proteomica

proteomica

proteòmica s. f. – Lo studio della globalità delle proteine nella loro attualità funzionale, ovvero del proteoma. Il proteoma indica l’intero complesso dei prodotti dell’espressione di un genoma: ha un significato dinamico, a differenza del concetto statico di genoma, poiché in corrispondenza di stimoli, interni o esterni alla cellula, i prodotti dell’espressione del genoma possono variare notevolmente. Si può pertanto affermare che a un genoma corrisponde una molteplicità di proteomi il cui limite superiore, almeno per ora, non è definibile. La p. può essere quindi definita come lo studio dei proteomi nella loro complessità. Una proteina è il risultato di una fitta e coordinata rete di messaggi che partono dai geni e ai geni ritornano. Né lo studio dei singoli geni né quello delle singole proteine possono dare conto degli eventi dinamici che realizzano il ciclo vitale. Tali eventi possono essere descritti con maggiore precisione solo all’interno di un quadro globale dei destini dei prodotti dell’espressione genica.

Applicazioni. – La p. trova molteplici applicazioni nei campi più svariati, dall’ingegneria metabolica all’identificazione di marcatori diagnostici molecolari, allo sviluppo di nuovi farmaci. Il più semplice degli obiettivi della p., come complemento della genomica, è quello meramente descrittivo, e riguarda la localizzazione, la qualità e la quantità dei prodotti di espressione in alcune determinate condizioni di interesse per la fisiologia o la patologia della cellula. Questo tipo di applicazione, che prende genericamente il nome di , ha una rilevante importanza nell’identificazione di marcatori molecolari e di bersagli terapeutici in alcune patologie umane. Un altro obiettivo è rappresentato dalla p. delle interazioni, ovvero dall’analisi delle interazioni che le proteine stabiliscono con altre proteine, definendo una sorta di ‘sociologia’ delle proteine da cui dipendono fenomeni vitali fondamentali della cellula come la crescita, il differenziamento e la morte programmata. Grazie all’approccio proteomico si possono evidenziare le relazioni multiple che le proteine stabiliscono, identificare gli eventi globali legati alla trasduzione e alla cascata del segnale e quindi costruire una mappa delle interazioni tra proteine.

Metodologie. – La p. si basa essenzialmente su due differenti passaggi analitici consecutivi: la separazione delle proteine che costituiscono il proteoma e la loro successiva identificazione individuale. Il primo passaggio viene effettuato mediante l’elettroforesi bidimensionale (2DE). Nella 2DE si utilizza nella prima dimensione la separazione in funzione del punto isoelettrico (pl), quindi si sottopongono le proteine così frazionate all’ulteriore processo elettroforetico ortogonale che separa le proteine in funzione del peso molecolare (Mw). Le proteine vengono evidenziate come macchie a seguito del trattamento del gel con sistemi di colorazione e descrivono una complessa mappa elettroforetica in funzione delle due coordinate, Mw e pl. Per l’identificazione delle proteine ottenute si è imposta come strumentazione elettiva la spettrometria di massa. Questo metodo si basa sull’osservazione che proteine con una diversa sequenza aminoacidica, in seguito all’azione di una proteasi specifica, generano un insieme discreto di peptidi, definiti dalla loro massa, che è unico per quella proteina. Queste tecniche, insieme con sempre più potenti sistemi di scansione e di ricostruzione di immagini, hanno permesso di elaborare importanti banche dati proteomiche.