Proteomiikkamenetelmät

Proteomiikkamenetelmät ovat tutkimusmenetelmiä, joilla kartoitetaan solu- ja kudosproteiinien kokonaisuutta sekä niiden ilmentymistä, vuorovaikutuksia ja post-translationaalisia modifikaatioita. Proteomiikka hyödyntää massa-spektrometriikkaa ja bioinformatiikkaa tarjoten ymmärrystä siitä, mitkä proteiinit ovat aktiivisia ja miten ne reagoivat muuttuviin olosuhteisiin.

Massaspektrometria on proteomiikassa keskeinen työkalu. Analyysi alkaa näytteiden valmistuksella ja proteiinien pilkkomisella, yleensä trypsiinilla, jonka jälkeen peptidit erotellaan nestekromatografian avulla ja analysoidaan tandem-massaspektrometrialla (LC-MS/MS) tai MALDI-TOF:llä. Identifikaatio perustuu spektrien vertailuun tietokantoihin; kvantifikaatio voidaan tehdä sekä merkitsemällä että label-free -lähestymistavalla.

Kvantifiointi voidaan toteuttaa merkitsemisillä kuten SILAC, iTRAQ ja TMT sekä label-free -menetelmillä. Lisäksi AP-MS (affiniteettipurifiointi MS) kartoittaa proteiinikomplekseja vuorovaikutuksineen. Post-translationaalisten modifikaatioiden analyysi vaatii usein rikastutusta, esimerkiksi fosforylaatioiden valintaan TiO2- tai IMAC-puhdistuksilla.

Data-analyysi perustuu spektrien tunnistamiseen ja kvantitatiiviseen arviointiin vertaamalla niitä proteiinidatabankkeihin sekä virheiden hallintaan (FDR). Käytettyjä ohjelmistoja ovat MaxQuant, Mascot, Sequest sekä Proteome Discoverer sekä avoimen lähdekoodin ratkaisut. Tulokset tulkitaan biologisesti ja integroidaan usein muiden tietojen kanssa.

Käyttökohteet ja rajoitteet: proteomiikkaa hyödynnetään biomarkkereiden löytämisessä, taudin mekanismien ymmärtämisessä sekä lääkevasteen profiloinnissa. Rajoitteita ovat näytteiden monimutkaisuus, proteiinien pitoisuuksien laaja dynamiikka sekä standardoinnin ja tiedonvaihdon tarve.