Proteomics - GF388

• Title: Proteomika
• Guaranteed by: Department of Analytical Chemistry (16-16140)
• Faculty: Faculty of Pharmacy in Hradec Králové
• Actual: from 2023
• Semester: summer
• Points: 0
• E-Credits: 2
• Examination process: summer s.:
• Hours per week, examination: summer s.:14/14, C+Ex [HS]
• Capacity: unknown / unknown (20)
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech
• Teaching methods: full-time
• Teaching methods: full-time
• Explanation: 1.ZBN - akreditace
• Note: course can be enrolled in outside the study plan; enabled for web enrollment
• Guarantor: PharmDr. Juraj Lenčo, Ph.D.
• Comes under: 1.ročník 2023/24-BLDZ volitelné; 4.ročník 2023/24-Farmacie

Annotation

Last update: Eva Langhamerová (28.06.2023)

Předmět proteomika je zaměřený na klasické a pokročilé metody analýzy proteinů a jejich aplikace do různých vědeckých a klinických odvětví. V rámci přednášek a seminářů se studenti seznámí s principy analýzy proteinů včetně přípravy vzorků a vyhodnocování získaných dat. Součástí předmětu jsou praktická cvičení, kde si studenti vyzkouší základní přípravu vzorků, jejich analýzu na hmotnostním spektrometru a práce s bioinformatickými nástroji. Absolventi předmětu budou schopni navrhovat proteomické studie s rozmanitými cíli od přípravy vzorků pro analýzu až po kvalitativní a kvantitativní vyhodnocování získaných dat a jejich intepretaci v biologickém či klinickém kontextu.

Course completion requirements

Last update: Eva Langhamerová (28.06.2023)

Podmínkou udělení zápočtu a zkoušky z předmětu Proteomika je splnění následujících podmínek:

 

Praktická cvičení a semináře
1.      Absolvování všech praktických cvičení a seminářů. Absenci je nutné náležitě omluvit u vyučujícího.
2.      Pro udělení zápočtu je nutné zpracovat individuální úlohu obsahující úkoly spojené s interpretací MS a MS/MS spekter a práci s bioinformatickými nástroji

 

Zkouška

1.     Zkouška z předmětu Proteomika probíhá v termínech vyhlášených ve Studijním informačním systému.

2.     Pro konání zkoušky je nutný zápočet z praktických cvičení.

3.     Zkouška má část písemnou a ústní.

Literature

Last update: Eva Langhamerová (28.06.2023)

Povinná:

• Kolektiv autorů. Vybrané kapitoly z molekulární patologie (Skripta pro studenty DSP Molekulární patologie). Brno: Univerzita obrany, 2008, s. ISBN 978-80-7231-329-7.

Doporučená:

• Nawin C. Mishra. Introduction to Proteomics: Principles and Applications. : John Wiley & Sons, Inc, 2011, s. ISBN 978-0-471-75402-2.
• Link, Andrew J.. 2-D Proteome analysis protocols. Totowa . New Jersey: Humana Press, 1999, s. ISBN 978-1-59259-584-6.

Syllabus

Last update: Eva Langhamerová (28.06.2023)

Náplň přednášek

Úvod do proteomiky

Úvod a definice základních pojmů: proteom a proteomika; biochemie proteinů; od genomu k proteomu; stručný vývoj a význam proteomiky; základní rozdělení a metodické postupy.

Separační metody v proteomice

Proteom jako komplexní směs; vlastnosti peptidů a proteinů; chromatografické metody: chromatografie na obrácených fázích, iontově výměnná chromatografie, molekulová vylučovací chromatografie, hydrofilní interakční chromatografie, afinitní chromatografie, vícedimenzionální chromatografie; elektromigrační separační metody: gelová elektroforéza, izoelektrická fokusace, dvoudimenzionální elektroforéza, kapilární elektroforéza; jiné separační metody v proteomice: dialýza, diferenciální centrifugace, průtoková cytometrie; hmotností spektrometrie.

Hmotnostní spektrometrie (MS) v proteomice

Úvod a definice základních pojmů; stručná historie; základní procesy v MS; ionizační techniky pro proteomickou analýzu: ESI, MALDI; hmotnostní analyzátory pro proteomickou analýzu: kvadrupól, iontová past, analyzátor doby letu, iontová cyklotronová resonance s Fourierovou transformací, harmonická orbitální past - Orbitrap; detektory v MS; tandemová MS a kombinace MS analyzátorů.

Interpretace MS spekter v proteomice

Hmotnostní spektrum; rozlišení a monoisotopická vs průměrná molekulová hmotnost; přesnost a správnost měření; MALDI spektra peptidů a proteinů, ESI spektra peptidů a proteinů; výpočet molekulové hmotnosti z ESI spekter; identifikace proteinů pomocí peptidového mapování a sekvenování proteinů.

Bioinformatika v proteomice

Úvod a definice základních pojmů; stručná historie; sekvenční databáze; formáty dat; proteinové sekvenční databáze a UniProt; lidský proteinový atlas; volně dostupné bioinformatické zdroje.

Kvantitativní proteomická analýza

Úvod a definice základních pojmů; stanovení koncentrace celkového proteinu; kvantifikace jednotlivých proteinů; metody cílené kvantifikace: metody založené na protilátkách, metody založené na MS; metody globální kvantifikace: gelové metody, metody založené na MS; značící a neznačící metody pro globální kvantifikaci proteinů; DDA vs DIA analýza.

Možná uplatnění proteomiky směrem do klinické praxe

Formy uplatnění; uplatnění gelových metod, metod založených na protilátkách; měření MS profilů a globální proteomické analýzy; proteomika ve výzkumu klinicky závažných oblastí: identifikace klinicky využitelných markerů, studium patogeneze chorob a působení léčebných intervencí a studium mechanismu účinků a toxicity léčiv; HUPO projekt.

 

Náplň seminářů a praktických cvičení

 

Strategie přípravy vzorků pro proteomickou analýzu

Cíle proteomických analýz; determinanty přípravy vzorků; požadavky na přípravu vzorků; kroky v přípravě vzorků; hlavní nekompatibility v proteomických analýzách založených na gelových metodách a metodách využívajících kapalinovou chromatografii a MS.

 

Práce s bioinformatickými nástroji

Databázové nástroje: UniProt, ExPASy, BLAST; identifikace proteinů: formáty dat; prohledávací programy a parametry prohledávání.

 

Praktická příprava vzorku – enzymatické štěpení proteinu v gelové matrici

Praktické cvičení zahrnující zpracování gelu po elektroforéze, vyřezání spotu, modifikace proteinů v gelu, štěpení v gelu, purifikace peptidů.