Proteómica

La proteómica puede definirse como la genómica funcional a nivel de proteínas. Es la ciencia que correlaciona las proteínas con sus genes, estudia el conjunto completo de proteínas que se pueden obtener de un genoma. La proteómica intenta resolver preguntas como: ¿Qué función tienen las proteínas?, ¿Qué tipo de modificaciones postransduccionales sufren las proteínas y cuál es su función?, ¿Cómo varían las proteínas de una célula enfrentada a distintas condiciones ambientales?.

Conocer el proteoma de un organismo es tener una imagen dinámica de todas las proteínas expresadas por ese organismo, en un momento dado y bajo determinadas condiciones concretas de tiempo y ambiente. Las células expresan varios miles de proteínas diferentes y cada una de ellas puede experimentar numerosas modificaciones en respuesta a microambientes diferentes.

También es posible entender la proteómica como el conjunto de técnicas que permiten analizar el conjunto de proteínas presentes en la célula en determinado momento, o sea, el proteoma. Estas técnicas incluyen el 2D-PAGE (electroforesis de poliacrilamida de dos dimensiones) y la MS (espectrometría de masas). La manera más fácil de hacer un estudio proteómico es comparar los proteomas de dos condiciones y observar sus diferencias.

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Áreas de estudio

Las principales áreas de estudio de la proteómica son:

1. Identificación de proteínas y caracterización de sus modificaciones postraducionales
2. Proteómica de "expresión diferencial"
3. Estudio de las interacciones proteína-proteína

Separación de proteínas

Las técnicas utilizadas para la separación de proteínas son la electroforesis y la cromatografía líquida.

La técnica más extendida es la llamada SDS-PAGE (por sus siglas del inglés "Sodium Dodecyl Sulfate PolyAcrylamide Gel Electrophoresis"). Se trata de una electroforesis en gel de poliacrilamida al que se le añade el detergente dodecilsulfato sódico con el fin de desnaturalizar las proteínas y asegurar así su migración (algunas proteínas no migran al aplicar una fuerza electromotriz, al encontrarse en su punto isoeléctrico).

Identificación de proteínas

Degradación de Edman

Espectrometría de masas

La espectrometría de masas (MS) permite analizar la composición de diferentes elementos químicos e isótopos atómicos, separando los núcleos por su relación masa-carga. Presenta numerosas ventajas frente al método de Edman: es más sensible, permite analizar directamente las mezclas proteicas y ofrece un mayor rendimiento por muestra. Por ello, es el método utilizado en las dos técnicas de identificación de proteínas más comunes: la identificación por huella peptídica y el análisis MS/MS

Identificación por huella peptídica

• Digestión en gel: tras la reducción y alquilación de la muestra, se añade proteasa para fragmentar la proteína en péptidos que resultarán lo suficientemente informativos como para identificarla.
• Extracción de los péptidos
• Análisis MS MALDI-TOF: este equipo traduce el tiempo de vuelo en masas, pues aunque todos los iones tienen la misma estructura y la misma carga, su peso es distinto.
• Comparación del espectro de masas con la información almacenada en bases de datos de secuencias conocidas, como Swiss-Prot o nr-GenBank. Para ello existen motores de búsqueda como MASCOT que ordenan las proteínas identificadas asignándoles puntos en función del número de coincidencias.

Análisis MS/MS

• Digestión en solución
• Extracción de los péptidos
• Espectrometría de masas de ionización por electrospray
• La comparación de los datos del espectro de fragmentación experimental con los almacenados en bases de datos es similar al llevado a cabo en la identificación por huella peptídica: las coincidencias entre los datos experimentales y los datos del servidor se muestran en orden decreciente de probabilidad.

Para evaluar la identificación de la proteína se ha de tener en cuenta su presencia en las bases de datos, maximizar la asignación de fragmentos generados y comprobar si las características de la proteína identificada y la proteína problema coinciden. No obstante, para mejorar la precisión de la identificación es recomendable repetir varias veces el proceso de identificación del péptido, para disponer así de varios espectros de fragmentación.

Véase también

• Genómica

Enlaces externos

• Foro de Investigación Argentina en Biología