Do you consider that the hearings format represents a

La proteòmica és la ciència que s’encarrega de l’estudi del proteoma. La paraula proteoma la utilitzà per primera vegada Marc R. Wilkins l’any 1994, com a equivalent lingüístic al de genoma. Amb el terme proteoma definim al conjunt de proteïnes expressades en una cèl·lula, teixit, organisme o fluid biològic en un moment determinat sota unes condicions específiques.

Les proteïnes són les responsables de dur a terme la majoria dels processos bioquímics que tenen lloc en els organismes vius. L’estudi dels seus nivells d’expressió, distribució, modificacions postraduccionals, estructures tridimensionals i funcions és necessari per a comprendre el funcionament de la cèl·lula i els seus estats patològics.

El coneixement del proteoma pot permetre el desenvolupament de mètodes de predicció i diagnosi de malalties i la creació de teràpies efectives per al seu tractament (Dunn 2000), (Liotta et al. 2001).

El proteoma és molt més complex i dinàmic que el genoma. Mentre que el genoma humà té entre 20000 i 25000 gens (Consortium International Human Genome Sequencing 2004), el número total de proteïnes s’ha estimat en més d’un milió (Jensen 2004). La recombinació gènica, la iniciació de la transcripció en promotors alternatius, la terminació diferencial de la transcripció i l’enllaçament alternatiu en la transcripció són els mecanismes que generen diferents formes transcrites de mRNA per a un únic gen (Ayoubi and Van De Ven 1996). Així doncs, un gen pot originar més d’una seqüència proteica i, a més, cada una d’aquestes proteïnes pot patir diferents modificacions postraduccionals.

Durant els darrers anys s'han desenvolupat dues aproximacions bàsiques per a l’estudi del proteoma. La denominada proteòmica

s’estudia de forma global l’expressió proteica d’un teixit, cèl·lula o fluid biològic en diverses condicions amb l'objectiu de trobar signatures proteiques específiques de l'estat fisiològic com a resultat de canvis de l’entorn, de l’estrès o de l’administració de fàrmacs.

Per altra banda la denominada proteòmica de mapa cel·lular o funcional, es dirigeix a l’estudi de grups seleccionats de proteïnes, com per exemple els complexes proteics, dels quals es determina la seva composició i estructura, les seves interaccions amb altres molècules, així com la seva localització i el seu moviment en la cèl·lula (Liotta et al. 2001).

I.1.2. Proteòmica d’expressió

La proteòmica d’expressió identifica i quantifica les proteïnes que es regulen en un teixit, cèl·lula o fluid biològic en diferents estats.

Per a l’estudi del proteoma s’utilitzen diferents tècniques de separació, identificació, anàlisi quantitativa i caracterització a gran escala de les proteïnes. Aquestes tècniques es troben en constant desenvolupament, essent cada vegada més automatitzades i sensibles.

Les metodologies més comuns utilitzades en proteòmica d’expressió es poden categoritzar de diferents maneres. Segons la tècnica de separació utilitzada es poden classificar en les basades en electroforesi en gel i les no basades en electroforesi en gel. En les basades en electroforesi en gel la quantificació de les diferències és fa en aquesta matriu tot i que les proteïnes són identificades per espectrometria de masses (MS). En les no basades en electroforesi en gel es sol treballar amb cromatografia líquida (LC) acoblada a espectrometria de masses (LC-MS) i tant la quantificació com la identificació de les proteïnes es fa a partir de les dades de MS.

També es poden dividir en estratègies de descobriment o dirigides. Les estratègies de descobriment intenten identificar i quantificar el màxim de proteïnes en un número reduït de mostres. Pel contrari la proteòmica dirigida es basa en la quantificació d’unes poques proteïnes escollides en un gran número de mostres.

Finalment podem parlar de tècniques de quantificació relativa o absoluta. Les tècniques de quantificació relativa es basen en la comparació dels nivells de les proteïnes a diferents mostres, mentre que les de quantificació absoluta serveixen per a determinar la concentració dels anàlits a les diferents mostres.

I.1.3. Caracterització de les proteïnes per

espectrometria de masses (MS)

La caracterització de les proteïnes per MS és actualment una eina indispensable en el camp de la proteòmica i això ha estat possible gràcies a la creació de bases de dades amb les seqüències de gens i genomes i ,entre d’altres àrees, l’avanç en el desenvolupament de mètodes de ionització de proteïnes (Aebersold and Mann 2003).

I.1.3.1. Espectrometria de masses

L’espectrometria de masses és una tècnica analítica que permet mesurar, amb una elevada precisió, la relació massa-càrrega (m/z) i l’abundància de ions presents en una barreja, permetent l’anàlisi de les mostres tant de forma qualitativa com quantitativa.

Les parts principals d’un espectròmetre de masses (MS) són: la font de ions, l’analitzador i el detector (Figura I.1).

Les mostres a analitzar són introduïdes a la font de ions on els components de la mostra són convertits en ions en fase gasosa. Aquests ions es transfereixen a l’analitzador i són

electromagnètics. Finalment el número de ions per a cada m/z és mesurat en el detector i digitalitzat en forma d’espectre de masses.

Relació massa-càrrega (m/z): És la relació entre la massa del ió i el número de carregues que té. Normalment, en el cas de les proteïnes i els pèptids tenim:

m/z=(M+nH+_)/n

M és la massa molecular del ió. Unitats: dalton (Da), H+ _{és la} massa atòmica de l’ hidrogen i n és el número d’hidrògens units a l’espècie ionitzada (n=1,2...)

Espectre de masses: És la representació de la intensitat vs. la relació m/z dels ions d’una mostra.

Les fonts de ions o sistemes de ionització més utilitzats per a l’anàlisi de pèptids i proteïnes són: la desorció/ionització làser assistida per matriu (MALDI) (Karas and Hillenkamp 1988) i l’electroesprai (ESI) (Fenn et al. 1989). Aquestes fonts es combinen generalment amb analitzadors de ions basats en sistemes de quadrupols (Q) (Paul and Steinwedel 1953), tubs de

temps de vol (TOF), o trampes de ions (IT) tot i que també existeixen els de sectors magnètics i els de transformada de Fourier (FT) (Figura I.1).