IV107 Bioinformatika I -Přednáška 9 Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Stepení proteinů petidazami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky Analýza proteomických dat priste Vybrané algoritmy a jejich v bioinformatice Katedra informaCních technologií Masarykova Univerzita Brno Jaro 2010 Předchozí týden ► Získávání expresních dat ► Analýza expresních dat ► porovnání dvou vzorků ► zhlukování, klasifikace, strojové uCení ► mapovaní na GO, DIP, KEGG a TRANSFAC ► PouZití v lekarske diagnostice IV107 Bioinformatika I -Přednáška 9 Rozdíly mezi genomickými a proteomickými datý Izolace a príprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Stepení proteinů petidazami Hmotnostní spektrometrie Zakladní principy a techniky Analýza proteomických dat príšte Výbrane algoritmý a jejich nasazení v bioinformatice Outline IV107 Bioinformatika I -Přednaška 9 Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Stepení proteinů petidazami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky Analýza proteomických dat príste Štepení proteinu petidazami Zakladní principy a techniky Analyza proteomickych dat Vybrane algoritmy a jejich nasazení v bioinformatice :l= -O a. O Vybrane algoritmy a jejich v bioinformatice /—\_____j. _ _ _ i ■ _ j____ _ _ j_____ ___ i _ i _ i___ IV107 Bioinformatika I - Genom, transknptom, proteom, metabolom objekt charakter G DNA statická data T populace mRNA dynamická data P populace proteinů dynamická data M populace látek vysoce dynamicka data metody Rozdíly mezi genomickymi a proteomickymi daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Stepení proteinů petidazami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky Analýza proteomickych dat sekvenace microarray/sekv. 2-D gely,MS ? Vybrane algoritmy ajejicr v bioinformatice Různe ůrovne hromadních dat o bůnkach a tkaních Genomika <-> Proteomika IV107 Bioinformatika I -Přednáška 9 mRNA protein mod. protein Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a príprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Stepení proteinů petidazami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky Analýza proteomických dat priste Proteomika poskytuje ve srovnaní s genomikoů odliSný pohled na deení v bůnkach □ g - ■» * = -o^o Vybrané algoritmy ajejich v bioinformatice Detekce proteinů IV107 Bioinformatika I -Přednáška 9 Sample Preparation Protein Array Rozdíly mezi genomickymi a proteomickymi daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Stepení proteinů petidazami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky Analýza proteomickych dat priste Komerční model analyzátoru krve postavený na principu "protein array". □ rgi - - l= -o<\o Vybrane algoritmy a jejich v bioinformatice Outline IV107 Bioinformatika I -Přednaška 9 Ro Izolace a příprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Stepení proteinů petidazami Rozdíly mezi genomickymi a proteomickymi daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Stepení proteinů petidazami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky Analýza proteomickych dat príste Vybrane algoritmy a jejich v bioinformatice Základní principy a techniky Analýza proteomickych dat Vybrane algoritmy a jejich nasazení v bioinformatice Identifikace proteinů IV107 Bioinformatika I -Přednáška 9 Rozdíly mezi genomickymi a proteomickymi daty Izolace a príprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Stepení proteinů petidazami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky Analýza proteomickych dat príšte ► aminokyselinová šlozzení ► molekůlova hmotnost ► izoelektricky bod (pl) Vybrane algoritmy a jejich v bioinformatice Bezne charakteristiky nedokazoů jednoznacne popšat protein Průměrné zastoupení aminokyselin v proteinech 950 80 Y Tyr 3.7 932 96 Q Gln 3.6 56348 M Met 2.2 50486 H His 1 . 9 37544 C Cys 1.4 3 6530 W Trp 1.4 3202 X - 0.1 IV107 Bioinformatika I -PřednaSka 9 Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE 237795 L Leu 9 . 4 Štepení proteinů petidazami 199138 A Ala 7 . 8 Hmotnostní spektrometrie 192381 G Gly 7 . 6 Základní principy a techniky 191458 S Ser 7 . 5 Analýza proteomickych dat 175970 V Val 6 . 9 príste 154267 E Glu 6 . 1 Vybrane algoritmy a jejich nasa; 146184 T Thr 5 . 7 v bioinformatice 137735 I Ile 5 . 4 135069 K Lys 5 . 3 133582 R Arg 5 . 2 124916 D Asp 4 . 9 115228 P Pro 4 . 5 105957 F Phe 4 . 1 102780 N Asn 4 . 0 □ rS1 ~ - £1= -00,0 Princip 2-D gelů IV107 Bioinformatika I -PřednaSka 9 ► Separace podle izoelektrickeho bodů, resp. naboje při danem pH ► Separace podle molekulová hmotnosti Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Stepení proteinů petidazami Hmotnostní spektrometrie Zakladní principy a techniky Analýza proteomických dat Príste Vybrane algoritmy a jejich v bioinformatice I přes dvojitoů separaci zůstava na gelů mnozství skvrn obsahůjících více proteinů 2-D SDS PAGE se skvrnami proteinů E.coli mensich nez 38 kDa IV107 Bioinformatika I -Přednaška 9 Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Stepení proteinů petidazami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky Analýza p rote o m i c kých dat Výbrane algoritmý a jejich v bioinformatice □ rS1 ~ - Porovnání 2-D gelů je často prvním krokem ve výbem kandidátů na dalSí analýzu pomočí MS > • ■• ;• -V • * • i* ■ ' . • * 1 i * IV107 Bioinformatika I -Přednáška 9 Rozdíly mezi genomickymi a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Štěpení proteinů petidázami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky Analýza proteomickych dat príšte Vybrane algoritmy a jejich v bioinformatice Hledaní pomocí šlozzení, pI a molekulove hmotnošti Rank Protein pI Mw Description 1 GRIA4 RAT 7 . 59 9842 1 Glutamate receptor 4 2 GRIA4 _MOUSE 7.59 98295 Glutamate receptor 4 3 GRIA4 _HUMAN 8.21 98489 Glutamate receptor 4 4 POL 1_. ARMVN 6 . 44 71899 NTP-binding protein S TYDC4 PETCR 6.24 56771 Tyrosine decarboxylase 4 V ACOX5 CANTR 6.09 74106 Acyl-coenzyme A oxidase 5 B TYDC2 PETCR 6.29 57450 Tyrosine decarboxylase 2 9 LOXl_ LENCU 6.01 96639 Lipoxygenase EC 1.13.11.12 10 VIRD4 AGRTU 7 . 12 75950 Protein virD4 11 TYDC3 PETCR 6.80 57633 Tyrosine decarboxylase 3 12 ACOX3 ARATH 7.70 71909 Acyl-coenzyme A oxidase 3 IV107 Bioinformatika I -Přednaška 9 Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izoláce á příprává proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Stepení proteinů petidázámi Hmotnostní spektrometrie Zákládní principy á techniky Anályzá proteomickych dát príste Vybrane algoritmy a jejich v bioinformatice TagIdent - http://www.expašy.ch/toolš/tagident.html Peptidázy IV107 Bioinformátiká I -Přednáška 9 Rozdíly mezi genomickými á proteomickými dáty Izoláce á príprává proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Stepení proteinů petidázámi ► Trypsin, chymotrypsin á pod. ► Stepí proteiny ná přesne definovánem míste (sekvencne) ► http://prospector.ucsf.edu Outline IV107 Bioinformatika I -Přednaška 9 Rc Rozdíly mezi genomickymi a proteomickymi daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Stepení proteinů petidazami Hmotnostní spektrometrie Zakladní principy a techniky Analyza proteomickych dat príste Stepení proteinu petidazami Vybrane algoritmy a jejich v bioinformatice Hmotnostní spektrometrie Í—C\rviou 111 i^iiiioiyjy c\ techniky Analyza proteomickych dat Vybrane algoritmy a jejich nasazení v bioinformatice Identifikace proteinů hmotnostní spektrometrií MS/MS Starie l 15'Jliilyll oepiidB Gas phase Iragrriůnlatlon EU Fragment Ions MSfMS Slag! II ♦ MS M 5 sn-attrum IV107 Bioinformatika I -Přednaška 9 Rozdíly mezi genomickými a proteomickymi daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Stepení proteinů petidazami Hmotnostní spektrometrie Zakladní principy a techniky Vybrane algoritmy a jejich v bioinformatice Identifikace proteinů hmotnostní spektrometrií Elfe Papllds lllíli Oíf - Ti III □ Protein IdentHlcfitlon a chanclerlsatlon IV107 Bioinformatika I -Přednaska 9 Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Stepení proteinů petidazami Hmotnostní spektrometrie Zakladní principy a techniky Vybrane algoritmy a jejich v bioinformatice IV107 Bioinformatika I -Přednáška 9 ► MS Peptide Mášš Fingerprinting (MALDI-TOF) ► MS/MS (tandem MS) Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Stepení proteinů petidazami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky □ ö - - fc|* -00,0 Vybrane algoritmy a jejich v bioinformatice MALDI-TOF Matrix-Assisted Laser Desorption-Ionization - Time Of Flight X X X Ion source 0 Mass analyzer hllih I IM Mass (m/z) XX, X tTocrc*oT Ion detíctor h illill IV107 Bioinformatika I -Přednaska 9 Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Stepení proteinů petidázámi Hmotnostní spektrometrie Zákládní principy á techniky □ o - - fc|* -00,0 Vybrane algoritmy ajejich v bioinformatice Tandemová hmotnostní spektrometrie IV107 Bioinformatika I -PřednáSka 9 B X X XX ^ Ion detector Rozdíly mezi genomickymi a proteomickymi daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Stepení proteinů petidazami Hmotnostní spektrometrie Zakladní principy a techniky Mli.v In i/z1 Vybrane algoritmy a jejich v bioinformatice Electron Spray Ionization (ESI) IV1O7 Bioinformatika I -Přednaška 9 3 Un<* OH CH, HjC-SH tH CHjCajCHíKH-í! ^H-H-CH-CO-HH-CH-CO-BH-CH-CO-OH NH OH CH. + I^C-SH ~t± CH^CH^CHíNH-Č H^-H-CH-CO'HH-C^CO-NH-ČH-CO-OH ITH OH CH; VA ľl H H.C-SH tfi CHsCHfCHiHH-C H,N-H-CH-CO-NH-CH-CO-NH-ČH-CO-0H HH Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Stepení proteinů petidazami Hmotnostní spektrometrie Zakladní principy a techniky OH CH, NHj + H,C-SH CHiCHfCHríH-C HjH-HÍH-CO-NH-CH-CO-NH-ČH-COJDH NH □ ť5> ~ - :l= -O a. O Vybrane algoritmy a jejich v bioinformatice Spektrům z tandemove hmotnostní spektrometrie íLíli «Í.,.iLÍ°MLi 45 ř:31 ,mf|2 11H25 Lo ■ ju1lJ1.iL .i.i.Iu. ■■ ii in ili ulij IV107 Bioinformatika I -Přednaska 9 Rozdíly mezi genomickými a proteomickými daty Izolace a príprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Stepení proteinů petidazami Hmotnostní spektrometrie Zakladní principy a techniky Vybrane algoritmy a jejich v bioinformatice Peptidové iony, které mohou vznikat v tandemové MS IV107 Bioinformatika I -Přednáška 9 Rozdíly mezi genomickymi a proteomickými daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Stepení proteinů petidazami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky / A ion v / X ion v \ / ^ B ion \ \ / / Y ion v / C ion I \ \ / Z ion \ R 0 R' 1 II 1 NH,-C-C-N-C-H H H 0 II -c- t -N-H \ t R" 0 R'" 0 1 II 1 II -C-C-N-C—C-OH H H H □ rgi - - fc|* -00,0 Vybrane algoritmy ajejich v bioinformatice Proteomicka databaze GPM IV107 Bioinformatika I -PřednaSka 9 Rozdíly mezi genomickymi a proteomickymi daty Izolace a pnprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Stepení proteinů petidazami Hmotnostní spektrometrie Zakladní principy a techniky Analyza proteomickych dat Vybrané algoritmy a jejich nasazení v bioinformatice Přrísřteř http://gpmdb.thegpm.org/ - 4 = ■Ot\Cv Príste IV107 Bioinformatika I -Přednaska 9 Vybraná algoritmy a jejich nasazení v bioinformatice Rozdíly mezi genomickymi a proteomickymi daty Izolace a příprava proteinů pro MS 2-D SDS-PAGE Stepení proteinů petidazami Hmotnostní spektrometrie Základní principy a techniky Analýza proteomickych dat príste Vybrane algoritmy a jejich v bioinformatice Outline IV107 Bioinformatika I -Přednáška 9 Dodatek For Further Reading Dodatek For Further Reading IV107 Bioinformatika I -Přednáška 9 Dodatek For Further Reading X