Proteomika - MB170P112

• Anglický název: Proteomics
• Zajišťuje: Katedra zoologie (31-170)
• Fakulta: Přírodovědecká fakulta
• Platnost: od 2011
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 3
• Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
• Rozsah, examinace: zimní s.:2/0 Zk [hodiny/týden]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Další informace: http://[e-mail], telefon: [phone]
• Garant: doc. Mgr. Pavel Stopka, Ph.D.
• Vyučující: doc. RNDr. Jiří Petrák, Ph.D.
• Je prerekvizitou pro: MB170C112

Anotace

Poslední úprava: doc. RNDr. Jiří Petrák, Ph.D. (25.04.2012)

Přednáška vhodná pro pokročilé studenty molekulární biologie a genetiky, buněčné a vývojové biologie, ale i dalších oborů. Seznamuje studenty se současnými metodami proteomiky a identifikace bílkovin pomocí hmotnostní spektrometrie. Účastnící s hlubším zájmem o proteomickou analýzu se mohou přihlásit také týdenní turnusové Proteomické praktikum.

Literatura

Poslední úprava: doc. RNDr. Jiří Petrák, Ph.D. (06.02.2013)

Kompletní výukové materiály z přednášek, ale i doporučenou literaturu naleznete na adrese: http://patofyziologie.lf1.cuni.cz/proteomika

Jedná se například o následující tituly:

Učebnice/Monografie:

R. K. Scopes: Protein purification. Prinicples and Practise, Springer Verlag, ISBN-10: 0387940723 | ISBN-13: 978-0387940724

J. Reinders, A. Sickman: Proteomics: Methods and Protocols (Methods in Molecular Biology). Humana Press ISBN-10: 1607611562 | ISBN-13: 978-1607611561

H. Rehm: Protein Biochemistry and Proteomics. Academic Press. ISBN-10: 012088545X | ISBN-13: 978-0120885459

Odborné články:

Gorg A et al. Current two-dimensional electrophoresis technology for proteomics, Proteomics, 2004, 4, 3665-3685

B. Domon and R. Aebersol: Mass Spectrometry and Protein Analysis, Science 312, 212 (2006)

I. Miller et al. Protein stains for proteomic applications: Which, when, why? Proteomics 2006, 6, 5385-5408

J.W. Gouw et al. et al. Quantitative proteomics by metabolic labeling of model organisms. Mol Cell Proteomics. 2010 Jan;9(1):11-24.

Cravatt BF, et al. The biological impact of mass-spectrometry-based proteomics. Nature. 2007 Dec 13;450(7172):991-1000.

Speers AE, Wu CC. Proteomics of integral membrane proteins--theory and application. Chem Rev. 2007 Aug;107(8):3687-714.

Wittig I, Schägger H. Native electrophoretic techniques to identify protein-protein interactions. Proteomics. 2009 Dec;9(23):5214-23.

Zhu W, Smith JW, Huang CM. Mass spectrometry-based label-free quantitative proteomics. J Biomed Biotechnol. 2010;2010:840518.

Bantscheff M, Schirle M, Sweetman G, Rick J, Kuster B. Quantitative mass spectrometry in proteomics: a critical review. Anal Bioanal Chem. 2007 Oct;389(4):1017-31.

Thingholm TE, Jensen ON, Larsen MR. Analytical strategies for phosphoproteomics. Proteomics. 2009 Mar;9(6):1451-68.

Požadavky ke zkoušce

Poslední úprava: doc. Mgr. Pavel Stopka, Ph.D. (04.04.2012)

Zkouška je ústní. Součástí zkoušky je písemná esej, která řeší biologický problém pomocí proteomických přístupů.

Sylabus

čeština

Poslední úprava: doc. RNDr. Jiří Petrák, Ph.D. (25.04.2012)

PROTEOMIKA, PRÁCE S BÍLKOVINAMI.

Úvod do proteomiky. Co je to proteomika? Proteomika vs. genomika. Genocentrický a proteocentrický pohled. Možnosti, nástroje a limitace proteomiky. Práce s bílkovinami - proteiny a pufry, homogenizace, frakcionace, detergenty, rozpustnost, srážení, denaturace, koncentrace. Značení a derivatizace bílkovin. Separační metody -chromatografické a elektroforetické.

DVOJROZMĚRNÁ ELEKTROFORÉZA.

Metodika dvojrozměrné elektroforézy (2-DE). Uspořádání 2-DE experimentů, příprava vzorků, izoelektrická fokusace, PAGE, detekce bílkovin v gelech, barvení. Metodické varianty (nativní elektroforézy, DIGE a fluorescenční barvení). Vyhodnocení a interpretace 2-DE, obrazová analýza 2-DE gelů. Reproducibilita. Principy, software, metodika, výstupy, záludnosti. Omezení, limity a použití 2D elektroforézy. Příprava vzorku pro identifikaci hmotnostní spektrometrií po 2-DE. Tryptická digesce vzorku, digesce CNBr, extrakce peptidů a jejich purifikace.

HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE A IDENTIFIKACE BÍLKOVIN.

Hmotnostní spektrometrie. Hmotnostní spektra. MS, MS/MS, MALDI, SELDI, ESI, analyzátory, detektory, spektra, citlivost, rozlišení, identifikace peptidů, peptidový fingerprint, MS/MS fragmentační spektra a získání sekvenční informace, databáze.

SHOT-GUN PŘÍSTUPY, KVANTITATIVNÍ MS.

Shot-gun strategie v proteomice, jedno- a vícerozměrné separace peptidů, LC-MS/MS. Kvantitativní metody v proteomice: iCAT, iTRAQ, SILAC, AQUA, digesce ve stabilním izotopu. Label-free metody kvantifikace. Proteomická analýza membránových proteinů. Příkladové studie.

NATIVNÍ METODY, ANALÝZA KOMPLEXŮ A DALŠÍ METODY.

Nativní separační techniky. Analýza proteinových komplexů. TAP. QUICK. Protein arrays, MALDI-imaging, klinická proteomika, profilování tělních tekutin a tkání, biomarkery, deplece majoritních bílkovin. Organizace proteomiky, literatura, časopisy.

angličtina

Poslední úprava: SVATORA (26.05.2004)

• Introduction. What is proteomics and why ? Proteomics and/or Genomics ? Methods, tools and limitations.

Basics principles of protein manipulation.

• Methodology of 2D electrophoresis. Experiment arrangement, sample preparation, isoelectric focusing, PAGE, protein detection and staining. Data validation. 2D electrophoresis and its applications and limitations. Equipment and cost/effectiveness. Technical variations (native electrophoresis, DIGE and fluorescent dyes, blotting).

• Alternative approaches. Capillary electrophoresis, chromatographic separations, TAP, alternatives to mass spectrometry (antibodies, classical protein sequencing etc). Protein arrays.

• Image analysis of 2D gels. Principles. Reproducibility. Software, Methods, Outputs, Limitations and troubleshooting.

Preparation of sample for MS analysis. Trypsin and other ways of protein digestion. Peptide extraction from gels and peptide purification.

• Mass spectrometry. MS, MS/MS, MALDI, SELDI, ESI, analyzers, detectors, mass spectra, sensitivity, resolution, peptide identification, gene/protein databases. Special methods (iCATS?.).