LES FINANCES LOCALES : Les connaître, les comprendre, les ...
Les - omiques
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Les -omiques
ENSPS 2 TIC-Santé2012-2013
Plan
• Introduction:– La définition des –omiques et leurs apparitions en
Biologie– L’analyse de l’information dans les données
• Les génomes : de la cartographie au séquençage,• Les ARN messagers : de l’hybridation au DNA chip,• La protéomique : Du gel bidimensionnel à la
spectrométrie de masse. L’interactome.• La métabolomique (l’analyse des métabolites)
PROTEIN, PROTEOME, PROTEOMIQUE
2- analyse informatique des spectres de masse
plan
1 - rappels de spectrométrie de masse
3- exemples
2- analyse informatique des spectres de masse
plan
1 - rappels de spectrométrie de masse
3- exemples
l’analyse protéomique
vise à comprendre l’organisation etle fonctionnement de la cellule
analyse à grande échelle
deux étapes
-1- séparation
-2- caractérisation/identification
electrophorèse 1D/2D
- microséquençage- spectrométrie de masse
Electrophorèse bidimensionnelle
séparationPI / MW
4.0 8.0pH
14.4
21.5
31.0
45.0
66.2
97.4
Mr(kDa)
Adapté de Joyard et al. (1998) Plant Physiol. 118, 715-723
un « spot » correspond à une ou plusieurs
protéines
Caractérisation MS : carte peptidique massique
1. Digestion trypsique
Arg ArgLys
Trypsine
coupure après lysine et arginine si l’acide aminé suivant n’est pas une proline
courtesy M. Ferro CEA Grenoble
Caractérisation MS : carte peptidique massique
1. Digestion trypsique
courtesy M. Ferro CEA Grenoble
fragments trypsiques
Caractérisation MS : carte peptidique massique
courtesy M. Ferro CEA Grenoble
m1
m2
m3
m4 MALDI-TOF
m1
m2
m3
m4masse
2. Analyse par spectrométrie de masse
Matrix Assisted Laser Desorption Ionization
Time Of Flight
cible
Irradiation (laser)
+désorption/ionisation
DétecteurTube de vol
MALDI-TOF
Laboratoire de Chimie des Protéines
CEA-Grenoble
1/2mv2 = zUv ~ (z/m)1/2
Spectre de masse
t ~ (m/z)1/2
m1
m2
m3
Uaccélération
Séquençage par MS/MS : fragmentation Q-TOF
Quadrupole(sélection d’un ion)
+
chambre de collision(hexapole)Electrospray
(ionisation)
++
+
TOF
U
ions fragments
analyse des ions fragments
Fragmentation des peptides
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 m/z
%
200.17
86.11
228.17
285.19
301.23372.29398.30
485.39
970.71
800.56687.46
913.65
GL
[M+H]+
LG LAP [SG]
HN CH C HN CH C HN CH C
S
O O O...
G LH2N CH C HN CH C HN CH C
G
O O O
L L
Fragmentation sur la liaison peptidique
interprétationmanuelle
2- analyse informatique des spectres de masse
plan
1 - rappels de spectrométrie de masse
3- exemples
identification de protéine : approche directe
protéinefragments trypsiques
spectres MS/MS
SwissProt
P1P2
spectres théoriques
P1P5P9
protéines candidates
identification de protéine : approche indirecte protéine
fragments trypsiques
spectres MS/MS
P1P5P9
protéines candidates
interprétation
GLL[SG]LAGP
SwissProt
P1P2
GLLG LAP [SG]
QuickTime™ et un décompresseur TIFF (non compressé) sont requis pour visionner cette image.
Un court fragment peptidique
Deux masses flanquantes de séquence inconnue
PEPTIDESEQUENCETAG
W M P
P M W ? ?
100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000
100
%
554.33
685.37
871.46
1000.49
438.2 Da129.1Da
étiquette peptidique (PST)
M. Mann
« Mapping » d’un PST sur une séquence protéique
...LSEAKISVTSTAESVTASLTDAEKTVNQTAR...675 916
SwissProt
Protéine 1
Protéine 2
Protéine 3
Protéine N…
Identification de protéines
Taggor + PepMap = PepLine
ESV
Taggor + PepMappro = PepLinepro
« Mapping » d’un PST sur une séquence protéique
...LSEAKISVTSTAESVTASLTDAEKTVNQTAR...675 916
SwissProt
Protéine 1
Protéine 2
Protéine 3
Protéine N…
Identification de protéines
ESV
Spectres MS/MS
1) interprétation partielle des
spectres
PSTs
SéquencesGénomiques
Chr 1
Chr 2
Chr 3
Chr M…
Gene
localisation des gènes
2) Localisation et clusteringdes PSTs
on passe aux gènes...
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+3
-1
PepMapGene
chromosome
+1+2traductions
-2-3
traductions
PST
PepMapGene
+3
-1chromosome
+1+2traductions
-2-3
traductions
PST
cluster
procaryote
PepMapGene
+3
-1chromosome
+1+2traductions
-2-3
traductions
PST
cluster
eucaryote
exons
TranslatedChromoso
me(6 frames)
Cluster
Chromosome EXON EXON EXONIntron Intron
Gene
2 – localisation des séquences codantes (PSTs clustering)
EXON EXON EXON
Complete match Partial match
1- localisation des PSTs sur une séquence génomique eucaryote
EXON EXON
No match !
PepMapGene
2- analyse informatique des spectres de masse
plan
1 - rappels de spectrométrie de masse
3- exemples
LCU0134 (nanoLC-MS/MS analysis)
Frame +1
Frame +2
Frame +3
Frame -2
Frame -1
Frame -3
Arabidopsis thaliana Chromosome 1 11300 PSTs
exemple : enveloppe chloroplastique d’A. thaliana
PepLine
MS/MS spc0300117
MS/MS spc0300222
Intronchloroplast innerenvelope protein
exemple : enveloppe chloroplastique d’A. thaliana
Malate permease
protéome membranaire bactérien
exemple 2 : proteome membranaire bactérien
Malate permease
protéome membranaire bactérien
exemple 2 : proteome membranaire bactérien
MS/MS