«Биомаркеры в психиатрии: поиск и перспективы» 12 -13 мая 2016 года Томск Использование протеомного подхода для поиска потенциальных биомаркеров биполярного расстройства и шизофрении Черноносов А. А. Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН
• Любая болезнь может быть инициирована внешними факторами, но её подлинная причина связана с неправильным функционированием белка. Протеомный подход характеризует пострансляционную модификацию белков, изменение их функций и регуляции синтеза в ответ на болезнь. 2
Предпосылки быстрого развития протеомики: Реализация программы Геномика – быстрое секвенирование ДНК, создание баз данных нуклеотидных последовательностей Развитие инструментальных методов масс-спектрометрия белков и пептидов, сопряжение с методами разделения Francis Aston. 1937. University of Cambridge
Схема протеомного анализа ● альбумин; ● иммуноглобулин G; ● иммуноглобулин А; ● антитрипсин; ● трансферрин; ● гаптоглобин; Поиск в базе данных (NCBI) измеренных масс пептидов или пептидных фрагментов (пептидный фингерпринт) 4
Пример разделения белков по массе и заряду 5
Пример MS и MS/MS спектра 6
Белки, идентифицированные методом MALDI-TOF MS/MS № № в базе пятна данных п/п NCBI 1 gi 157831596 2 Score Изменение (+/-)* (individual/significant) BD vs control Sch vs control 44. 3 48/45 -1. 48 ± 0. 05 -1. 32 ± 0. 01 5. 74 36. 7 17/10 -1. 44 ± 0. 05 -1. 31 ± 0. 02 Haptoglobin 6. 14 38. 2 35/29 +1. 18 ± 0. 03 +1. 22 ± 0. 01 gi 114318993 Transthyretin (dimer) 5. 16 20. 2 120/84 -1. 75 ± 0. 05 -1. 68 ± 0. 05 5 gi 119587681 Apolipoprotein A 1 5. 39 23. 45 72/60 +2. 54 ± 0. 07 +1. 08 ± 0. 02 6 gi 2914175 Chain A, Apolipoprotein A 1 5. 45 28. 9 134/86 +3. 42 ± 0. 04 +1. 24 ± 0. 75 7 gi 11957960 Apolipoprotein A 4 5. 28 28. 9 43/32 +1. 79 ± 0. 02 +1. 84 ± 0. 01 8 gi 18088326 Retinol BP 4 5. 76 23. 0 144/70 +2. 43 ± 0. 01 +1. 03 ± 0. 05 9 gi 223976 Haptoglobin hp 2α 6. 23 41. 7 39/20 +2. 35 ± 0. 05 -1. 38 ± 0. 05 10 gi 296653 Haptoglobin hp 2α 6. 23 41. 5 18/10 +2. 80 ± 0. 01 -1. 42 ± 0. 04 11 gi 296653 Haptoglobin hp 2α 6. 25 41. 5 39/15 +1. 46 ± 0. 01 -1. 56 ± 0. 05 12 gi 4507725 Transthyretin 5. 52 15. 9 75/52 -2. 34 ± 0. 01 -1. 06 ± 0. 05 13 gi 4507725 Transthyretin 5. 52 15. 9 65/60 -1. 75 ± 0. 04 -1. 45 ± 0. 02 14 gi 4557323 Apolipoprotein C 3 5. 23 10. 8 112/70 -3. 48 ± 0. 04 -1. 85 ± 0. 07 15 gi 4557323 Apolipoprotein C 3 5. 23 10. 8 115/68 -3. 17 ± 0. 01 -3. 28 ± 0. 02 16 gi 4557323 Apolipoprotein C 2 5. 42 11. 2 104/78 -1. 34 ± 0. 05 -1. 25 ± 0. 08 17 gi 40316910 Serum amyloid A 1 6. 28 13. 5 134/90 -3. 72 ± 0. 01 -2. 34 ± 0. 01 18 gi 19626079 Albumin fragment 6. 20 22. 4 56/40 -1. 80 ± 0. 4 -2. 06 ± 0. 04 Название белка p. I MW (k. Da) α 2 -antitrypsin 5. 37 gi 338305 SP 40 3 gi 3337390 4
Аполипопротеины А-класса 7 p. I 4 Mw (k. Da) Apo A 1 Apo A 4 Apo A 1 40 ● основной белок ЛПВП; ● синтезируется в печени и в кишечнике; ● активатор ЛХАТ; 30 5 6 7 Apo A 4 15 ● минорный компонент ЛПВП; ● синтезируется в кишечнике; ● способен активировать ЛХАТ; ● физиологическая роль Apo А 4 не ясна; 10 № пятна п/п № в базе данных NCBI Название белка 5 gi 119587681 Apolipoprotein A 1 6 gi 2914175 7 gi 11957960 Chain A, Apolipoprotein A 1 Apolipoprotein A 4 p. I MW (k. Da) Score (individual/significant) Изменение (+/-)* BD vs control Изменение (+/-)* Sch vs control 5. 39 23. 45 72/60 +2. 54 ± 0. 07 +1. 08 ± 0. 02 5. 45 28. 9 134/86 +3. 42 ± 0. 04 +1. 24 ± 0. 75 5. 28 28. 9 43/32 +1. 79 ± 0. 02 +1. 84 ± 0. 01 8
Аполипопротеины С-класса p. I 4 7 Mw (k. Da) Apo С 2 Apo С 3 40 Apo С 2 ● входит в состав ЛПНП; ● активирует липопротеинлипазу; ● участвует в липолизе; ● ингибируется Na. Cl; 30 Apo С 3 15 14 10 № № в базе пятна данных п/п NCBI 14 gi 4557323 15 16 ● входит в состав ЛПНП/ЛПВП; ● ингибирует ЛПЛ; ● активирует ЛХАТ; 15 16 Название белка Score Изменение (+/-)* (individual/significant) BD vs control Sch vs control 10. 8 112/70 -3. 48 ± 0. 04 -1. 85 ± 0. 07 5. 23 10. 8 115/68 -3. 17 ± 0. 01 -3. 28 ± 0. 02 5. 42 11. 2 104/78 -1. 34 ± 0. 05 -1. 25 ± 0. 08 p. I MW (k. Da) Apolipoprotein C 3 5. 23 gi 4557323 Apolipoprotein C 2 9
Сывороточный амилоид А 1 p. I 4 7 Mw (k. Da) Сывороточный амилоид A 1 40 30 15 ● амилоид (гр. amylon, крахмал + eidos, вид); ● белок «острой фазы» ; ● ассоциирован с Аро, вовлеченными в формирование ЛПВП; 17 10 № № в базе пятна данных п/п NCBI 17 gi 40316910 Название белка Serum amyloid A 1 p. I MW (k. Da) 6. 28 13. 5 Score Изменение (+/-)* (individual/significant) BD vs control Sch vs control 134/90 -3. 72 ± 0. 01 -2. 34 ± 0. 01 10
Транстиретин 7 p. I 4 Mw (k. Da) Транстиретин 40 30 ● переносит тироксин, трийодотиронин и ретинол; ● синтезируется в печени; ● активен в форме тетрамера; 15 12 13 10 № № в базе пятна данных п/п NCBI 12 gi 4507725 13 gi 4507725 Название белка Score Изменение (+/-)* (individual/significant) BD vs control Sch vs control 15. 9 75/52 -2. 34 ± 0. 01 -1. 06 ± 0. 05 15. 9 65/60 -1. 75 ± 0. 04 -1. 45 ± 0. 02 p. I MW (k. Da) Transthyretin 5. 52 11
Белки, идентифицированные методом MALDI-TOF MS/MS № № в базе пятна данных п/п NCBI 1 gi 157831596 2 Score Изменение (+/-)* (individual/significant) BD vs control Sch vs control 44. 3 48/45 -1. 48 ± 0. 05 -1. 32 ± 0. 01 5. 74 36. 7 17/10 -1. 44 ± 0. 05 -1. 31 ± 0. 02 Haptoglobin 6. 14 38. 2 35/29 +1. 18 ± 0. 03 +1. 22 ± 0. 01 gi 114318993 Transthyretin (dimer) 5. 16 20. 2 120/84 -1. 75 ± 0. 05 -1. 68 ± 0. 05 7 gi 119587681 Apolipoprotein A 1 5. 39 23. 45 72/60 +2. 54 ± 0. 07 +1. 08 ± 0. 02 6 gi 2914175 5. 45 28. 9 134/86 +3. 42 ± 0. 04 +1. 24 ± 0. 75 5 gi 11957960 Apolipoprotein A 4 5. 28 28. 9 43/32 +1. 79 ± 0. 02 +1. 84 ± 0. 01 8 gi 18088326 Retinol BP 4 5. 76 23. 0 144/70 +2. 43 ± 0. 01 +1. 03 ± 0. 05 9 gi 223976 Haptoglobin hp 2α 6. 23 41. 7 39/20 +2. 35 ± 0. 05 -1. 38 ± 0. 05 10 gi 296653 Haptoglobin hp 2α 6. 23 41. 5 18/10 +2. 80 ± 0. 01 -1. 42 ± 0. 04 11 gi 296653 Haptoglobin hp 2α 6. 25 41. 5 39/15 +1. 46 ± 0. 01 -1. 56 ± 0. 05 12 gi 4507725 Transthyretin 5. 52 15. 9 75/52 -2. 34 ± 0. 01 -1. 06 ± 0. 05 13 gi 4507725 Transthyretin 5. 52 15. 9 65/60 -1. 75 ± 0. 04 -1. 45 ± 0. 02 14 gi 4557323 Apolipoprotein C 3 5. 23 10. 8 112/70 -3. 48 ± 0. 04 -1. 85 ± 0. 07 15 gi 4557323 Apolipoprotein C 3 5. 23 10. 8 115/68 -3. 17 ± 0. 01 -3. 28 ± 0. 02 16 gi 4557323 Apolipoprotein C 2 5. 42 11. 2 104/78 -1. 34 ± 0. 05 -1. 25 ± 0. 08 17 gi 40316910 Serum amyloid A 1 6. 28 13. 5 134/90 -3. 72 ± 0. 01 -2. 34 ± 0. 01 18 gi 19626079 Albumin fragment 6. 20 22. 4 56/40 -1. 80 ± 0. 4 -2. 06 ± 0. 04 Название белка p. I MW (k. Da) α 2 -antitrypsin 5. 37 gi 338305 SP 40 3 gi 3337390 4 Chain A, Apolipoprotein A 1
Анализ сухих пятен крови Аминокислоты Ala Arg Asp Cit Glu Gly Met Orn Phe Tyr Val Xle Pro Жирные и органические кислоты C 0 C 2 C 3 C 4 C 5 DC C 6 C 8 C 10 C 12 C 18 C 5 OH C 5: 1 C 4 DC C 18: 1 C 14: 1 C 3 DC C 4 OH C 8: 1 C 10: 1 C 14: 2 C 14 OH C 16: 1 C 14 C 16 -OH C 16: 1 OH C 18: 2 OH C 18 OH 13
Коэффициент Фишера Val+Xle Phe+Tyr 14
Работа выполнена сотрудниками Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН Алексеева И. В. Тимофеева Н. А. Федорова О. С. Черноносов А. А. Научно-исследовательский институт психического здоровья г. Томск Иванова С. А. Симуткин Г. Г. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ 14 -15 -00480 «Поиск ключевых биомаркеров патогенеза социально значимых эндогенных психических расстройств» . Спасибо за внимание! 15
Скачать презентацию Биомаркеры в психиатрии поиск и перспективы 12
Использование протеомного подхода для поиска потенциальных биомаркеров биполярного расстройства и шизофрении.ppt