaştırmak için kullanılır.
MS analizi
kütle spektrometresi (MS); Bir numuneyi oluşturan atomların veya moleküllerin kütlesinin bir spektrumunu üreten analitik bir yöntemdir. Spektrum, bir numunenin elementel veya izotopik özelliğini belirlemek için kullanılır. Bir kütle spektrometresi, kimyasal bileşenleri iyonlaştırarak çalışır. Böylece, yüklü parçacıklar ve bir molekülün fragmanları gösterilir ve kütlelerinin yüklerine oranı ölçülür. MALDI-TOF, protein tanımlaması için en yaygın kullanılan kütle spektrometresi tekniğidir.
MALDI-TOF MS
DNA, protein ve peptitler gibi biyomoleküllerin analizinde kullanılır. Biyomoleküller ve sentetik moleküller düşük uçuculuğa sahiptir ve termal olarak kararsızdır. Bu, karakterizasyon için MS kullanımını sınırlar. Bu problemler, numuneyi parçalamadan iyonize edip buharlaştırarak biyomoleküllerin kütlesini belirleyen MALDI-TOF MS yönteminin geliştirilmesiyle hafifletildi.
Protein numuneleri, HPLC (bir tür kromatografi yöntemi) veya peptit haritaları oluşturarak SDS-PAGE ile karakterize edilebilir. Bu peptit haritaları, proteinler için parmak izi olarak kullanılır veya bir numunede bulunduğu bilinen bir proteinin saflığını belirlemek için kullanılır. Proteinler, tripsin gibi parçalayıcı enzimler tarafından parçalandığında, kütle spektrometrisi bir harita verir. Bu peptit haritası, veritabanlarında protein aramak için kullanılabilir.
kaynak:
Chandrasekhar ve Ark. Proteinlerin ve uygulamalarının kısa bir incelemesi. doi: 10.18052/www.scipress.com/ILNS.17.77
yazar: Ayka Olkay
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]