Katedra informačních technologií Masarykova Univerzita Brno Jaro 2009 IV107Bioinformatikal -Přednáška 9 IV107 Bioinformatika I Přednáška 9 Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-DSDS-PAGE iteinů petidázami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky Analýza proteomických dat Příště □ rS1 :|= -O^O Předchozí týden ► Získávání expresních dat ► Analýza expresních dat porovnání dvou vzorků zhlukování, klasifikace, strojové učení * mapování na GO, DIR KEGG a TRANSFAC ► Použití v lékařské diagnostice IV107Bioinformatikal -Přednáška 9 Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-DSDS-PAGE Štěpení proteinů petidázami Hmotnostní spektrometrie Základní princípy a techniky i dat Příště Vybrané algoritmy a jejich nasazení atice -š = ^)Q,0 Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky Analýza proteomických dat Vybrané algoritmy a jejich nasazení v bioinformatice IV107Bioinformatikal -Přednáška 9 Outline Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Štěpení proteinů petidázami Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE iteinů petidázami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky Analýza proteomických dat Příště □ rS1 :l= -O^O IV107 Bioinformatika I - Přednáška 9 Gen om, transkriptom, proteom, metabolom objekt charakter metody G T P M DNA populace mRNA populace proteinů populace látek statická data dynamická data dynamická data vysoce dynamická data sekvenace microarray 2-D gely.MS ? Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-DSDS-PAGE iteinů petidázami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky Analýza proteomických dat Různé úrovně hromadných dat o buňkách a tkáních □ g t\= -00,0 Genomika <-> Proteomika IV107Bioinformatikal -Přednáška 9 mRNA protein mod. protein Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-DSDS-PAGE iteinů petidázami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky Analýza proteomických dat Příště Proteomika poskytuje ve srovnání s genomikou odlišný pohled na dění v buňkách □ rS1 :|= "O 0*0 Detekce proteinů Sample Preparation Protein Array - **- tV * V frf? /j? ±-i rtusG m f*T* ULJžm * ^ * rtuti ^y sf^r * ■w • < * IV107Bioinformatikal -Přednáška 9 Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-DSDS-PAGE jroteinů petidázami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky Analýza proteomických dat □ rS1 :|= -O^O IV107 Bioinformatika I - Přednáška 9 Porovnání 2-D gelů je často prvním krokem ve výběru kandidátů na další analýzu pomocí MS * * * • Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-DSDS-PAGE iteinů petidázami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky Analýza proteomických dat Příště □ rS1 :l= -O^O IV107 Bioinformatika I - Přednáška 9 Hledání pomocí složení, pl a molekulové hmotnosti Rank Protein Pí Description 1 GRIA4_RAT 7 .59 98421 2 GRIA4_MOUSE 7 .59 98295 3 GRIA4_HUMAN 8 .21 98489 4 POLl_ARMVN 6 .44 71899 5 TYDC4_PETCR 6 .24 56771 7 ACOX5_CANTR 6 .09 74106 8 TYDC2_PETCR 6 .29 57450 9 LOXl_LENCU 6 .01 96639 10 VIRD4_AGRTU 7 .12 75950 11 TYDC3_PETCR 6 .80 57633 12 ACOX3 ARATH 7 .70 71909 Glutamate receptor 4 Glutamate receptor 4 Glutamate receptor 4 NTP-binding protein Tyrosine decarboxylase 4 Acyl-coenzyme A oxidase 5 Tyrosine decarboxylase 2 Lipoxygenase EC 1.13.11.12 Protein virD4 Tyrosine decarboxylase 3 Acyl-coenzyme A oxidase 3 Rozdíly mezi génomickými proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-DSDS-PAGE 3teinů petidázami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky Analýza proteomických dat Příště Tagident - http://www.expasy.ch/tools/tagident.html ► Trypsin, chymotrypsin a pod. ► Štěpí proteiny na přesně definovaném místě (sekvenčně) ► http://prospector.ucsf.edu IV107Bioinformatikal -Přednáška 9 Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-DSDS-PAGE Štěpení proteinů petidázami Hmotnostní spektrometrie Základni n napy a techniky i dat Příště Vybrané algoritmy a jejich nasazení atice -š = ^)Q,0 Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky Analýza proteomických dat Vybrané algoritmy a jejich nasazení v bioinformatice IV107Bioinformatikal -Přednáška 9 Outline Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Štěpení proteinů petidázami Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE iteinů petidázami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky Analýza proteomických dat Příště □ rS1 :l= -O^O Identifikace proteinů hmotnostní spektrometrií IV107Bioinformatikal -Přednáška 9 Fragment Ions Stage I Gas phase p fif L*- T p p- P j Iragmanla tlon IS'jIálylI peplldB M SIMS Slags ti :izi - MS.'WS SPuttľUm :,,:■; Rozdíly mezi génomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-DSDS-PAGE iteinů petidázami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky □ g - _= = ^<\(y Identifikace proteinů hmotnostní spektrometri .■Lin jiilj-,' L. 'Fi D HI! i "ľ Proleln I dentin cation a (handerlsatkin feb= □ fiP IV107Bioinformatikal -Přednáška 9 Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-DSDS-PAGE Štěpení proteinů petidázami Hmotnostní spektrometrie Základní princípy a techniky Vybrané algoritmy a jejich nasazení v bioinformatice MS Peptide Mass Fingerprinting (MALDI-TOF) ► MS/MS (tandem MS) IV107Bioinformatikal -Přednáška 9 Rozdíly mezi génomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-DSDS-PAGE iteinů petidázami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky □ rS1 :|= -O^O MALDI-TOF Matrix-Assisted Laser Desorption-lonization - Time Of Flight X i i womoccyommcm'cmcmw' \*»^ Ion source 0 -' * cP 9 4 Muss analyzer *X&K$ Ion detector Mill 1 hl h ill.ll IV107Bioinformatikal -Přednáška 9 Rozdíly mezi génomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-DSDS-PAGE iteinů petidázami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky Mass (m/z) □ g t\= -O". O Tandemová hmotnostní spektrometrie IV107Bioinformatikal -Přednáška 9 B C source womocccm»cm ■•Q+QQ*m Ion U detector Rozdíly mezi génomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-DSDS-PAGE iteinů petidázami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky Mass (m/z) □ g - t\= -00,0 IV107 Bioinformatika I - Přednáška 9 Electron Spray Ionization (ESI) C&°0".-, 3 Ur« OH CH, HSC-SH tH CH,-CHS-CH,-NH-Č h,h-h-ch-co-nh-ch-co.bh.i:h-co.oií nh OH CH, -tf. 4- H^C-SH "CR CH^CHíCHíNH-Č H^-H-CH-CO'HH-CH-CO.NH-CH-CO-OH HH OH CH, H H Č^C-SH XU CHiCHfCHíNH-C H^T-H-CH-CO-HH-CH-CO-NH-ČH-CO-OH HH Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-DSDS-PAGE iteinů petidázami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky OH CHj HH, |- H,C-SH \Ř CHiCHíCH^TH-C HjH-H-CH-CO-NH-CH-CO-ini-ČH-CO-OH NH □ gi N|= -00,0 Spektrum z tandemové hmotnostní spektrometrie ,ÄM ill hnil 388.2! L,_jJ: ,'• H° ,[" TS ""= Lo ■ ju1l1L.iL .i.i.Iu J.u , lIJ.IhIL.iI, .. ,.i.,J,..„j IV107Bioinformatikal -Přednáška 9 Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-DSDS-PAGE iteinů petidázami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky □ g - _= = ^<\(y IV107 Bioinformatika I - Přednáška 9 Peptidove iony, které mohou vznikat v tandemové MS A ion E ion C ion R O I Nl-L-C-C-N-C-H H H X ion Y ion -»t- Z ion R" O R" O C-C-N-C—C-OH H H H Rozdíly mezi génomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-DSDS-PAGE iteinů petidázami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky □ rS1 :|= -O^O http://gpmdb.thegpm.org/ IV107 Bioinformatika I - Přednáška 9 Proteomická databáze GPM gpm Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-DSDS-PAGE iteinů petidázami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky Analýza proteomických dat □ rS1 :|= -O^O Příště Vybrané algoritmy a jejich nasazení v bioinformatice IV107Bioinformatikal -Přednáška 9 Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-DSDS-PAGE iteinů petidázami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky Analýza proteomických dat Vybrané algoritmy a jejich n v bioinformatice □ rji - _= = ^<\(y IV107 Bioinformatika I - Přednáška 9 Dodatek For Further Reading Outline Dodatek □ gi - = _= = -f)<\(y IV107 Bioinformatika I - Přednáška 9 Dodatek For Further Reading For Further Reading X □ rS1 M= -O^O