شماره تلفن : 09307584802

خانه ژورنال دانشجویان ایران

Iranian Students Article House

جنبه های تکنیکی پروتئومیک کارکردی در گیاهان

Technical aspects of functional proteomics in plants

DOI: https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2004.05.019

June 2004

 

Abstract

Since the completion of genome sequences of several organisms, attention has been focused to determine the function and functional network of proteins by proteome analysis. This analysis is achieved by separation and identification of proteins, determination of their function and functional network, and construction of an appropriate database. Many improvements in separation and identification of proteins, such as two-dimensional electrophoresis, nano-liquid chromatography and mass spectrometry, have rapidly been achieved. Some new techniques which include top-down mass spectrometry and tandem affinity purification have emerged. These techniques have provided the possibility of high-throughput analysis of function and functional network of proteins in plants. However, to cope with the huge information emerging from proteome analyses, more sophisticated techniques and software are essential. The development and adaptation of such techniques will ease analyses of protein profiling, identification of post-translational modifications and protein–protein interaction, which are vital for elucidation of the protein functions.

In proteome analysis, many improvements in separation and identification of proteins have rapidly been achieved, and some new techniques, which include top-down mass spectrometry and tandem affinity purification, have emerged. These techniques have provided the possibility of high-throughput analysis of function and functional network of proteins in plants. However, more sophisticated techniques and software are essential. The development and adaption of such techniques will ease analyses of protein profiling, identification of post-transactional modifications and protein-protein interaction, which are vital for elucidation of the protein functions.

Keywords: Proteome, Porteomics, Mass spectrometry, Protein profiling, Post-translational modification, Protein–protein interaction, Plant

 

دانلود مقاله انگلیسی

 

جنبه های تکنیکی پروتئومیک کارکردی در گیاهان

 

چکیده
از زمان تکمیل توالی های ژنومی ارگانیسم های متعدد ، تجزیه و تحلیل پروتئوم توجهات را به تعیین کارکرد و شبکۀ کارکردی پروتئین ها معطوف کرده است.این تجزیه و تحلیل با جدا سازی و شناسایی پروتئین ها،تعیین کارکرد و نقش آنها و شبکۀ کارکردی و ساخت یک پایگاه داده ایی مناسب حاصل می شود.پیشرفت های بسیاری در زمینۀ جداسازی و شناسایی پروتئین ها مانند الکتروفروز دو بعدی ،کروماتوگرافی نانو مایع و طیف سنجی جرمی به سرعت حاصل شده اند. برخی تکنولوژی های جدید مانند طیف سنجی جرمی بالا- پایین و خاص سازی میل ترکیبی پشت سر هم(tandem affinity purification) بوجود آمده است. این روش ها امکان تجزیه و حلیل توان عملیاتی زیاد کارکرد و شبکۀ کارکردیپروتئین ها در گیاهان را فراهم می کند. اما برای رسیدگی به اطلاعات زیاد حاصل از این تجزیه و تحلیل های پروتئوم ، روش ها و نرم افزارهای پیچیده تری لازم است. پیشرفت و انطباق این تکنیک ها ، تجزیه و تحلیل برش عمودی پروتئین ، شناسایی تغییرات بعد از ترجمه و فعل و انفعال پروتئین- پروتئین را آسان می کند که برای روشن سازی وظایف پروتئین حیاتی است.

۱ مقدمه
آنالیز توالی DNAژنومی که در دهۀ ۱۹۹۰ در مقیاس کامل آغاز شددر طی دهۀ گذشته پیشرفت سریع داشته است. کل توالی DNAژنومی در حال حاضر برای بسیاری از ارگانیسم ها مانند گیاهان عالی ، حیوانات و انسان وجود می باشد.بر اساس این آنالیز، تعداد ژن های موجود در ژنوم برآورد شده است. برای نمونه، تصور می شود که حدود ۳۲۰۰۰ ژن رمزگذار پروتئین ها در ژنوم انسان وجود دارد کهکه نشان دهندۀ آن است که پروتئوم انسان حداقل ۳۲۰۰۰ پروتئین دارد. فقط نقش ۵۰%پروتئنی ها با بازیابی پایگاه داده های موجود تعیین شده است.موقعیت های مشابه نیز در سایر ارگانیسم ها وجود دارد که نشانگر لزوم تعیین کارکرد پروتئین های ناشناخته و شبکۀ کارکردی آنها از طریق آنالیز پروتئوم می باشد. اخیرا توجه زیادی به آنالیز transcriptome معطوف شده است که آنالیز جامع در سطح رونوشتی ژن ها محسوب می شود. با وجود اینکه می توان بیان ژن را در سطح رونوشتی تجزیه و آنالیز کرد اما بیان پروتئین از بیان ژن به دلیل همبستگی نسبتا کم (ضریب همبستگی حدود ۰٫۵) در کمیت بین mRNA و پروتئین همیشه قابل تجزیه و آنالیز نیست( اندرسون و سیل هامر ۱۹۹۷). علاوه بر این، توالی DNA و بیان mRNA اطلاعاتی دربارۀ تغییر بعد از ترجمه ایی پروتئین، ساختار و فعل و انفعال پروتئین- پروتئین در اختیار ما قرار نمی دهد. تقریبا تمام پروتئین ها بعد از ترجمه تغییر و اصلاح می شوند و سپس ساختار خاصی را تشکیل می دهند و از طریق فعل و انفعال پروتئین- پروتئین (لیگاند) عمل می کنند. بنابراین تجزیه و آنالیز خود پروتئین حائز اهمیت است. با وجود ایتکه تخقیقات پروتئومی بعد از پایان آنالیز توالی ژنوم آغاز شد اما پیشرفت های چند سال گذشته قابل توجه بوده است و رشتۀ جدیدی از علم به نام پروتئومی معرفی شد. در آنالیز پروتئوم، تعداد زیادی از پروتئین ها و نه تعداد کمی توسط روش های با توان کار بالا مانند الکتروفروز دو بعدی (۲-DE) و طیف سنجی جرمی (MS) آنالیز شدند. در این رابطه، آنالیز پروتئوم با آنالیز متعارف پروتئین بسیار متفاوت است. با وجود اینکه مقالاتی دربارۀ تحقیقات پروتئوم در گیاهان وجود دارد (Thiellement و همکاران ۱۹۹۹ ، Zivy و de Vienne 2000، Rossignol 2001، van Wijk 20001، Holtorf و همکاران ۲۰۰۲، Kersten و همکاران۲۰۰۲، Roberts 2002، Thiellement و همکاران ۲۰۰۲، Islam و Hirano 2003، Rakwal و Agrawal 2003) اما اطلاعات جامع دربارۀ تحقیقات پروتئوم دربرگیرندۀ اکثر گیاهانی که توالی ژنوم آنها در دسترس است، وجود دارد. ما در این مقاله سعی بر آن داریم که اکثر اطلاعات موجود دربارۀ تحقیقات پروتئوم که در علم گیاهی بدست آمده اند را باهم ترکیب کنیم و مزیت ها و معایب تکنیک در دسترس مرتبط با آنالیز پروتئوم را توضیح دهیم.

۲ شیوۀ آنالیز پروتئوم
در آنالیز پرتئوم در ابتدا تعدادی از پروتئین ها جدا می شوند. ۲-DE (O’Farrel, 1975; Klose, 1975) غالبا برای جدایی پروتئین ها استفاده می شود. یک نقشۀ پپتیدی که ” انگشت نگاری جرمی پپتید ” گفته می شود توسط MS و به منظور شناسایی پروتئین ساخته می شود. با وجود این، توالی ناتمام اسید آمینه با MS ( توالی بندی مجدد) و گاها با توالی بند پروتئین مرحلۀ گاز تعیین می شود. در نتیجه ژن مشابه و متناظر شناسایی می شود. ورودی پایگاه داده های توالی پروتئین نشان می دهد که کدام پروتئین ها به وظایف و کارکردهای خاص نسبت داده شده اند. چنانچه توالی پروتئین با توالی سایر پروتئین های دارای کارکرد مشخص مشابه باشد، می توان نقش پروتئین هدف را در نظر گرفت.زمانی که کارکرد و نقش پروتئین با تحقیقات همانندی مشخص نمی شود، تغییر بعد از ترجمه ایی، زمان بیان، تعیین مکان زیر سلولی،سطح بیان ، فعل و انفعال پروتئین- پروتئین ، ساختار سه تایی ، فعالیت آنزیمی، فعالیت فیزیولوژیکی و غیره به منظور تعیین نقش پروتئین آنالیز می شوند. در پایان تشکیل شکل ۲-DE، توالی اسید آمینه، ساختار و نقش هر پروتئین در پایگاه داده ها گردآوری می شود.

۳ طیف سنجی جرمی و آنالیز پروتئوم
پیشرفت MS از دهۀ ۱۹۸۰ برای پروتئین ها و پپتیدها بسیار سریع بوده است. امروزه اندازه گیری جرم پروتئین ها و پپتیدها در سطح fmol با استفاده از MS با دقت بالا و شناسایی موثر تعدادی از پروتئین ها با استفاده از نرم افزار پیشرفته برای تحقیقات پروتئوم امکان پذیر است. MS در آنالیز بیان پروتئین، تغییر بعد از ترجمه ایی و فعل و انفعال پروتئین – پروتئین مرتبا استفاده می شود. هر دستگاه MS از یک منبع بون، طیف سنج جرمی و ردیاب یون تشکیل شده است. با وجود اینکه روش های متعددی در یونیزاسیون پروتئین ها و پپتیدهای موجود در منبع یون وجود دارد اما روش های یونیزاسیون ” نرم” (soft) یونیزاسیون واجذبی لیزر به کمک ماتریس (MALDI) و یونیزاسیون (ESI) معمولا استفاده می شود. در کل، time-offlight ( TOF) MS با MALDI ترکیب می شود. در حالیکه MS چهارقطبی(Q MS) و MS تلۀ یونی (IT MS) با ESI ترکیب می شوند. به تازگی Q-TOF MS که در آن TOF به MS چهارقطبی الحاق می شود ، ایجاد شده است. MALDI-TOF/TOF MS و MALDI Q-TOF نیز ایجاد شده است. ویژگی هر MS با توجه به نوع یونیزاسیون و طیف سنج جرمی متفاوت است. هیچ MS وجود ندارد که بتواند در تمام زمینه های آنالیز پروتئوم مفید واقع شود. انتخاب ابزار و دستگاه مناسب برای آنالیز لازم و ضروری است. MALDI-TOF MS غالبا برای شناسایی توان کاری بالای پروتئین توسط انگشت نگاری پرم پپتید استفاده می شود. در آنالیز توالی اسید آمینه و تغییر بعد از ترجمه ایی ، MS/MS مانند ESI IT و ESI Q-TOF MS مورد استفاده قرار می گیرند. اخیرا تغییر شکل چهارم دستگاه رزونانس سیکلوترون یون MS (FT MS) تصحیح شده است. این دستگاه با استفاده از پدیدۀ رزونانس سیکلوترون یون می تواند پروتئین یونیزه شده با ESI یا MALDI را قطعه بندی کند تا توالی اسید آمینه و تغییر بعد از ترجمه ایی تعیین شود. FT MS امکان آنالیز بسیار حساس و بسیار دقیق را فراهم می کند. در اکثر آنالیزهای MS مانند Q-TOF MS MALDI-TOF MS, ESI و ESI IT MS، پرتئین ها بعد از هضم با پروتئاز در پپتیدها آنالیز می شوند. زیرا وزن مولکولی سنگین پروتئین ها مستقیما قابل آنالیز نمیباشد. این شیوه پروتئومی پایین به بالا نام دارد. در عوض، در FT MS ازکل پروتئین برای دستیابی به اطلاعات استفاده میشود. بدون آماده سازی با کروماتوگرافی مایع (LC) و ۲-DE را فراهم ساخت . این روش پروتئمی بالا به پایین یا طیف سنجی جرمی پایین به بالا نام دارد(Mortz و همکاران۱۹۹۶، Forbes و همکاران ۲۰۰۱، Ge و همکاران ۲۰۰۲، Sze و همکاران ۲۰۰۲، Ver-Berkmoes و همکاران،۲۰۰۳).

۴ بیان پروتئین وردیابی آن

۴٫۱ برش عمودی پروتئین هدف معمول آنالیز پروتئوم ، تعیین کارکردهای پروتئین و جسنجوی شبکۀ کارکردی پروتئین ها می باشد. این کاربا روشن سازی و توضیح برش عمودی بیان پروتئین ، تغییرات بعد از ترجمه ایی و فعل و انفعالات پروتئین – پروتئین حاصل می شود.برش عمودی تعداد زیادی از پروتئین ها به منظور تعیین تناظر پروتئین ژن انجام می شود. Matsudaira( 1987) برای اولین بار روشی گزارش کرد که در آن پروتئین های جدا شده با۲-DE در غشای پلی وینیلیدن دی فلورید الکترولکه گیری (electroblotted) شدند و توالی ناتمام اسید آمینه توسط توالی بند پروتئین مرحلۀ گاز تعیین شد. بااین روش، تولی های ناتمام اسید آمینۀ تعدادی از پروتئین های جدا شده توسط ۲-DE در گیاهان (هیرانو،۱۹۸۹) برای شناسایی پروتئین تعیین شدند. این روش بعدها به صورت گسترده برای شناسایی پروتئین های موجود در برنج ( کوماتسو همکاران۱۹۹۴، تسوگیتا و همکاران ۱۹۹۴، زونگ و همکاران ۱۹۹۷، هیرانو ۱۹۹۷، وو و همکاران ۲۰۰۲)، آرابیدوپسیس(کاموو همکاران ۱۹۹۵، سانتونی وهمکاران، ۱۹۹۸) گندم ( اسکیلاس و همکاران ۲۰۰۰) ، جو ( Flengsrud1993) و تنباکو (Rouquie وهمکاران ،۱۹۹۷) استفاده شد. اخیرا شناسایی پروتئین ازطریق مقایسۀ انگشت نگاری های جرم پپتید که به صورت آزمایشی بدست آمد با انگشت نگاریهاینظری درپایگاه داده ها پیچیده ومشکل شده است. همینطور،توالی های ناتمام اسید آمینۀ پروتئین های جدا شده توسط ۲-DE برای شناسایی پروتئین ها با ESI Q-TOF MS و ESI IT MS تعیین شده اند. با وجود اینکه ۲-DE امکان جداسازی سریع،راحت و قابل تکثیر برخی ازپروتئین ها راایجاد میکند اما جدایی پروتئین های بنیادی و وزن مولکولی سنگین کارمشکلی است. برای غلبه براین مشکل ، روش “تفنگ ساچمه ایی” (shotgun) ایجاد شده است(لینک و همکاران، ۱۹۹۹؛اسمیت وهمکاران ۲۰۰۲). دراین روش،پروتئین های استخراج شده از سلول ها با پروتئازی مانند تریپسین و لیزیل آندوپپتیداز هضم و خورد میشوند و پپتیدهای منتجه توسط LC چند بعدی آنالیز میشود و بعد ازآن برایتعیینتوالی ها از MS/MS استفاده میشود. با استفاده ازاین روش ، یک آنالیز پروتئوم جامع و کامل در بسیاری از ارگانیسم ها مانند مخمر و انسان انجام شده است. شناسایی پروتئین ها توسط MS درگیاهان دربرنج ( کولر وهمکاران ۲۰۰۲، فوکودا و همکاران ۲۰۰۳) آرابیدوپسیس ( سانتونی و همکاران۱۹۹۸، گالاردو و همکاران ۲۰۰۲) ذرت (توزت وهمکاران ۱۹۹۶) barrel medic (Medicago truncatula) ( واتسون و همکاران ۲۰۰۳) و غیره انجام شد. جامعترین مطالب در برنج (کولر وهمکاران ۲۰۰۲) و barrel medic (Medicago truncatula) ( واتسون و همکاران ۲۰۰۳) انجام شد که به ترتیب گیاهان مدل در غلاتو بقولات هستند. کولر و همکاران درمجموع ۲۵۲۸ پروتئین منحصر به فرد شامل ۱۰۲۲ پروتئین متفاوت ازبرگ ها، ۱۳۵۰ پروتئین متفاوت از ریشه ها و ۸۷۷ پروتئین متفاوت از دانه ها را شناسایی کردند. اکثر پروتئین ها(۶۷٫۲%) دارای کارکردهای شناخته شده یا توالی های مشابه باسایر پروتئین هایدارای کارکردهای مشخص در پایگاه داده ها را شناسایی کردند. پروتئینهای شناسایی شده به۱۶ گروه کارکردی تقسیم شدند(شکل ۱). فراوانترین گروه پروتئین ها در فرایندهای متابولیکی نقش دارند(۲۰٫۸%). پروتئین های بسیاری وجود داشتند که در سنتز پروتئین، فروافت پروتئین و انتقال نشانه نقش داشتند. از ۲۵۲۸ پروتئین، ۱۸۹ پروتئین در هرسه اندام بیان شدند. به جز پروتئین های ۶۲۲، ۸۶۲ و ۵۱۲ که به ترتیب فقط در برگ ها ،ریشه ها و دانه ها بیان شدند.آنزیم های درگیر دئر مسیرهای متابولیک اصلی در تمام بافت ها وجود دارند. در حالیکه بسیاری از پروتئین ها شکل بیان مختص به بافت را نشان دادند. مشابها واتسون و همکاران (۲۰۰۳) مجموع ۳۰۴ پروتئین از برگ ها،ساقه ها ،ریشه ها ، گل ها ، غلاف دانه و کشت های تعلیق سلول barrel medic توسط MS شناسایی کردند. نقش ۵۵% پروتئین ها ازطریق تشابه با توالی های شناخته شده مشخص شد. میانگین ۶۱% پروتئین ها در یک یا چند بافت یافت شد. درحالیکه۳۹ % آنها فقط دریک بافت بودند و با نقش مختص بافت ارتباط داشتند. بیان پروتئین با توجه واریته،مرحلۀ رشد، گونۀ خاص، اندام و اندامک سلول درمحیط خاص متغیر است. برش عمودی ارتباط نزدیکی با کارکرد پروتئین ها دارد. زمانیکه پروتئین ها تحت شرایط متفاوت از سلول ها استخراج شدند و باهم مقایسه شدند، به آن آنالیز”نمایش متفاوت پروتئین” میگویند. بااستفاده ازاین آنالیز ، بین گونه ها و تفاوت های واریته ایی پروتئین های گیاهی( هیرانو ۱۹۸۲) مطالعه شدند. و بسیاری از پروتئین های مختص اندام و بافت(Kehr و همکاران ۲۰۰۱، Mayfieldو همکاران ۲۰۰۱، Porublevaو همکاران ۲۰۰۱؛ کولر و همکاران ۲۰۰۲، شن و همکاران ۲۰۰۲، واتسون و همکاران ۲۰۰۳) و مرحلۀ رشد (باردل و همکاران ۲۰۰۲، فینی و همکاران ۲۰۰۲، گالاردو و همکاران ۲۰۰۲، ماتمن و همکاران ۲۰۰۰، ویلسون و همکاران ۲۰۰۲) گیاهان بررسی و کشف شده اند. پروتئین هایی که با تیمار هورمون به صورت بالا دست یا پایین دست تنظیم می شوند ( کونیشی و کوماتسو ۲۰۰۳، شن و همکاران ۲۰۰۳، تاناکا و همکاران ۲۰۰۴) ، بیماری( کونیشی و همکاران ۲۰۰۱، و تنش مانند دمای کم (Tafforeau و همکاران ۲۰۰۲)،گرما (Majoul وهمکاران ۲۰۰۳) ، خشکی (ریکاردی و همکاران ۱۹۹۸، ری و همکارلن ۱۹۹۸، Salekdeh وهمکاران ۲۰۰۲) نمک (Ramani و Apte 1997) و ازول(Agrawalو همکاران ۲۰۰۲) توسط ۲-DE بررسی شدند. پروتئین هایی که در خطوط نزدیک ایزوژنی با فنوتیپ هایی مانند نیمه کوتاهی(semi-dwarfism) ( هیرانو و همکاران ۱۹۹۱) وجهش یافته های گوناگون (Damerval و Le Guilloux 1998، به Thiellement و همکاران ۱۹۹۹ مراجعه کنید) توسط ۲-DEکشف شدند.
این آنالیزها برای شناسایی پروتئین هایی که در رشد، تفکیک، مقاومت بیماری و تحمل گیاهان در برابر تنش نقش دارند ، ضروری است. به عبارت دیگر ، پروتئین های آلرژی زا (Weissو همکاران ۱۹۹۷)، پروتئین های مربوط به کیفیت ریشۀمنشأ گندم برای آبجو (Gorg وهمکاران ۱۹۹۲)، پروتئین های مربوط به کیفیت گندم(Gottlieb و همکاران،۲۰۰۲) و غیره توسط ۲-DE شناسایی شدند.
تعیین نقش پروتئین های گیاهی در غذاها از اهمیت زیادی برخوردار است.گزارش های بسیاری در مورد پروتئین هایی که دراندامک هایی مانند غشای پلاسما (سانتونی و همکاران ۱۹۹۸،۱۹۹۹) ، میتوکندری ها (Heazlewood و همکاران ۲۰۰۳، Kruft و همکاران ۲۰۰۱)، کاروپلاست ( پلتیرو همکاران ۲۰۰۰، فیرو و همکاران ۲۰۰۲، گومزو همکاران ۲۰۰۲، Schubert و همکاران ۲۰۰۲)، پراکسیزوم (Fukao و همکاران ۲۰۰۲) ،آمیلوپلاست( اندون و همکاران ۲۰۰۲، ایسلام وهمکاران ۲۰۰۳) ، و ریبوزوم (یاماگوشی و همکاران ۲۰۰۳) گونه های گیاهی گوناگون مانند آرابیدوپسیس،برنج و گندم وجود دارد. این پروتئین ها توسط ۲-DE مشاهده وعمدتا توسط MS شناسایی شدند.
شکل ۱: طبقه بندی کارکردی مجموع ۲۵۲۸ پروتئین شناسایی شده در برگ برنج، ریشه و دانه ( برگرفته ازکولر و همکاران ۲۰۰۲)
به عبارت دیگر،گومزو همکاران (۲۰۰۲) پروتئین subdomainهای(زیرقلمروهای) غشای تیلاکوئید(grana) نخود و اسفناج را آنالیز کردند. آنها دراین آنالیز پروتئین های غشای تیلاکوئیدرا ازطریق روش تفنگ ساچمه ایی شناسایی کردند. اخیرا، Zabrouskov و همکاران (۲۰۰۳) از پروتئین های کلروپلاست آرابیدوپسیس برای FT MSاستفاده کردند تا پروتئین ها را با استفاده پروتئومی بالا به پایین شناسایی کنند.این اولین کاربرد طیف سنجی جرمی بالا به پایین برای آنالیز پروتئوم می باشد.

۴٫۲ آنالیز مکان زیرسلولی
اخیرا یک روش با توان عملیاتی بالا با استفاده از ضمیمۀ(tag) اپیتوپ یا پروتئین فلورسانت سبز (GFP) ایجاد شده است. پروتئین فلورسانت سبز قادراست مکان زیرسلولی پروتئین ها را آنالیز کند. در ضمیمه گذاری اپیتوپ، chimera DNA که پروتئین هدف و یک پپتید اپیتوپ ویژه رارمزگذاری میکند به منظور transfect به سلول میزبان به بردار معرفی میشود.جایگاه بیان پروتئین ترکیب با استفاده از آنتی بادی توسط میکروسکوپ قابل شناسایی است. به جای ضمیمۀ اپیتوپ ،GFP نیزاستفاده می شود و دراین مورد پروتئین ترکیبی به عنوان پروتئین فلورسانت نمایان شد. درمخمر، مکان تقریبا تمام پروتئین ها ازطریق این روش ها شناسایی شد( کومارو همکاران ۲۰۰۲، Huh و همکاران ۲۰۰۳). Cutler و همکاران(۲۰۰۰) کتابخانۀ ترکیب GFP::cDNA را درگیاهان ساختند و ازطریق سیستم تغییرشکل آگروباکتری آن رابه آرابیدوپسیس معرفی کردند. مکان زیرسلولی پروتئین ها از طریق فلورسانس GFP شناسایی شد.

۴٫۳ الکتروفروز متفاوت in-gel
استفاده از الکتروفروز متفاوت in-gel یا تفاوت الکتروفروز ژل (DIGE) که روش تازه توسعه یافته با تکرارپذیری بالا میباشد(Unlu و همکاران ۱۹۹۷) رو به افزایش است. دراین تکنیک ، پروتئین ها از انواع مختلف سلول ها استخراج میشوند ، باواکنشگرهای فلورسانتی متفاوت لیبل گذاری می شوند ،ترکیب می شوند و با استفاده از یک ژل تنها توسط ۲-DE جدا می شوند. پروتئین ها به صورت جداگانه در طول موج برانگیختگی مختص به واکنشگرهای متفاوت فلورسانت بررسی شدند. دو شکل آنها با استفاده از آنالیزور تصویری آنالیز شد و تفاوت بیان پروتئین به راحتی کشف شد.این روش برای کاهش تغییر ژل به ژل مفید است.

۴٫۴ طیف سنجی جرمی یونش واجذبی لیزری پیشرفتۀ سطح و ضمیمه گذاری میل ترکیبی کدگذاری شده با ایزوتوپ
یونش واجذبی لیزری پیشرفتۀ سطح(SELDI)- MS در آنالیز نمایشی متفاوت پروتئین بدون استفاده ۲-DE استفاده میشود. در SELDI MS، پروتئین درقطر ۲ mm سوراخ های موجود برروی سطح صفحۀ تراشه ایی فلزی از طریق الکتریسیتۀ ساکن، آبدوستی،یا میل ترکیبی فلزی، میل ترکیبی آنتی بادی ، واکنش لیگاند پذیرنده و غیره به حرکت در می آید(آیساک و همکاران ۲۰۰۲). پروتئین متحرک مستقیما توسط MALDI-TOF MS آنالیز می شود. در این روش، نمونه به راحتی متراکم میشود و جسم آلوده از نمونه بر روی تراشه (chip) برداشته میشود. بنابراین، نمایش متفاوت پروتئین های کم مقدار قابل اجرا است. گزارش های بسیاری در مورد آنالیز SELDI-MS در پستانداران وجود دارد. اما در مورد گیاهان اینطور نیست. El-Gendy و همکاران(۲۰۰۱) دو پروتئین دیوارۀسلول گندم بهاره را که درواکنش های دفاعی بر علیه حملۀ بیماریزا نقش دارند به سطح تراشۀ پروتئین مرحلۀ معکوس حرکت دادند و پروتئین های هدف انها را با استفاده از MS شناسایی کردند. لیبل گذاری ضمیمۀ میل ترکیبی کدگذاری شده با ایزوتوپ (ICAT) نیز در آنالیز نمایش متمایز پروتئین بدون ۲-DE مورد استفاده قرار گرفت. در لیبل گذاری ICAT پروتئین سلول های متفاوت توسط ICAT با جرم های مولکولی متفاوت لیبل گذاری میشوند(Gygi و همکاران، ۱۹۹۹). پروتئین دو نمونه با هم ترکیب شدند و با پروتئازی مانند تریپسین هضم و خورد شد و توسط LC-MS/MS آنالیز شد. تفاوت کمی پروتئین ازطریق اندازه گیری پپتیدهای لیبل دار با واکنشگر ICAT نوری و سنگین تعیین میشود. این روش برای اولین بار توسط ایسلام و همکاران (۲۰۰۳) به منظور آنالیز تفاوت ترکیب پروتئین بین گندم کالتیوار Chinese Spring و خطوط حذفی کروموزومی آن به طور موفقیت آمیز استفاده شد. با وجود اینکه بررسی امکانپذیری شناسایی سریع پروتئین با استفاده از ICAT-ESI MS/MS به عنوان مرحلۀ اولیه گزارش شده است اما چالش های متعددی آشکار شد. به عنوان مثال،شناسایی قطعات انتهای C به دلیل نشانه های ناشی از قطعه بندی واکنشگرهای ICAT کار مشکلی است ( ایسلام و همکاران ۲۰۰۳). علاوه بر این، پپتیدهای لیبل دار با ۲H و ۱H به دلیل تفاوت های موجود درپولاریتۀ آنها بر زمان نگهداری در HPLC تأثیر میگذارند (ویلیامز و همکاران ۲۰۰۲). مشکلات ایجاد شده در تعیین کمیت در اثر ۲H و ۱H در سایر گزارشات مشهود بود.در مطالعات اخیر، ۲H/1Hجایگزین ۱۲C/13C شده است و مشخص شد که پیوستن ۱۲C/13C هیچ تأثیر قابل اندازه گیری بر زمان شویش پپتید نمیگذارد(هانسن و همکاران،۲۰۰۳).Another problem in ICAT system is that the
مشکل دیگر سیستم ICAT این است که تمیزکاری و خالصسازی نمونه ها از نمک ها و دترجنت ها توسط ستون ها ، استفاده از بسیاری از حلال های مبنی بر اوره که برای استخراج پروتئین گیاهی مناسب هستند را ، محدود می کند.بنابراین، شیوۀ استخراج نمونه ایی ICAT باید برای دستیابی به یک مقایسۀ معتبر ارتقا داده شود.

۵٫ تغییر و تبدیل بعد از ترجمه ایی
۵٫۱ کشف تغییر و تبدیل بعد از ترجمه ایی
به منظور اجرای وظایف اصلی ، اکثر پروتئین ها باید به صورت بعد از ترجمه ایی تغییر و اصلاح شوند. در نتیجه آنالیز تغییر بعد از ترجمه ایی برای تعیین وضعیت پروتئین ها در بافت زنده مهم است. حوزۀ پروتئومی که با تغییرات بعد ازترجمه ایی سر و کار دارد” ‘‘modificomics گفته میشود. تغییرات بعد از ترجمه ایی گوناگون مانند حذف پپتید تک ، پردازش پیش مادۀ پلی پپتید و تغییرات اسید آمینه گزارش شده است. از بین این تغییرات ، تغییرات اسید آمینه به کرات توسط MS شناسایی و مشاهده شد.
در این مورد، عضارۀ پروتئین با پروتئازی چون تریپسین خورد و هضم میشود. جرم مولکولی پپتیدهای حاصله با MS آنالیز می شود و اسید آمینۀ تغییر یافته از تفاوت های بین (http://www.abrf.org/index.cfm/dm.home) جرم های مولکولی واقعی و فرضی شناسایی میشود. پایگاه داده ها و نرم افزار شناسایی اسید آمینه های از تفاوت جرمی همه در دسترس و موجود است. در بین تغییرات گوناگون بعد از ترجمه ایی،فسفریلاسیون و گلیکوزیلاسیون به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته اند. فسفریلاسیون پروتئین ارتباط نزدیکی با انتقال نشانه دارد. زمینۀ تحقیقات فسفوپروتئین درپروتئومی ” فسفوپروتئمی” (phosphoproteomics) گفته می شود. فسفوپپتیدها غالبا از طریق آنالیز MS معمولی مشاهده نمی شوند.روش های گوناگونی به منظور کشف و بررسی موثر و کارآمدتر فسفوپپتیدها ایجاد شده است. مثلا، ژو و همکاران (۲۰۰۱) فسفوپپتید را به صورت انتخابی از طریق تغییر و اصلاح گروه فسفات فسفوسرین و فسفوریئونین پپتید با گروه سولهیدریل ایزوله و جدا کردند و بعد از آن با دانه های (bead) آمینه خالصسازی کردند. اودا و همکاران(۲۰۰۱) گروه فسفات فسفوسرین را جایگزین بیوتین کردند و پپتید بیوتینیل را از طریق MS شناسایی کردند. مراحل مشتق گیری و خالص سازی فسفوپپتید در این روش ها بسیار شایع می باشد. این تکنیک برای جداسازی و ایزولۀ کارآمد فسفوپپتید باید پیشرفته تر باشد. گلیکوزیلاسیون پروتئین ها با کارکردهایی مانند شناسایی سلول،اتصال غشا ،فعالیت آنزیمی ، واکنش بین پروتئین ها و غیره ارتباط دارد. اخیرا کاجی و همکاران (۲۰۰۳) روش جدیدی را برای بررسی گلیکوپروتئین با توان عملیاتی بالا را ایجاد کرده اند. آنها درروش خود، پروتئین ها را از طریق ستون لکتین خالص کردند و ۱۸O بااستفاده از گلیکوپپتیداز به جایگاه اتصال کنندۀ اولیگوساکارید Asn-linked معرفی شد و ۱۸ پپتید با لیبل O توسط LC-MS/MS شناسایی شد. این افراد از طریق این روش ،۲۵۰ پروتئین با اولیگوساکارید Asn-linked در کرم را بررسی کردند. این روش برای آنالیز گلیکوپروتئین های گیاهی کاربرد دارد. پروتئین های پناهنده به گلیکوفسفاتیدیلینوسیتول(GPI)( Glycosylphosphatidylinositol-anchored) مورد هدف سطح سلول گیاهی هستند و احتمالا با مدلسازی ماتریس خارج سلولی و نشانه دهی ارتباط دارند. بورنر و همکاران(۲۰۰۳) پروتئین های پناهنده به GPI رابااستفاده از جزء بندی مرحلۀ Triton X-114 و فسفولیپاز C مختص فسفاتیدیلینوسیتول درآرابیدوپسیس شناسایی کردند.

۵٫۲ آنالیز کارکردی تغییر بعد ازترجمه ایی
همانطور که در قسمت بالا توضیح داده شد، آنالیز MS برای شناسایی تغییرات بعد از ترجمه ایی تعداد زیادی از پروتئین های بسیار مناسب است. بااینحال ، حتی اگر تغییر بعد از ترجمه ایی کشف و بررسی شود، برآورد کارکرد پروتئین بر اساس تغییر و اصلاحات جزئی کار آسانی نیست. از آنجائیکه اطلاعات کافی در مورد نقش تغییرات بعد از ترجمه ایی برای برآورد کارکرد در دسترس نیست، در نتیجه پایگاه داده ایی یا نرم افزاری وجود ندارد که بتواند کارکرد را از اطلاعات تغییر بعد از ترجمه ایی کشف شده توسط آنالیز MS پیش بینی کند. بنابراین این حوزه کمک بزرگی به آنالیز پروتئوم میکند. کیمورا و همکاران(۲۰۰۰،۲۰۰۳) بر پروتئازوم ۲۶S مخمرمتمرکز کردند که یک کمپلکس پروتئین چند کارکردی با فعالیت های پروتئولیتی می باشد و در بسیاری از ارگانیسم ها از آرکاباکتری ها (archaebacteria) گرفته تا گیاهان عالی ، حیوانات و انسان وجود دارد. تغییر بعد از ترجمه ایی پروتئازوم ۲۶S به صورت جامع و کامل بررسی شد. پروتئازوم ۲۶S شامل دوواحد می باشد : یک پروتئازوم ۲۰S و یک جفت ذرات تنظیمی میباشد که به ترتیب شامل زیرواحدهای متفاوت ۲۸ و۳۶ در مخمر می باشند. بسیاری از زیرواحدها N- استیل می باشند. سه N- استیل ترانس فراز Nat A, Nat B و Nat C در مخمر وجود دارد که به ترتیب شامل زیرواحدهای NAT1, MAK3 و NAT3 میباشد(Polevoda و Sherman 2000). آنالیز زیرواحدهای پرتئازوم ۲۰S از نژاد معمولی خالص سازی شد و هر یک از جهش یافته های (میوتانت) حذفی NAT1, MAK3 و NAT3 نشان دادند که ۶ زیرواحد با NAT1، دو زیر واحد با MAK3 و یک زیرواحد با NAT3 N- استیل میشود (کیمورا و همکاران ۲۰۰۰). پروتئازوم ۲۰S نهفته دارای سه فعالیت پروتئولیتی مشابه با فعالیت های caspase، chymotrypsin و trypsin میباش
مشخص شد که فعالیت شبیه به chymotrypsin در جهش یافتۀ حذفی NAT1 بیشتر از عادی بود. این نشان می دهد که N- استیلاسیون با فعالیت پروتئولیکی پروتئازوم ۲۰S ارتباط دارد.احتمال دارد که عدم N- استیلاسیون زیر واحدهای a در جهش یافتۀ حذفی NAT1 باعث تغییر ساختار منظم تر پروتئازوم ۲۰S شود که منجر به باز شدن کانال حفرۀ کاتالیتی پروتئازوم ۲۰S و فعالسازی بعدی فعالیت شبیه به chymotrypsin پروتئازوم ۲۰S شود. ذرۀ تنظیمی ۱۹S در مخمر نیز خالص سازی شد و ۳۶ زیر واحد توسط ۲-DE جدا شد و توسط MALDI-TOF MS شناسایی شد.حداقل ۲۴تا از زیرواحدهای ذرۀ تنظیمی۱۹S ،N- استیل شدند (کیمورا و همکاران ۲۰۰۳). هیچ اطلاعاتی در مورد نقش N- استیلاسیون زیرواحدهای ذرۀ تنظیمی ۱۹S در حال حاضر در دسترس است. حدود ۵۰% زیرواحدهای تنظیمی ۱۹S N-myristoylate شد. این نشان می دهد که قسمتی از پروتئازوم ۲۶S بر روی غشا کار میکند(کیمورا و همکاران ۲۰۰۳). به عبارت دیگر، سه زیرواحد a فسفریله شده در پروتئازوم ۲۰S مخمر شناسایی شدند ومشخص شد که فعالیت شبیه به chymotrypsin تحت تأثیر دفسفریلاسیون این زیرواحدهای دارای فسفاتاز قلیایی قرار میگیرد(Iwafune و همکاران،۲۰۰۲) . زیرواحدهای فسفریل شده در ذرۀ تنظیمی ۱۹S نیز شناسایی شد. مشخص شد که دفسفریلاسیون پروتئازوم با فسفاتاز قلیلیی(آلکالین) بر فعالیت chymotrypsin شکل پروتئازوم ۲۰S و فعالیت ATPآز ذرۀ تنظیمی ۱۹S تأثیر میگذارد( نیشیمورا و همکارن، ۲۰۰۲).برای آنالیز تفاوت تغییر بعد از ترجمه ایی بین برنج و مخمر، تمام DNAهای برنج که زیرواحدهای پروتئازوم ۲۶S را رمزگذاری می کنند، کلون شدند. (ساسا و همکاران ۲۰۰۰، شیباهارا و همکاران ۲۰۰۲).توالی DNA تعیین شد و توالی های اسید آمینه بدست آمد. ازنتایج آنالیز DNA و پروتئین ، تفاوتی در N- استیلاسیون زیرواحد پروتئازوم ۲۰S یافت شد. یعنی زیرواحد b6برنج N- استیل شده است. این نشان می دهد که تفاوت کارکردی احتمالا در زیرواحد b6 بین برنج و مخمروجود دارد. داده های بدست آمده در این آنالیزها برای اجرای آنالیز پروتئوم با توان عملیاتی بالا در پایگاه داده ها قرار داده شده اند. اطلاعتی مشابه این برای درک کارکردهای پروتئین تحت شرایط تغییر بعد از ترجمه ایی لازم است.

۶٫ واکنش پروتئین- پروتئین
۶٫۱ خالص سازی میل ترکیبی ایمنی(Immunoaffinity)
کارکرد پروتئین ها از طریق واکنش با سایر پروتئین ها و لیگاندها می باشد. آنالیز واکنش پروتئین- پروتئین (لیگاند) آنالیز واکنش(interactome) گفته می شود و این رشتۀ علمی پروتئومی واکنش نام دارد. در آنالیز پروتئوم ، واکنش ها غالبا توسط خالص سازی میل ترکیبی ایمنی، آنالیز پلاسمون سطح (SPR) ، تراشۀ (chip) پروتئین و MS آنالیز می شوند.در خالص سازی میل ترکیبی ایمنی ، از دو تکنیک ضمیمه گذاری اپیتوپ و خالص سازی میل ترکیبی دوتایی(TSP) برای مشاهده و بررسی واکنش پروتئین- پروتئین استفاده می شود. در ضمیمه گذاری اپیتوپ ، DNA که پروتئین ترکیبی یک پروتئین هدف و اپیتوپ را رمزگذاری میکند بیش از حد در سلول بیان می شود. پروتئینی که باپروتئین هدف واکنش داده توسط رسوب ایمنی(immunoprecipitation) بااستفاده ازآنتی بادی خالص میشود ، توسط الکتروفروز جدا می شود و توسط MS شناسایی می شود. درروش TAP ، پروتئین ترکیبی(target protein) که در آنجا دو اپیتوپ ( قلمرو اتصال IgGپروتئین A و پپتید اتصال کالمودولین) با پروتئین هدف ترکیب میشوند ، بیش از حد بیان میشود و کمپلکس پروتئین که شامل پروتئین هدف و پروتئین های واکنشی میباشد توسط دو مرحله خالص سازی با استفاده از مهره های (BEAD) کالمودولین و IgG خالص میشود. این روش مرتبا برای بررسی و کشف واکنش پروتئین- پروتئین در بسیاری از ارگانیسم ها استفاده می شود. ریواس و همکاران (۲۰۰۲) از این روش برای خالص سازی کمپلکس پروتئین مرتبط با غشاء هترومولتیمری (heteromultimeric) 420-kDa واکنش دهنده با پروتئین Cf-9 گوجه فرنگی استفاده کردند. این ژن باعث مقاومت مختص نژادی(race-specific) در برابر بیماریزای قارچی که ژن avirulence Arv-9 را بیان میکند، می شود.

۶٫۲ طیف سنجی رزونانس پلاسمون سطح
در SPR، واکنش بااستفاده پدیده ایی به نام رزونانس پلاسمون سطح آنالیز می شود. لیگاندهایی مانند پروتئین ها در سطح تراشۀ حسگر به حرکت در میایند و تراشۀ حسگر در طیف سنج SPR نصب می شود. محلول پروتئین در سلول جریان بکار برده می شود. هنگامی که پروتئین اختصاصی (آنالیت) به لیگاند متصل می شود،نشانۀ رزونانس پلاسمون سطح تغییر میکند. این تغییر توسط ردیاب آرایۀ فوتودیود (دیود حساس نسبت به نور) به منظور بررسی و کشف واکنش پروتئین- پروتئین (لیگاند) اندازه گیری می شود.در SPR، آنالیز کینتیک (جنبش شناسی) اتصالی نیز امکان پذیر است. پروتئین اتصالی (binding protein) در سلول جریان با پروتئاز هضم و خورد میشود و مادۀ حاصله برای شناسایی پروتئین توسط MS آنالیز میشود. Laukens و همکاران (۲۰۰۱) به واکنش ۳- فسفات دهیدروژناز گلیسرآلدهیدهای سیتوسولی و دو ایزوفورم نوکلئوزید دی فسفات کیناز با cAMP در سل.ول های زرد روشن ۲ تنباکو توسط ESI Q-TOF MSو SPRپی بردند. مشکلی که وجود دارد توان عملیاتی و حاصل کار این روش است.

۶٫۳ دستکاری ژنوم با حذف کروموزوم
اخیرا، ایسلام و همکاران (۲۰۰۳) واکنش پروتئین- پروتئین در پروتئوم دانۀ گندم را با استفاده از خطوط حذفی کروموزوم بررسی کردند. تغییرات موجود در ترکیب پروتئین پروتئوم دانۀ گندم با استفاده از۳۹ خط ditelocentric ( ایسلام و همکاران، ۲۰۰۲) وهمچنین با استفاده از خطوط حذفی fine کرموزوم های ۱B بررسی شدند. خطوط ditelocentric حامل تمام مکملهای کروموزوم (آپلوئید) عادی کروموزوم گندم که یک بازوی خود را از دست داده می باشد( ایسلام و همکاران، ۲۰۰۳). پروتئین ها توسط ۲-DE از هم جدا شدند و ازطریق لکه گیری با آبی درخشان Commassie تصویر برداری شدند.آنالیز کمی نقاط پروتئین با استفاده از نرم افزار PDQuest انجام شد. تغییر در نقاط پروتئین بین ۳۹ خط ditelocentricو آپلوئید (euploid) ارزیابی شد. از ۱۷۵۵ لکۀ اصلی بررسی شده در ۳۹ خط ditelocentric ، ۱۴۷(۱۱%) ناپدید شدند، ۹۷۸ (۷۱%) بهصورت بالا دست تنظیم شدند و ۲۴۷(۱۸%) به صورت پایین دست تنظیم شدند. مطالعات همبستگی در مورد تغییرات موجود در شدت های پروتئین بین ۲۴ لکۀ پروتئین در خطوط ditelocentric انجام شد. همبستگی های زیاد در تغییر شدت های پروتئین بین پروتئین های کدگذاری شده توسط ژنهای مستقر در بازوهای مشابه مشاهده شد.امکانپذیری یک شیوۀ آنالیتی جدید برای شناسایی واکنش های پروتئین- پروتئین بر اساس لیبل گذاری ICATپپتیدها در عصارۀ (digest) tryptic بعد از ESI Q-TOF MS بررسی شده است. پروتئین های تنظیم شده به صورت بالا دست و پایین دست در خطوط حذفی کرومزوم fine یافت شد. این شیوه امکان شناسایی پروتئین های دانۀ گندم را نشان می دهد و همچنین امکان درک واکنش های آنها رانشانمیدهد که مطابق گزارشات به دلیل سنتز مشترک پروتئین ها توسط ژن های سه ژنوم A ،B و D با۲-DE کار مشکلی است. با وجود اینکه تکنیک دستکاری ژنوم برای شناسایی واکنش پروتئین- پروتئین در پروتئوم دانۀ گندم به طور موفقت آمیز توسط ایسلام و همکاران (۲۰۰۳) بکار برده شد، اما این تکنیک برای گونه های دیپلوئید که دستکاری ژنوم آنها به آسانی گندم هگزاپلوئید نیست،امکان پذیر نیست.

۶٫۴ آنالیز ریزآرایۀ پروتئین
ریزآرایۀ DNA که در دهۀ ۱۹۹۰ رشد سریعی داشته است، روش بینهایت مهمی برای آنالیز بیان ژن می باشد. بااستفاده از یک ایدۀ مشابه ، حوزۀ تحقیقاتی ریزآرایۀ پروتئین به منظور آنالیز برش عمودی پروتئین ها وکارکرد آنها آغاز شده است. بااینحال ،ایجاد این روش با مشکلات زیادی روبرو بوده است. برای نمونه، برخی پروتئین ها زمانی در تماس باتراشه بودند ، صورتبندی خود را از دست دادند و در نتیجه فعالیت خود را از دست دادند. در موارد بسیاری، سطح صفحه از نظر شیمیایی دستخوش تغییر می شود و پروتئین ها به صورت کووالانسی با گروه تغییر ، سیالیت خود رااز دست میدهند.برای اینکه این تکنولوژی رایج تر شود، ارتقای مادۀ تراشه ضروری است تا از این طریق روش های تیمار سطح و عدم تحرک پروتئین تصحیح شود و علاوه بر این روش های بررسی و کشف نیز باید بهتر شود. برای تولید تراشۀ پروتئین، پروتئین های بومی یا پروتئین هایی که از طریق دستکاری ژنتیکی بیان می شوند ،خالص سازی می شوند و بر روی صفحه سیال می شوند. بااینحال خالص سازی بسیاری از گونه های پروتئینی ساده نیست و به تنگنایی برای تولید تراشۀ پروتئین پر تراکم تبدیل شده است. تراشۀ پروتئین پرتراکم در صورتی قابل تولید است که پروتئین ها جدا شده توسط ۲-DE در صفحۀ تراشه لکه گیری الکتریکی شوند. آنالیز واکنش پروتئین- پروتئین با توان عملیاتی بالا زمانی قابل اجراست که پروتئین ها واکنش دهنده با پروتئین های هدف در تراشه توسط MS شناسایی شوند. بااینحال این صفحات تراشه ایی که پروتئین های هدف بر روی آنها مستقیما از ژل منتقل میشوند ، قابل دسترسی نبودند.
به تازگی یک استیل ضد زنگ باپوشش کربن الماس شکل تغییر یافته با استر N- هیدروکسی سوکسینیمید ایجاد شده است. پروتئین های هدف در ژل ها بر روی صفحۀ باپوشش کربن الماس شکل باکارایی لکه گیری بالا(۳۰-۷۰%) از حرکت باز ماندند. پروتئین های استخراج شده از سلول ها با پروتئین های روی صفحۀ پوشیده شده با کربن الماس شکل ردیابی شدند و پروتئین های واکنشی توسط MALDI-TOF MS یافت شدند( هیرانو وهمکاران ،اطلاعات منتشر نشده).این تکنیک برای آنالیز پروتئین های واکنش دهنده با هزاران پروتئین گیاهی جدا شده توسط ۲-DE بسیار مناسب می باشد.

۷٫ بیوانفورماتیک پروتئوم
از زمان توسعۀ پروتئومی، اطلاعات متعددی دربارۀ آنالیز پروتئوم بدست آمده است. متاسفانه بر خلاف پایگاه داده های DNA، هیچ پایگاه داده ایی یکپارچه برای مطالعۀ پروتئومی وجود ندارد. بااینحال، برخی سازمان ها در حال تهیۀ پایگاه داده ایی پروتئین ها می باشند. به عنوان مثال،وب سایت (http://www.expasy.ch/ alinks.html) در برگیرندۀ ویژگی پروتئین ها و داده های توالی تعدادی از پروتئین ها می باشد.پایگاه داده ها با سایر پایگاه داده ها مانند پایگاه داده های توالی DNA و پایگاه داده های ساختار پروتئین ارتباط دارد. علاوه بر این، در پایگاه داده های زیر اطلاعات مفیدی در مورد گیاهان خاص وجود دارد.برای آنالیز نقش تعدادی ازپروتئین ها، وجود نرم افزار برای ایجاد آنالیز پروتئوم مهم است. نرمافزارهای گوناگون مثل آنالیز تصویر شکل ۲-DE ،آنالیز MS، شناسایی پروتئین بر مبنای انگشت نگاری جرم پپتید و توالی اسد آمینه، کشف تغییرات بعد از ترجمه ایی موجود است. بااینحال، هیچ گونه نرم افزار پیچیده ایی وجود ندارد که بتواند نقش پروتئین ها را از داده های توالی اسید آمینه ، تغییر بعد ازترجمه ایی ، واکنش پروتئین- پروتئین و ساختار منظم تر آنها پیش بینی کند.

۸٫ جنبۀ تکنیکی
تکنولوژی جداسازی و شناسایی برخی پروتئین ها رشد سریع در پروتئومی داشته است. تکنیک هایی مثل ۲-DE, DIGE, ICAT، آنالیز تفنگ ساچمه ایی و MS برای جداسازی و شناسایی پروتئین ها در گیاهان ضروری است.بهتازگی برخی تکنیک های جدید مانند FT MS برای پروتئومی بالا به پایین و TAP برای آنالیز کمپلکس پروتئین به منظورآنالیز کارکرد و شبکۀ کارکردی پروتئین ها ایجاد شده است. بااینحال برای مقابله با تقاضای کنونی برای پروتئومی با توان عملیاتی بالا ،پیشرفت هایبیشتری لازم است. باوجود اینکه تعدادی از بسته های نرم افزاری برای شناسایی پروتئین ها و پیش بینی کارکرد آنها در دسترس هستند اما هیچ گونه نرم افزاری برای آنالیز تغییر بعد ازترجمه ایی و واکنش پروتئین- پروتئین که اهمیت ویژه ایی برای توضیح کارکرد پروتئین دارند، وجود ندارد. کارایی آنالیز کارکردی پروتئین در پروتئومی شدیدا وابسته به پایگاه داده است. در بسیاری از موارد، کارکرد وشبکۀ کارکردی از طریق بازیابی پایگاه داده های مبنی بر داده های حاصله از آنالیز واقعی پروتئین ها تعیین می شود.بنابراین،پیشرفت و بهبود کیفی و کمی پایگاه داده های پروتئوم و و ساختار نرم افزار که قادر است نقش پروتئین را آنالیزکند، برای تحقیقات پروتئوم ضروری است.

من سامان نصیری نویسنده این مقاله هستم.

تاریخ انتشار: 8 سپتامبر 2020
9 بازدید

مطالب مرتبط

دیدگاه ها

مجوزها و نمادها


logo-samandehi

پل های ارتباطی با ما …

تبریز ، بخش مقصودیه ، خیابان ارتش جنوبی، کوچه شهید شهابی ، بن بست باغچه ، پلاک ۸۷ ، طبقه 4
تلفن تماس : 04135421108-09307584802
ایمیل : entofa@gmail.com


Unit4,No87,Baghcheh Alley,South Artesh ST,Azadi ave,MAGHSUDIYEH, Tabriz, Iran
کلیه حقوق این وب سایت محفوظ می باشد . طراحی و توسعه آلسن وب    All rights reserved © 2020 Entofa