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Basic Scheme of Biological Phenomena Signals

Basic Scheme of Biological Phenomena Signals. Proteome 분석기술의 필요성 생체 내 기능은 단백질이 한다 ( 약 30,000 종류 ). 단백질 발현 정도는 mRNA 양과

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Basic Scheme of Biological Phenomena

Signals

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Proteome 분석기술의 필요성 • 생체 내 기능은 단백질이 한다 ( 약 30,000 종류 ).• 단백질 발현 정도는 mRNA 양과 다르다 . • 단백질은 다양한 modification 이 많다 .

• 이를 분석할 수 있는 high throughput proteome 분석 기술이 필요하다 .

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Application of Proteome Analysis

Protein modification

Differential protein expression

Protein-protein interaction

Discovery of target proteins

Development of drug marker

Screening of chemical library

Development of therapeutic and diagnostic drugs

Basic life science Growth, proliferation, aging, death Diseases암 , 면역 / 뇌 / 심혈관질환등Adaptation to environment

Proteome analysis

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Sample preparation• Prefractionation

Proteome separation

Spot analysis• peptide fingerprinting • peptide sequencing

Identification of proteins

Functional studies of identified

proteins

MALDI-TOF-MS

Differentially Expressed proteins

Changes in protein-protein interaction

Protein modification

Database

Protein Overexpression, Cell line,mutant construction, antibody production

Development of new drug target

Comparison with Genebank(Bioinformatics)

Spot excisionin gel

digestion

2D - PAGE IEF

SDS

Mass (m/z)

0

2000

4000

6000

8000

10000

Co

un

ts

1000 1500 2000 2500 3000

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Proteome Separation : 2-D PAGE(2-Dimensional polyacrylamide gel electrophoresis)

• Organ, Tissue, Cells• Sample Preparation• 2-D gel

Electrophoresis– IEF & Mol. wt

• Stain and/or Blot• Image Analysis

IEF

SD

S-

PA

GE

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2D gel electrophoresis

1. Samples prep – denatured and solubilized using urea, a non-ionic detergent, IPG Buffer, and a reducing agent

2. Apply rehydration solution

3. Lay IPG strip

from www.apbiotech.com

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Ettan DALT II System

8. After a precast gel is loaded, the IPG strip is added, sealed into position, and the cassette is placed into the Ettan DALT II Separation Unit

IEF

SD

S-

PA

GE

9. Spot detection & analysis

from www.apbiotech.com

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Peptides from Proteins

MEMEKEFEQIDKSGSWAAIYQDIRHEASDFPCRVAKLPKNKNRNRYRDVS

PFDHSRIKLHQEDNDYINASLIKMEEAQRSYILTQGPLPNTCGHFWEMVW

EQKSRGVVMLNRVMEKGSLKCAQYWPQKEEKEMIFEDTNLKLTLISEDIK

SYYTVRQLELENLTTQETREILHFHYTTWPDFGVPESPASFLNFLFKVRE

SGSLSPEHGPVVVHCSAGIGRSGTFCLADTCLLLMDKRKDPSSVDIKKVL

LEMRKFRMGLIQTADQLRFSYLAVIEGAKFIMGDSSVQDQWKELSHEDLE

PPPEHIPPPPRPPKRILEPHNGKCREFFPNHQWVKEETQEDKDCPIKEEK

GSPLNAAPYGIESMSQDTEVRSRVVGGSLRGAQAASPAKGEPSLPEKDED

HALSYWKPFLVNMCVATVLTAGAYLCYRFLFNSNT

intact protein

enzyme

peptide fragments

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Pumping

Laser

Sample plate

Extractiongrids

Pumping

Lineardetector

Timed ionselector

Reflectordetector

Reflector

Disorbedions

Matrix Sample

UV laser337 nm

MALDI-TOF MSMatrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time Of Flight MS

Camera

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MALDI-TOF MS

STR (PerSepive)MALDI TOF MSdelayed extractionReflectorHigh current detector STR (PerSepive)

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Automatic Data Acquisition of Gel Spot

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Database Search Results

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Conclusions

Proteomics using 2-D gel electrophoresis and MALDI-TOF MS are valuable analytical tool for identification of

Differentially expressed proteins Protein modifications

Protein-protein interactionPeptide sequencing