Komplex fehérjeanalitikai módszerek alkalmazása. a Proteomika Szolgáltató Laboratóriumban - a. teljes proteomikai munkafolyamat kivitelezése



Hasonló dokumentumok
A Proteomika Szolgáltató Laboratóriumban elérhető szolgáltatások

Korszerű tömegspektrometria a. Szabó Pál MTA Kémiai Kutatóközpont

1. Tömegszámváltozás nélkül milyen részecskéket bocsáthatnak ki magukból a bomlékony atommagok?

Tematika. Korszerű tömegspektrometria a. Ionforrás. Gyors atom bombázás. Szabó Pál MTA Kémiai Kutatóközpont. Cél: Töltött részecskék előállítása

Proteomika Peptid szekvenálás. Dr. Csősz Éva Debreceni Egyetem ÁOK Biokémiai és Molekuláris Biológiai Intézet Proteomika Szolgáltató Laboratórium

A MALDI-TOF tömegspektrometria alkalmazási és fejlesztési lehetőségei a patogén mikroorganizmusok vizsgálatában

Bioinformatika előadás

A TÖMEGSPEKTROMETRIA ALAPJAI

Proteomika az élelmiszer-előállításában

mintasepcifikus mikrokapilláris elektroforézis Lab-on-Chip elektroforézis / elektrokinetikus elven DNS, RNS, mirns 12, fehérje 10, sejtes minta 6

Genetikai panel kialakítása a hazai tejhasznú szarvasmarha állományok hasznos élettartamának növelésére

Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési elve, felépítésük, alkalmazásuk.

Anyagszerkezet vizsgálati módszerek

Bioinformatika 2 10.el

Tömegspektrometria. Tömeganalizátorok

5/11/2015 TÖMEGSPEKTROMETRIA. Tömegspektrometria - áttekintés. Ionizáció és analizátor. Tömegspektrométer. Analizátor: KVADRUPOL

A tömegspektrometria az endokrinológiai vizsgálatokban

Tömegspektrometria. Mintaelőkészítés, Kapcsolt technikák OKLA 2017

Áttekintő tartalomjegyzék

A tömegspektrometria alapjai és alkalmazási köre a laboratóriumi diagnosztikában. Dr. Karvaly Gellért Balázs SE Laboratóriumi Medicina Intézet

Immunológiai módszerek a klinikai kutatásban

Peptidek LC-MS/MS karakterisztikájának javítása fluoros kémiai módosítással, proteomikai alkalmazásokhoz

Bakteriális identifikáció 16S rrns gén szekvencia alapján

Analizátorok. Cél: Töltött részecskék szétválasztása

Röntgendiffrakció, tömegspektrometria, infravörös spektrometria.

Patogén mikroorganizmusok vizsgálata molekuláris biológiai módszerekkel

SZILÁRD FÁZISÚ EXTRAKCIÓ MINDIG UGYANÚGY

Tömegspektrometria A tömegspektrometria. Az n-dekán tömegspektruma. A tömegspektrometria rövid története: Biofizika szeminárium

TÖMEGSPEKTROMÉTEREK SZEREPE A FÖLDTUDOMÁNYBAN. Palcsu László MTA Atommagkutató Intézet (Atomki) Környezet- és Földtudományi Laboratórium, Debrecen

SZILÁRD FÁZISÚ EXTRAKCIÓ OFFLINE AUTOMATIZÁLÁSÁNAK LEHETŐSÉGEI BIOTAGE KÉSZÜLÉKEKKEL

Az ellenanyagok orvosbiológiai. PhD kurzus 2011/2012 II. félév

LC-MS QQQ alkalmazása a hatósági gyógyszerellenőrzésben

SZTE-ELTE PROTEOMIKAI INNOVÁCIÓ: KONCEPCIÓ, EREDMÉNYEK, JÖVŐKÉP

Az áramlási citométer és sejtszorter felépítése és működése, diagnosztikai alkalmazásai

Endogén szteroidprofil vizsgálata folyadékkromatográfiával és tandem tömegspektrométerrel. Karvaly Gellért

Biomassza alapú bioalkohol előállítási technológia fejlesztése metagenomikai eljárással

ATOMEMISSZIÓS SPEKTROSZKÓPIA

Molekuláris biológiai eljárások alkalmazása a GMO analitikában és az élelmiszerbiztonság területén

TRIPSZIN TISZTÍTÁSA AFFINITÁS KROMATOGRÁFIA SEGÍTSÉGÉVEL

Az új Thermo Scientific icap TQ ICP-MS bemutatása és alkalmazási lehetőségei. Nyerges László Unicam Magyarország Kft április 27.

A proteomika új tudománya és alkalmazása a rákdiagnosztikában

Mangalica specifikus DNS alapú módszer kifejlesztés és validálása a MANGFOOD projekt keretében

A modern tömegspektrometria szerepe a mikroorganizmusok azonosításában

Foszfolipidek mint biomarkerek

meghatároz lete és sa Szabó Pál MTA TTK

Sciex X500R készülék bemutatása a SWATH alkalmazásai tükrében. Szabó Pál, MTA TTK

Gyógyszerrezisztenciát okozó fehérjék vizsgálata

Tömegspektrometria. Bevezetés és Ionizációs módszerek

Igény a pontos minőségi és mennyiségi vizsgálatokra: LC-MS/MS módszerek gyakorlati alkalmazása az élelmiszer-analitikában

Az áramlási citometria gyakorlati alkalmazása az ondó rutin analízisben. Hajnal Ágnes, Dr Mikus Endre, Dr Venekeiné Losonczi Olga

Radionuklidok meghatározása környezeti mintákban induktív csatolású plazma tömegspektrometria segítségével lehetőségek és korlátok

Tipizálási módszerek alkalmazása methicillin-rezisztens Staphylococcus aureus (MRSA) törzsek molekuláris epidemiológiai vizsgálatai során

Rezervoár kőzetek gázáteresztőképességének. fotoakusztikus detektálási módszer segítségével

Tömegspektrometria. (alapok) Dr. Abrankó László

BD Vacutainer Molekuláris Diagnosztikai termékei

GOP Project UDG Debreceni Egyetem kollaborációs munka

Rövid és hosszútávú sejtkultúrák, funkcionális tesztek. Immunológiai és Biotechnológiai Intézet Pécsi Tudományegyetem

Új alternatív módszer fenol származékok vizsgálatára felszíni és felszín alatti víz mintákban

Bioinformatika előad

Minta-előkészítési módszerek és hibák a szerves analitikában. Volk Gábor WESSLING Hungary Kft.

A Föld lakósságának 4 %-a szenved diabetes mellitusban. A diabetes következtében emelkedett vércukorszint hatására a fehérjék bázikus oldallánccal

Röntgen-gamma spektrometria

Engedélyszám: /2011-EAHUF Verziószám: Humángenetikai vizsgálatok követelménymodul szóbeli vizsgafeladatai

A tömegspektrometria kvalitatív és kvantitatív proteomikai alkalmazása

HPLC MS és HPLC MS/MS. Bobály Balázs, Fekete Jenő

A keringı tumor markerek klinikai alkalmazásának aktuális kérdései és irányelvei

Gyakorlati Forduló Válaszlap Fizika, Kémia, Biológia

KÖRNYEZETI VIZEK SZERVES SZENNYEZŐINEK ELEMZÉSE GC- MS/MS MÓDSZERREL

Nagyhatékonyságú folyadékkromatográfia (HPLC)

KIS MOLEKULATÖMEGŰ ANYAGOK SZERKEZETFELDERÍTÉSE LÁGYIONIZÁCIÓS TÖMEGSPEKTROMETRIAI MÓDSZEREKKEL

Biomolekuláris nanotechnológia. Vonderviszt Ferenc PE MÜKKI Bio-Nanorendszerek Laboratórium

HULLADÉKCSÖKKENTÉS. EEA Grants Norway Grants. Élelmiszeripari zöld innovációs program megvalósítása. Dr. Nagy Attila, Debreceni Egyetem

Extracelluláris vezikulum fehérjék tömegspektrometriai vizsgálata

Németh Anikó 1,2, Kosáry Judit 1, Fodor Péter 1, Dernovics Mihály 1

Genomika. Mutációk (SNP-k) és vizsgálatuk egyszerű módszerekkel. DNS szekvenálási eljárások. DNS ujjlenyomat (VNTR)

3/11/2015 SZEDIMENTÁCIÓ ELEKTROFORÉZIS. Szedimentáció, elektroforézis. Alkalmazások hematológia - vér frakcionálása


Kapilláris elektroforézis lehetőségei. Szabó Zsófia Országos Gyógyintézeti Központ Immundiagnosztikai Osztály

NÖVÉNYGENETIKA. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Mágneses analizátor. Analizátorok. Felbontás. Kvadrupol analizátor. Cél: Töltött részecskék szétválasztása

A lézer-szkenning citometria lehetőségei. Laser-scanning cytometer (LSC) Pásztázó citométer. Az áramlási citometria fő korlátai

Zárójelentés. ICP-OES paraméterek

Fehérje O-glikoziláció tömegspektrometriás vizsgálata. Darula Zsuzsanna MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpont Proteomikai Laboratórium

Az atom- olvasni. 1. ábra Az atom felépítése 1. Az atomot felépítő elemi részecskék. Proton, Jele: (p+) Neutron, Jele: (n o )

DNS munka a gyakorlatban Természetvédelmi genetika

Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum Biofizikai és Sejtbiológiai Intézet

Várandós nők Streptococcus agalactiaeszűrése

Elválasztástechnikai és bioinformatikai kutatások. Dr. Harangi János DE, TTK, Biokémiai Tanszék

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Immunológia alapjai. 10. előadás. Komplement rendszer

~ 1 ~ Ezek alapján a következő célokat valósítottuk meg a Ph.D. munkám során:

Tömegspektrometria. Talián Csaba Gábor PTE Biofizikai Intézet február 27.

Modern Biofizikai Kutatási Módszerek Kereskedelmi forgalomban kapható készülékek. Áramlási citometria (flow cytometry)

Nagy érzékenységű AMS módszerek hosszú felezési idejű könnyű radioizotópok elemzésében

Új könnyűlánc diagnosztika. Dr. Németh Julianna Országos Gyógyintézeti Központ Immundiagnosztikai Osztály MLDT-MIT Továbbképzés 2006

Számítástudományi Tanszék Eszterházy Károly Főiskola.

Anyagvizsgálati módszerek Elemanalitika. Anyagvizsgálati módszerek

A feladatra legalkalmasabb készülék kiválasztásának szempontjai. Szabó Pál MTA TTK

Talajvizek szerves mikroszennyezőinek eltávolítása oxidációs technikákkal

Élelmiszerek. mikroszennyezőinek. inek DR. EKE ZSUZSANNA. Elválasztástechnikai Kutató és Oktató Laboratórium. ALKÍMIA MA november 5.

Átírás:

Komplex fehérjeanalitikai módszerek alkalmazása a Proteomika Szolgáltató Laboratóriumban - a teljes proteomikai munkafolyamat kivitelezése Dr. Csősz Éva Proteomika Szolgáltató Laboratórium Biokémiai és Molekuláris Biológiai Intézet

Műszerpark MALDI-TOF PSZL LC-MS/MS ESI-QTRAP Kétdimenziós elektroforézis Bio-Plex

Munkatársak Prof. Dr. Tőzsér József Dr. Csősz Éva Kulcsár Andrea Hallgatók Lábiscsák Péter II. Mol. Biol. MSc Emri Zsófia II. Vegyész BSc Kallós Gergő I. Mol. Biol. MSc

Műszerpark MALDI-TOF PSZL LC-MS/MS ESI-QTRAP Kétdimenziós elektroforézis Bio-Plex

Voyager DE PRO (ABSciex) MALDI-TOF tömegspektrométer

Tömegspektrométerek felépítése Minta bemenet Elektronika Ion forrás Tömeg analizátor Detektor Adatfeldolgozó rendszer Vákuum rendszer Tömeg spektrum

MALDI Mátrix által segített lézer deszorpció ionizáció (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization) Mintatartó lemez Lézer Minta MH + + + + + + Analizátor Detektor Mátrix +20-30 kv mintát mátrixal együtt kristályosítják a minta ionizációját a mátrix ionok segítik egyszeres vagy kétszeres töltésű ionok keletkeznek

MALDI Mátrix által segített lézer deszorpció ionizáció (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization) Mintatartó lemez hn 1. Minta (M) a feleslegben lévő mátrixxal (X)összekeverve és szárítva a mintatartólemezen. Minta és mátrix keveréke Grid

MALDI Mátrix által segített lézer deszorpció ionizáció (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization) hn Lézer 2. Lézer hatására semleges mátrix (X) és minta molekulák(m), valamint mátrix ionok keletkeznek (XH) +, (X- H) -. 3. Minta molekulákat ionizálják a mátrix ionok: XH + + M X + MH +. X-H - + M X + M-H -

MALDI Mátrix által segített lézer deszorpció ionizáció (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization) hn 4. Ion Extrakció: Nagy feszültség hatására az ionok MH + felgyorsulnak és kirepülnek a forrásból az analizátor felé. +20 kv

Az ionok útja a repülési idő (Time-Of-Flight) TOF analizátorban A TOF analizátorban az ionok a kinetikus energiájuk és nagyságuk alapján vándorolnak A kisebb ionok gyorsabban, a nagyobb ionok lassabban mozognak az analizátorban Minél hosszabb az ionok útja, annál szebb elválást eredményez Ionforrás Analizátor Detektor

% Intensity Felhasználási területek, mintaigény Pontos móltömeg-meghatározás 100 Voyager Spec #1[B P = 3658.0, 24125] 3657.65 2.4E+4 fehérje azonosítás fehérje tisztulásának ellenőrzése 90 80 70 2093.49 ACTH (1-17) (1 pmól) ACTH (7-39) (1,5 pmól) fehérje intaktságának vizsgálata fehérje módosítások kimutatása 60 50 40 30 2465.39 ACTH (18-39) (0,75 pmól) Insulin (bovine) (1,75 pmól) 5729.39 20 4083.30 10 3640.98 Mintamennyiség: 0,5-1 l minta (pmól tartomány) Mérési tartomány: 100 Da pár száz kda (több is lehet!) Interferáló anyagok: Sók nagyon zavarják a mérést ZipTip/Stage Tip tisztítás 3614.68 0 0 1999.0 2799.4 3599.8 4400.2 5200.6 6001.0 Mass (m /z)

AnTx problémája miért nem megfelelő a rekombináns fehérje hatása? AnTx? rantx MALDI-TOF analízis MALDI-TOF analízis Hatás Hatás ~

% Intensity 0.4 mm tisztított AnTx spektruma Voyager Spec #1[BP = 4099.2, 430] 100 4099.1953 430.0 AnTx (Q forma) 90 17 Da 80 4098.1826 70 4100.1870 60 50 40 AnTx (Z forma) 4096.1890 4101.2075 30 4081.9626 20 10 0 4059.0 4071.6 4084.2 4096.8 4109.4 4122.0 Mass (m /z) rantx2_0.4mm_32_2000_cal_minta_0006.dat

% Intensity Rekomináns AnTx refolded forma spektruma Voyager Spec #1[BP = 4108.9, 97] 100 4108.8530 97.0 90 80 AnTx (Q forma) 4099.4575 70 60 50 40 AnTx (Z forma) 4096.5713 4101.7319 4107.2295 4113.7876 30 4086.3477 4117.8872 20 4094.2693 4112.8081 4080.7878 4084.2424 10 4098.4673 0 4077.0 4085.8 4094.6 4103.4 4112.2 4121.0 Mass (m /z) rantx2refolded_22_2200_cal_minta_0012.dat

% Intensity Rekombináns AnTx - 20 mm DTT-vel redukált forma spektruma Voyager Spec #1[BP = 1065.9, 481] 100 90 AnTx (Z forma) 4070.7195 Redukált AnTx (Z forma) 4106.7534 4135.7666 Redukált AnTx (Q forma) 92.0 80 4064.6677 4081.6702 4124.4067 4107.9399 4128.9106 70 4056.9749 4121.0649 4136.2822 4087.5303 4103.2729 4117.0547 4125.3916 60 50 40 30 20 10 0 4056 4073 4090 4107 4124 4141 Mass (m /z) rantx2dtt20mm_42_2200_cal_minta_0004.dat

% Intensity Rekomináns AnTx refolded forma spektruma Voyager Spec #1[BP = 2464.0, 105] 100 4101.4673 4102.7441 105.0 90 AnTx (Q forma) 80 70 60 4099.2661 Redukált AnTx (Q forma) 4100.3853 50 4110.3877 40 4099.8174 30 20 4093.2793 4107.9180 4104.0952 4105.9033 4106.9141 4096.8965 4098.4761 10 0 4093.0 4096.8 4100.6 4104.4 4108.2 4112.0 Mass (m /z) rantx2refolded_22_2200_cal_minta_0007.dat

% Intensity Tisztított rekombináns ANTX és kalibráló elegy együttes analízise 100 Voyager Spec #1[B P = 3658.0, 24125] 3657.65 2.4E+4 90 ACTH (1-17) 80 ACTH (7-39) 2093.49 70 60 ACTH (18-39) 50 Insulin (bovine) 40 2465.39 30 ANTX Z forma 5729.39 20 10 3528 Da 3640.98 4083.30 3614.68 0 0 1999.0 2799.4 3599.8 4400.2 5200.6 6001.0 Mass (m /z)

Baktériumok gyors, tenyésztés nélküli azonosítása Bakteriológia kenet levétele baktériumok tenyésztése baktériumok azonosítása Egy/több nap Minden baktériumnak van egy csak rá jellemző, ún. spektrum-lábnyoma BioTyper (Bruker Daltonix) baktériumok és bizonyos gombák gyors analízise Minta Azonosított baktérium Adatbázis baktérium spektrumok Szoftver MALDI-TOF

Baktériumok gyors, tenyésztés nélküli azonosítása Dr. Szabó Judit DE OEC Mikrobiológiai Intézet Minta MALDI-TOF Dr. Csősz Éva Lábiscsák Péter Kulcsár Andrea DE OEC PSZL Szoftver készítése Dr. Emri Miklós DE OEC PET CENTRUM

Baktériumok gyors, tenyésztés nélküli azonosítása - munkamódszer Standard baktérium törzsek Baktérium szuszpenzió készítése Mintafelvitel: 1 µl baktérium + 1 µl CHCA mátrix Dr. Szabó Judit DE OEC Mikrobiológiai Intézet MALDI TOF analízis Spektrumok felvétele

% Intensity % Intensity Staphylococcus aureus baktérium MALDI-TOF spektruma Voyager Spec #1[B P = 3004.6, 9996] 100 3005.57 1.0E+4 90 80 70 60 50 40 30 2545.07 20 10 2810.01 3873.01 0 0 1999.0 5599.4 9199.8 12800.2 16400.6 20001.0 Mass (m /z) Voyager Spec #1[B P = 3004.6, 9996] 100 3005.57 1.0E+4 90 80 70 60 50 40 30 2545.07 20 3873.01 10 2305.30 2683.06 2810.01 3079.55 0 0 2160.0 2642.6 3125.2 3607.8 4090.4 4573.0 Mass (m /z)

% Intensity S. aureus és H. influenzae keverék (0,75+0,25 ul arányban) MALDI-TOF spektruma Voyager Spec #1=>BC=>SM5[B P = 3012.4, 1229] 100 3012.99 1229.5 90 80 70 60 50 40 2312.49 3050.84 30 3033.32 20 10 2332.69 2293.53 2243.88 2985.18 2096.90 2132.72 2712.03 2370.42 2438.52 2972.80 5387.56 3881.09 5344.29 7282.90 3191.86 4365.34 6259.54 8375.10 3776.17 7168.77 9539.35 15075.96 0 0 1999.0 5599.4 9199.8 12800.2 16400.6 20001.0 Mass (m /z)

Baktériumok gyors, tenyésztés nélküli azonosítása - munkafolyamat Új mintafelviteli módszerek Baktérium spektrumok Spektrumok reprodukálhatóságvizsgálata Nem Igen fejlesztése Baktérium spektrum Igen könyvtárak létrehozása Spektrumazonosítás Matematikai módszerek kidolgozása Dr. Emri Miklós DE OEC PET CENTRUM

Baktériumok gyors, tenyésztés nélküli azonosítása Biológiai minta Baktérium spektrumok Matematikai algoritmus alkalmazása Baktérium spektrum könyvtár 1 óra Baktériumok azonosítása

Acanthamoeba vizsgálata könny mintákban Kontaktlencse viselők körében előforduló fertőzés Szemek kivörösödését okozza, kellemetlen érzéssel, könnyezéssel, homályos látással és fényérzékenységgel jár Maradandó látáskárosodást okoz Ritka, Debrecenben évente kb. 2 eset

Acanthamoeba azonosítása könnymintákban - munkafolyamat Egészséges önkéntesekből származó könny Spektrumok Acanthamoeba-ra jellemző csúcsok azonosítása Acanthamoeba-val fertőzött betegekből származó könny Spektrumok Acanthamoeba tenyészet vizsgálata

Acanthamoeba azonosítása könnymintákban Emri Zsófia DE OEC PSZL Egészséges könnyminták Dr. Csutak Adrienn Dr. Kettesy Beáta Dr. Goran Petrovski DE OEC Szemklinika MALDI-TOF Acanthamoeba-val fertőzött könnyminták Dr. Csősz Éva Emri Zsófia DE OEC PSZL Szoftver készítése Dr. Szabó Judit DE OEC Mikrobiológiai Intézet Dr. Emri Miklós DE OEC PET CENTRUM Acanthamoeba referencia

Műszerpark MALDI-TOF PSZL LC-MS/MS ESI-QTRAP Kétdimenziós elektroforézis Bio-Plex

ESI LC-MS/MS analízis Proxeon Easy nlc-vel kapcsolt 4000 QTRAP LC-MS/MS rendszer

4000 QTRAP (ABSciex) hibrid tripla kvadrupol/ioncsapda tandem tömegspektrométer Fehérje azonosítás Poszt-transzlációs módosítás azonosítása Biomarker keresés/validálás Specifikus módosulatok/fehérjék célzott kimutatása (MRM) Relatív és abszolút kvantitálás Ionforrás Detektor

Elektrospray ionizáció (ESI) szárító gáz (N 2 ) légköri nyomás MS analizátor minta oldat elektrospray kapilláris nagy feszültség (+) nagy vákuum többszörösen töltött ionokat eredményez nagy térfogattartományban (nl-ml) használható nyomás, feszültség és hőmérséklet gradiens szükség van szárító gázra (nitrogén) + + + + + + + ++ +++ + + + + + + + + + + + + + + oldószer párolgás + + + + + + + + + + + + + + + + + + cseppek szétrobbanása [M + nh] n+ további robbanások és deszolvatált ionok keletkezése

Az ionok útja a kvadrupólban A kvadrupól elektródáira kapcsolt feszültség segítségével szabályozható, hogy mely ionokat enged át a kvadrupól Kvadrupól Detektor A kvadrupól szelektíven stabilizál

Az ionok útja az ioncsapdában Az ioncsapda stabilizálja minden bejutott ion mozgását és az elektródákra kapcsolt feszültség segítségével szabályozható, hogy mely ionokat destabilizál és enged ki Detektor Az ioncsapda szelektíven destabilizál

Bruker/Proxeon Easy nlc II nano HPLC

A top-down és bottom-up proteomikai megközelítések Top-down proteomika A fehérjéből származó MS/MS spektrumok MS/MS analízis Bottom-up proteomika Fehérjék kinyerése Tripszines emésztés MS/MS analízis Peptidekből származó MS/MS spektrumok

LC-MS/MS analízis sajátosságai, mintaigény 300 nl/min áramlási sebesség Víz/acetonitril gradiens Oldatban vagy gélben emésztés tripszinnel vagy más enzimmel Minták gélben vagy oldatban (acetonos kicsapás) 50 fmól (3,3 ng) BSA 1 MKWVTFISLL LLFSSAYSRG VFRRDTHKSE IAHRFKDLGE EHFKGLVLIA 51 FSQYLQQCPF DEHVKLVNEL TEFAKTCVAD ESHAGCEKSL HTLFGDELCK 101 VASLRETYGD MADCCEKQEP ERNECFLSHK DDSPDLPKLK PDPNTLCDEF 151 KADEKKFWGK YLYEIARRHP YFYAPELLYY ANKYNGVFQE CCQAEDKGAC 201 LLPKIETMRE KVLASSARQR LRCASIQKFG ERALKAWSVA RLSQKFPKAE 251 FVEVTKLVTD LTKVHKECCH GDLLECADDR ADLAKYICDN QDTISSKLKE 301 CCDKPLLEKS HCIAEVEKDA IPENLPPLTA DFAEDKDVCK NYQEAKDAFL 351 GSFLYEYSRR HPEYAVSVLL RLAKEYEATL EECCAKDDPH ACYSTVFDKL 401 KHLVDEPQNL IKQNCDQFEK LGEYGFQNAL IVRYTRKVPQ VSTPTLVEVS 451 RSLGKVGTRC CTKPESERMP CTEDYLSLIL NRLCVLHEKT PVSEKVTKCC 501 TESLVNRRPC FSALTPDETY VPKAFDEKLF TFHADICTLP DTEKQIKKQT 551 ALVELLKHKP KATEEQLKTV MENFVAFVDK CCAADDKEAC FAVEGPKLVV 601 STQTALA (50 fmól citokróm C 0,6 ng) 43% lefedettség Acetonos kicsapás, emésztés, gélből történő extrakció veszteség Keratin probléma!!!

Működési protokoll Minta Emésztés LC-MS/MS analízis Adatbázis keresés 2 nap 1 nap 1 nap Minimum 4 nap Minta + mintalap Eredmények és értékelés Jelentés Teljesítési igazolás

Kollaborációs és szolgáltatási kapcsolatok Biosystem International Kft. Kardiológiai Intézet Orvosi Vegytani Intézet Biofizikai és Sejtbiológiai Intézet Biokémiai és Molekuláris Biológiai Intézet

Műszerpark MALDI-TOF PSZL LC-MS/MS ESI-QTRAP Kétdimenziós elektroforézis Bio-Plex

Kétdimenziós elektroforézis Bio-Rad kétdimenziós elektroforézis rendszer IEF cella 7 cm strip 17 cm strip Pharos FX Plus szkenner Mini-PROTEAN Tetra Cell PROTEAN II xi XL Cells 24 cm strips PROTEAN Plus Multi-Casting Chamber PROTEAN Plus Dodeca Cell

Kétdimenziós gélelektroforézis 2DE Hatékony módszer fehérjék elválasztására Az első dimenzió az izoelektromos fókuszálás a fehérjék elválasztása a pi alapján A második dimenzió az SDS-PAGE a fehérjék elválasztása a méret alapján Alkalmas teljes proteómok vizsgálatára Legjobban sejtkultúrák vizsgálatára használható Nagyon érzékeny, nagy technikai tudást igénylő módszer Csak a legtisztább anyagokat lehet használni

Izoelektromos fókuszálás ph 3 ph 10 A fehérjék amfoterek, emiatt a töltésük változik a környezetük ph-jától függően Izoelektromos pont: az a ph értek, amelyen a fehérje nettó töltése nulla A fehérjék elválasztása a pi alapján történik Izoelektromos fókuszáló készülék A fehérjék vándorolnak az elektromos térben és amint elérik az izoelektromos pontjuknak megfelelő ph értéket elveszítik töltésüket és vándorlásuk megszűnik

méret pi

A gélek festése a gélben levő fehérjék láthatóvá tétele Coomassie festés (50 ng 1 g) ph 3 ph 10 4% SyproRuby festés (1 ng) Ag festés (0,1 ng) Fontos szempontok Érzékenység Linearitás Reprodukálhatóság MS kompatibilitás Költséghatékonyság Munkaigény Rendelkezésre álló szkenner 18%

RuBPS ruténium (II) tris (bathofenantrolin diszulfonát) festés Fluoreszcens festési eljárás Az érzékenység az SyproRuby festéshez hasonló Viszonylag egyszerű kivitelezni, olcsóbb Teljes mértékben MS kompatibilis Kiértékeléséhez speciális szkenner szükséges

A SyproRuby, RuBPS és Coomassie érzékenységének összehasonlítása 1. 1,5 mól 2. 0,75 mól 3. 150 pmól 4. 15 pmól 5. 1,5 pmól 6. 150 fmól 7. 15 fmól BSA M 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. M 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. M 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. M SyproRuby RuBPS Coomassie PageBlue

A különböző proteómok kvalitatív és kvantitatív különbségeinek analízise A Minta B Minta 2DE 2DE Alkalmas a teljes proteóm vizsgálatára Minőségi és mennyiségi adatot egyaránt szolgáltat Hátrány A technikai variációk kiküszöbölésére legalább három párhuzamossal kell dolgozni Munkaigényes és vegyszerigényes

H. Influenzae (Kontrol) DIGE differenciál gél elektroforézis Jelölés DIGE festékkel Minták összekeverése H. Influenzae (aktinonin kezelt) 2DE E. Csosz és H. Voshol A minták összekeverésével kiküszöbölhetők az analízisek közti technikai különbségek Alkalmas a teljes proteóm vizsgálatára Minőségi és mennyiségi adatot egyaránt szolgáltat Hátrány Drága

Nagyhatékonyságú gélanalízis a különbségek kimutatása Progenesis (NonLinear Dynamics) Delta2D (Decodon) PDQuest (BioRad) DeCyder (GE Healthcare) Melanie... Redfin (BioRad)

A 2D elektroforézis során nyert gélképek összehasonlítása Delta2D szoftverrel Gélek behívása, csoportosítása Gélképek egymásravetítése (warping) Master gél készítés Expressziós különbségek analízise

Poszt-transzlációs módosítások kimutatására szolgáló festési eljárások Sypro Ruby Flamingo Minden fehérjét megfest ProQ Diamond Csak a foszfoproteineket festi ProQ Emerald Csak a glikoproteineket festi

Fehérjemennyiség mihez mennyit? Javasolt rehidráló oldat- és fehérje mennyiségek Strip hossza 7 cm 11 cm 17 cm 18 cm 24 cm Rehidráló oldat térfogata 125 µl 200 µl 330 µl 350 µl 450 µl Fehérje mennyiség ezüst festéshez 5-20 µg 20-50 µg 50-80 µg 50-80 µg 80-150 µg Fehérje mennyiség Coomassie festéshez 50-100 µg 100-200 µg 200-400 µg 200-400 µg 400-800 µg

A fehérjék vizsgálata tömegspektrométer segítségével Fehérjét tartalmazó foltok kivágása Enzimes (tripszin) emésztés A sejt lízise 2DE Fehérjék azonosítása Tömegspektrometriás analízis

Nutriproteomika - funkcionális élelmiszerek előállítása Dr. Czeglédi Levente Gulyás Gabriella Állattenyésztési Intézet Se gazdag tej, tojás, hús Ideális zsírsav-összetételű sertéshús és zsír előállítása Csirkemáj proteóm Tej proteóm

Longevity jelleg proteomikai vizsgálata 1:1000-2000 longevity tehén jelenik meg tőggyulladás, lábgyulladás stb. betegségek nagyon ritkán fordulnak elő 100.000 L tej/tehén Magyarországon kb. 300 db. Genetikailag nagyon összetett Proteomikai megközelítés alkalmazása Kontroll tehén szérum Longevity tehén szérum

Proliferatív vitreoretinopátia és a transzglutamináz 2 kapcsolatának vizsgálata 6 éves proliferatív vitreo-retinopátiás gyerek - a PVR-t vitrektómiával eltávolították Őssejtek (neurosphera) Dr. Goran Petrovski Berényi Erika TG2 KD Kontroll sejtek tápfolyadék TG2 KD sejtek tápfolyadék

Membránfehérjék kétdimenziós gélelektroforézise 2DE or not 2DE Plazma membrán Citoszól

Műszerpark MALDI-TOF PSZL LC-MS/MS ESI-QTRAP Kétdimenziós elektroforézis Bio-Plex

Biomolekulák szimultán analízisére alkalmas, mikrogyöngy alapú multiplex technológián alapuló Bio-Plex rendszer bemutatása

Evolúció, rendszerszemléletű biológia, omikák kémcső microplate microarray Egyszerű assay egy paraméter/ analit per teszt Multiplex assay - Több paraméter per teszt

Luminex xmap-, FMAP-technológia - mikrogyöngy-alapú multiplex tipizálás - szuszpenziós array - akár mintánként 100 biomarker kvantitatív meghatározása egyszerre sok mintán - berendezéshez kötött, robusztus platform - kismennyiségű mintaigény, nagy áteresztőképesség - kommersz bead szettek, custom bead fejlesztés - gyors, költséghatékony, precíz platform

Alkalmazási területek Citokinek/kemokinek monitorozása MMP-expresszió Transzkripciós faktor analízis SNP-genotipizálás mirns-mérés Autoimmun diagnosztika HLA-tipizálás Allergológia Infektológia Obesitas Diabétesz

Luminex FMAP mérési elv 1. A mérés során uniform méretű (5.6 um), polisztirol mikrogyöngyöket használunk szilárd fázisként. Minden gyöngypopuláció belsőleg rendelkezik kétféle fluoreszcens festék egyedülálló kombinációjával, azaz egy-egy spektrális régiókóddal (spectral address). Precíz koncentrációkkal 100-féle színű mikrogyöngy-szett teremthető. A kis gyöngyméret megenged: - gyors kinetika - folyadékban Brown-mozgás - szuszpenziós array - óriási fajlagos felszín

Luminex FMAP mérési elv 2. Minden bead felszíne egy a bioesszére specifikus befogó ágenssel van burkolva. Ezek a capture reagensek lehetnek: antigének, antitestek, oligonukleotid primerek, enzim szubsztrátok, receptorok, ligandok; lehetővé téve a rendszer számára unikális gyöngy-populációk azonosítását.

Luminex FMAP mérési elv 3. Ezek a különböző bevonatú mikrogyöngy-populációk egyfajta master-mixként vannak összemérve a microplate minden egyes microwell-jében a mintáinkkal, létrehozva ezáltal egy olyan mérőrendszert, mely egyetlen mintából egyszerre képes többféle, multiplex analitikum meghatározására. Mintaigény: 50 ml

Luminex FMAP mérési elv 4. Így, minden egyes mikrogyöngy-populáció felszínén mint szilárd fázison, végbemegy egy diszkrét bioreakció.

Luminex FMAP mérési elv 5. Miután egy-egy mikrogyöngy befogja a megfelelő target markerét, további felszíni rétegként egy fluoreszcens festékkel jelzett riporter rendszert építünk a mikrogyöngyre.

Luminex FMAP mérési elv 6. Következő lépésként a gyorsan áramoltatott mikrogyöngyök átesnek egy kétlézeres gerjesztésen. Az első lézer gerjeszti az internális festékeket, azonosítva az adott mikroszféra-populációt. Egy második lézer gerjeszti a gyöngyfelszíni riporter rendszeren hordozott fluoreszcens festéket.

Luminex FMAP mérési elv 7. Végezetül a nagysebességű digitális jelfeldolgozók azonosítanak minden egyedi mikrogyöngyöt és kvantitálják az ezeken hordozott bioesszé eredményét, mindezt valósidőben megvalósítva 1 óra alatt 9600 mérési adat leolvasása Kalibráló görbeillesztéssel kvantitált eredmények

QKit QKIT ELISA vs. xmap 140 IL-6 Correlation y = 0.8827x + 0.0808 R 2 = 0.9584 120 100 80 60 40 20 0 0 50 100 150 FMAP 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 IL-4 Rec CQkit Correlation Cell Culture y = 1,16x + 12,389 R 2 = 0,9827 0 200 400 600 800 1000 1200 FMAP

Hagyományos ELISA és a Bio-Plex összehasonlítása ELISA Bio-Plex Citokinek száma 18 18 Minták száma 80 80 Összes adat pont 1440 1440 96-lyukú lemezek száma 18 1 Adat pontok száma lemezenként 80 1440 Mérési idő (hr) 60 3 Minta térfogat (μl) 900 12 (plazma) 50 (sejtkultúra)

Bio-Plex rendszer

Bio-Plex citokin assays humán, egér, vagy patkány citokinek sejt kultúra felülúszók, szérum, vagy plazma single, vagy multiplex gyári, vagy kívánság szerint öszeállított (x-plex) panelek jelenleg 27+21 humán, 21+9 egér, vagy 9 patkány citokin Bio-Plex diagnosztikus panelek Bio-Plex Precision Pro Human Cytokine Assays Bio-Plex Pro Human Isotyping Assays New! Bio-Plex Pro Human Diabetes10-Plex Assays New! Bio-Plex Pro Mouse Diabetes 8-Plex Assays Bio-Plex Pro Human Acute Phase Assays Bio-Plex Pro Human Angiogenesis Assays

Bio-Plex humán citokin panel

RnD system * Human Cytokine Panel A * Human Cytokine Panel B * Mouse Cytokine Panel * Rat Cytokine Panel * Human MMP Panel * Human Obesity Panel * Human Adhesion Molecule Panel * Human Angiogenesis Panel A * Human Inflammation 12-Plex Kit * Human TGF-beta 3-Plex Kit * Human TIMP 4-Plex Kit * Primate 11-Plex Kit

R&D System humán citokin panel A

MILLIPLEX MAP * Cytokines/Chemokines * Cell Signaling / EpiQuant * Neuroscience * Bone Metabolism * Specialty Panels * Isotyping * Cancer Biomarker * Endocrine * Gut Hormone * Cardiovascular Disease * Toxicity * Metabolic Millipore citokin és diagnosztikus panelek MILLIPLEX MAG * Cytokines/Chemokines Magnetic Bead * Endocrine Magnetic Bead * Metabolic Magnetic Bead * Canine Gut Hormone Magnetic Bead * Toxicity Magnetic Bead

Általános proteomikai munkafolyamat Minta előkészítés Fehérje szeparálás Fehérjék emésztése MS mérés Peptidek elválasztása Peptid tömegtérkép Peptid szekvencia Adatbázis keresés Azonosított fehérje

Kollaborációk DERMINOVA COST Farm Animal Proteomics FA Action FA1002 Állattenyésztéstudományi Intézet PET Centrum PSZL Orvosi Mikrobiológiai Intézet Szemklinika Biofizikai és Sejtbiológiai Intézet Biokémiai és Molekuláris Biológiai Intézet Kardiológiai Intézet

Köszönetnyilvánítás Dr. Szabó Judit Orvosi Mikrobiológiai Intézet Prof. Dr. Fésüs László Dr. Emri Miklós PET Centrum Prof. Dr. Tőzsér József Dr. Csutak Adrienn Szemklinika Kulcsár Andrea Dr. Goran Petrovski Szemklinika Lábiscsák Péter Dr. Czeglédi Levente Emri Zsófia Állattenyésztéstudományi Intézet Hevele Ildikó Köszönöm a figyelmet! Dr. Zahuczky Gábor Góczi Noémi