Proteomické technologie v biomedicíně

Od cca poloviny devadesátých let zcela výsadní postavení mezi analytickými technikami používanými v biologických vědách zaujímá organická hmotnostní spektrometrie, která se nemalou měrou zasloužila o vznik proteomiky. Důvody jejího raketového startu jsou prosté: hmotnostní spektrometrie je nesmírně citlivá, specifická, rychlá a „umí“ pracovat i s velmi komplikovanými směsmi. Nejběžnější proteinově-sekvenační hmotnostně-spektrometrický protokol začíná změřením hmotnosti celé biomolekuly, která je následně enzymově nebo chemicky rozštěpena na menší části. Změřené m/z hodnoty protonovaných molekul peptidů se zadají do některého z vyhledávacích algoritmů, který srovnává změřené hodnoty s teoretickými peptidovými mapami dosud charakterizovaných proteinů (peptide mapping). Vyhledávání v databázích se pohybuje v řádu sekund a pokud protein tímto postupem charakterizován není, použije se následně metoda peptidového sekvenování. Kolizní spektra poskytují informaci o pořadí aminokyselin v peptidu, které bývá pro daný protein specifické. Uspořádání experimentu se samozřejmě liší podle typu použitého hmotnostního analyzátoru nebo jejich kombinací. Změřená kolizní spektra lze srovnat s databází teoretických kolizních spekter peptidů, které vznikly štěpením známých proteinů vybranou proteázou, případně hypotetických proteinů, jejichž aminokyselinová sekvence byla získána teoretickým překladem nukleotidové sekvence (pokud byl genom daného organismu osekvenován). Pokud není protein charakterizován ani tímto postupem, zbývají dvě možnosti. Tou první je de novo sekvenování celého proteinu, což je procedura značně neelementární. Je třeba stanovit sekvence z kolizních spekter všech peptidů a z nich následně celý protein sestavit. Druhou variantou je získání částečné sekvenční informace (sequence tag) z kolizních spektrer několika peptidů, navržení primerů pro syntézu oligonukleotidových sond a finálně příprava, isolace a sekvenování cDNA, která daný protein kóduje.

Poděkování: MŠMT (LC545), GAČR (203/04/ 0799 a 203/05/P575), Evropská Komise (MTKD- -CT-2004-014407).