Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
La protéomique est une science récente qui étudie les protéines, elle donne ainsi accès à l’expression génique d’une cellule, d’un tissu ou d’un organe, grâce à l'étude des protéines et de leurs modifications post-traductionnelles. Une analyse protéomique débute par l’extraction des protéines à partir de la matrice biologique, les conditions de cette préparation de l’échantillon, notamment le choix des agents de solubilisation, sont déterminantes. Les protéines sont ensuite séparées et purifiées par électrophorèse bidimensionnelle, puis leur analyse réalisée par spectrométrie de masse. Ces étapes sont généralement suivies de l’identification des protéines et de leur quantification par méthode différentielle ou absolue.
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Alexia ORTIZ : Miniaturisation pour l'analyse, la synthèse et la protéomique (MSAP), USR CNRS 3290, Université de Lille 1 Sciences et technologies, Villeneuve d'Ascq
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Caroline TOKARSKI : Miniaturisation pour l'analyse, la synthèse et la protéomique (MSAP), USR CNRS 3290, Université de Lille 1 Sciences et Technologies, Villeneuve d'Ascq
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Christian ROLANDO : Miniaturisation pour l'analyse, la synthèse et la protéomique (MSAP), USR CNRS 3290, Université de Lille 1 Sciences et technologies, Villeneuve d'Ascq
INTRODUCTION
La protéomique est une science récente qui étudie les protéines. Le terme « protéome », proposé en 1995 , désigne l'ensemble des protéines exprimées par le génome d'une cellule, d'un tissu ou encore d'un organe à un moment précis de son développement.
Même si le séquençage du génome humain est aujourd'hui achevé, l'étude du génome comporte des limites. Sa connaissance ne permet pas d'appréhender la complexité du fonctionnement cellulaire. Un même génome conduit à l'expression de plusieurs protéomes en fonction des étapes du cycle cellulaire, de l'état physiopathologique de la cellule. Enfin, les protéines peuvent subir de nombreuses modifications indépendamment de la seule expression du gène codant. L'analyse protéomique permet donc une description dynamique de la régulation de l'expression génique, grâce à l'étude des protéines et de leurs modifications post-traductionnelles.
L'analyse protéomique trouve deux champs d'applications : d'une part, l'identification des protéines pour un organisme donné (localisation intracellulaire, interactions protéine-protéine) et, d'autre part, la connaissance des niveaux d'expression des protéines et des effets d'agents extérieurs (pathologies, traitements médicamenteux, facteurs environnementaux, etc.).
L'analyse protéomique repose principalement sur une méthodologie couplant l'électrophorèse bidimensionnelle (2D-PAGE), technique possédant un pouvoir résolutif très élevé, et la spectrométrie de masse. Une analyse protéomique classique peut ainsi se résumer par :
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extraction des protéines à partir d'un matériel biologique donné ;
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séparation des protéines par électrophorèse ;
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analyse de ces protéines par spectrométrie de masse.
Outre ces trois étapes, nous compléterons cette présentation par une description du traitement des données (interrogation de banques de données pour l'identification des protéines et/ou de leurs modifications), une introduction aux approches protéomiques basées sur des techniques alternatives, et pour finier sur les différentes approches d'une étude protéomique ainsi que les différentes techniques de quantification des protéines.
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Présentation
Analyse et identification des protéines
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2. Purification des protéines
Développées respectivement dans les milieux des années 1960 et 1970 , les électrophorèses mono- et bidimensionnelles (1DE et 2DE) sont les techniques les plus couramment utilisées pour purifier ou séparer les protéines. L'électrophorèse s'effectue généralement sur gel d'acrylamide, sur lequel les protéines migrent suivant leur masse et/ou leur point isoélectrique.
2.1 Électrophorèse sur gel
Le support de séparation appelé matrice est principalement composé d'acrylamide sous forme polymérisée. La polymérisation du gel (figure 1) s'effectue en présence d'acrylamide, de N,N ′-méthylène bis-acrylamide et d'initiateurs de polymérisation : persulfate d'ammonium (APS) et N,N,N ′,N ′-tétraméthylènediamine (TEMED).
Plusieurs facteurs influent sur la qualité de polymérisation (homogénéité, taux de réticulation).
• La vitesse de polymérisation varie avec la concentration d'initiateurs ; cependant, une polymérisation trop rapide (< 10 min) ou trop lente (> 60 min) conduit à une polymérisation non homogène . Le taux de réticulation est contrôlé en ajustant la concentration des initiateurs,...
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Purification des protéines
BIBLIOGRAPHIE
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