Лаборатория протеомики

Отдел пептидно-белковых технологий

Руководитель: Говорун Вадим Маркович, академик
govorun@hotmail.ru+7(495)336-07-77

протеом, пептидом, масс-спектрометрия

Лаборатория протеомики была организована в институте в 2006 году.

Термин «proteome» был предложен в 1995 году Марком Уилкинсом (Marc Wilkins) и соавторами[1] для описания полного набора белков, кодируемых геномом, чуть позже, в 1997 году, Питером Джеймсом был введён в оборот и термин «proteomics»[2]. Сегодня протеомику можно определить как совокупность технологий, направленных на крупномасштабное изучение структур, пост-трансляционных модификаций и взаимодействий белков в живых организмах. В основе этой области исследований лежат базы данных сиквенсов геномов, масс-спектрометрия, как основной инструментальный метод анализа белков и пептидов и биоинформатика, коррелирующая результаты масс-спектрометрического анализа со структурами белков, транслированными из геномных баз данных. Основной задачей протеомики является количественная оценка изменений уровня экспрессии белков в клетках, тканях или целом организме при воздействии на них различных внешних факторов.

В настоящее время в лаборатории развиваются два основных направления исследований:

  • Поиск в биологических жидкостях человека пептидно-белковых маркеров социально-значимых заболеваний
  • Структурная и функциональная протеомика мха Physcomitrella patens

Поиск в биологических жидкостях человека пептидно-белковых маркеров социально-значимых заболеваний

В качестве одного из наиболее многообещающих аспектов практического приложения результатов исследования протеома человека можно назвать выявление белков и пептидов, содержание которых в организме коррелирует с развитием в организме различных патофизиологических состояний. Поиск новых маркеров для ранней диагностики и идентификация потенциальных молекулярных мишеней для разработки лекарственных препаратов, направленных против социально-значимых заболеваний, являются наиболее очевидными целями подобных исследований. Используя метод сравнительного масс-спектрометрического профилирования образцов сыворотки крови практически здоровых доноров и пациентов с различными заболеваниями (рак яичников, колоректальный рак, доброкачественные гинекологические заболевания, синдром Гийена-Барре, менингиты различной этиологии) нами были построены классификационные модели, различающие масс-спектрометрические профили сывороток крови здоровых людей и пациентов с разнообразными заболеваниями. Специфичность и чувствительность некоторых из таких моделей приведена в Таблице 1.

Таблица 1 – Специфичность и чувствительность классификационных моделей, направленных на различение масс-спектрометрических профилей сывороток крови пациентов с различными заболеваниями и здоровых доноров
  Заболевание
 Специфичность   Чувствительность 
  Рак яичников 100% 100%
  Колоректальный рак 100% 100%
  Сифилис 92,0% 100%
  Аденомиоз 100% 93,8%

 

В настоящее время фокус биомаркерных исследований нашей лаборатории переместился на детальное изучение пептидомов производных крови и спинномозговой жидкости.

На сегодняшний день, используя разработанный нами метод выделения пептидов, в образцах сыворотки крови практически здоровых людей и пациентов с раком яичников и колоректальным раком нами идентифицировано около 6000 пептидов (Рис. 1).

Risunok1.jpg

Рисунок 1 – Количество идентифицированных пептидов в образцах сыворотки крови практически здоровых доноров и пациентов с раком яичников и колоректальным раком. Всего было идентифицировано 5840 уникальных пептидов, являющихся фрагментами 877 белков

Из другого объекта наших пептидомных исследований – спинномозговой жидкости, нами выделено и идентифицировано около 2500 пептидов. На Рис. 2 показано сравнение результатов наших исследований пептидома ликвора с результатами аналогичных работ, опубликованных в мировой литературе[3,4].

Risunok2.jpg

Рисунок 2 – Сравнение результатов работ, проводимых в лаборатории протеомики ИБХ РАН по идентификации пептидов спинномозговой жидкости, с основными результатами аналогичных работ, опубликованных в мировой литературе

Структурная и функциональная пептидомика и протеомика мха Physcomitrella patens

Мхи (Musci, Bryophytaea) являются одними из древнейших представителей флоры Земли. Этим растениям свойственен широкий диапазон биохимической и физиологической пластичности, благодаря которому они способны адаптироваться к экстремальным режимам температуры, влажности и света, а также образовывать ассоциации симбиотического характера с разнообразными организмами, прежде всего, с азотфиксирующими цианобактериями.

Среди представителей этого отдела высших растений, использовавшихся в научных исследованиях, наибольшее распространение в качестве модельного объекта получил вид Physcomitrella patens, выделяющийся среди других мхов целым рядом интересных особенностей. Так, например, Physcomitrella patens является однодомным растением, что позволяет проводить скрещивания in vitro. Кроме того, в отличие от других наземных растений, у этого мха обнаружен высокий уровень гомологичной рекомбинации в ядерном геноме, что даёт возможность проведения генного таргетинга (gene targeting – замещение последовательностей нуклеотидов в составе целевых генов организма путём гомологичной рекомбинации ДНК) с той же эффективностью, что и в дрожжах Saccharomyces cerevisiae.

В 2008 г. усилиями международного консорциума была определена и опубликована полная нуклеотидная последовательность ядерного генома Physcomitrella patens (около 480 млн. нуклеотидных пар оснований), что сделало возможным изучение протеома этого организма. В лаборатории к настоящему времени получены данные по протеому хлоропластов и пептидому различных жизненных форм Physcomitrella patens.

Протеомика хлоропластов Physcomitrella patens

Хлоропласты – органеллы симбиотического происхождения, в которых происходят такие процессы, как фотосинтез, фиксация углерода, биосинтез аминокислот, жирных кислот, крахмала, витаминов, фитогормонов и вторичных метаболитов. При определённых условиях они могут служить источником питательных веществ и играют активную роль в метаболических процессах. Хлоропласты содержат несколько тысяч белков, большинство из которых кодируется ядерным геномом, собственная ДНК хлоропластов кодирует лишь малую часть белков этой органеллы. Продукты ядерных генов синтезируются в цитозоле и, пройдя посттрансляционные модификации, транспортируются в хлоропласты.

Из протонемы Physcomitrella patens нами изолированы интактные хлоропласты и проведён их протеомный анализ. В результате этих исследований было идентифицировано 1445 белков. В силу плохой аннотированности генома Physcomitrella patens большинство идентифицированных белков (96,6%) попали в разряд так называемых предсказанных белков. Их аннотацию проводили путём поиска гомологий с белковыми последовательностями Arabidopsis thaliana с использованием on-line сервиса BLASTP. По субклеточной локализации (по данным Uniprot ) идентифицированные белки распределились следующим образом : хлоропласты - 41,89%, хлоропласты (двойная локализация) – 5,99%, пероксисомы – 1,31%, ядро – 4.49%, митохондрии – 12,46%, мембраны – 1,78%, аппарат Гольджи – 2,15%, глиоксисомы - 0,18%, эндоплазматический ретикулум - 3,75%, цитоплазма – 15,97%, клеточная мембрана – 5,53%, секреторные – 2,72%, вакуоль – 1,31%, неизвестная локализация 0,47%.

Дальнейшая работа по изучению протеома хлоропластов будет направлена на исследование пост-трансляционных модификаций хлоропластных белков, а также на их количественные изменения в ответ на стрессовые воздействия.

Изучение пептидома клеток мха Physcomitrella patens

Роль пептидов в регуляции процессов роста и развития, в защитных реакциях и сигнальных процессах высших растений в последние годы привлекает все большее внимание исследователей (Matsubayashi and Sakagami, 2006; Farrokhi et al., 2008; Murphy et al., 2012). Известные на сегодняшний день биоактивные пептиды растений регулируют такие ключевые процессы, как активность апикальных побеговых и корневых меристем, закладка элементов сосудистой системы при делении клеток камбия и формирование устьичного аппарата в процессе дифференциации клеток листового эпидермиса, симбиоз и пыльцевую самонесовместимость (Farrokhi et al., 2008)  (Katsir et al,. 2012). Чаще всего биоактивные пептиды образуются в результате специфического протеолиза белков-предшественников. Однако, в клетках и тканях растений могут содержаться пептидные пулы, образующиеся в результате процессов деградации клеточных белков, которые также могут обладать активностью [5]. Кроме того, в последнее время в ряде исследований показано наличие в клетках биоактивных пептидов, транслирующихся с коротких рамок считывания (sORF) [6]. Знания о растительных пептидах важны не только для системной биологии, но могут использоваться в различных прикладных областях, в сельском хозяйстве, в производстве диетических продуктов и фармацевтических препаратов. В настоящее время многие публикации по пептидомике растений представляют работы, нацеленные на поиск и идентификацию пептидов с определённой, например, антимикробной, биологической активностью.

 Целью нашей работы является изучение пептидома модельного объекта растительной биологии – мха Physcomitrella patens.

Мох Physcomitrella patens  - новый модельный объект биологии растений [7,8,9]. Секвенирование ядерного генома P. patens [10]значительно повысило эффективность системных подходов при изучении физиологических и биохимических процессов. В последние годы активно изучались протеом [11,12,13,14,15,16,17], транскриптом [18,19,20,21,22]и метаболом [23]клеток мха как в стандартных условиях роста, так и при различных стрессовых воздействиях. Однако работ в области пептидомики проводится мало. Это связано со сложностями, при обнаружении и анализе  новых эндогенных пептидов растений, это зачастую связано с рядом трудноразрешимых методических проблем. Они связаны с небольшим содержанием пептидов в клетках и тканях растений на фоне значительного количества балластных растительных соединений, например, фенолов, с которыми пептиды весьма трудно разделимы физико-химическими методами. Мы использовали гаметофоры, протонему и протопласты мха для выделения и анализа пула эндогенных пептидов, являющихся продуктом деградации функционально активных белков клетки.  А также для системного анализа процессов пептидогенеза в растительной клетке.

В результате проведения масс-спектрометрического анализа пептидных образцов, в гаметофорах мха идентифицировано около 4000 тысяч эндогенных пептидов, являющихся фрагментами 761 белка. Были идентифицированы фрагменты ряда хлоропластных белков, а также некоторых  хорошо известных стрессовых белков, например late embryogenesis abundant protein (LEA). Помимо LEA белков, выявлено большое количество уникальных эндогенных пептидов, фрагментов таких основных белков как RUBISCO,  пластоцианин, фактор элонгации 1 альфа  и ряд других. В клетках протонемы мха идентифицировано около 4000 уникальных пептидов, являющихся фрагментами 855 белков-прекурсоров. Белки-прекурсоры, представленные большим количеством пептидов, относились к основным белкам клетки, например большая субъединица RUBISCO, фактор элонгации 1-альфа и ряд других. При сравнительном анализе  пептидогенных белков  гаметофоров и протонемы мы идентифицировали 270 уникальных для протонемы белков-прекурсоров и около 3300 пептидов. Следует отметить большую схожесть гаметофоров и протонемы по белкам-прекурсором, чем по пулу пептидов (Рисунок 3).

Risunok3.jpg

Рисунок 3 – Сравнительный анализ содержания количества нативных пептидов в протонеме (Pn) и гаметофитафорах (Gp)

В качестве объекта для анализа влияния стрессовых условий на пептидом клетки были выбраны протопласты мха P. patens. Для выделения протопластов из протонемы был использован ферментный препарат драйзелаза (Driselase), получаемый из базидиомицетов. Для  контроля потенциальной протеолитической активности драйзелазы, в растворе для выделения протопластов проведено инкубирование БСА (Бычий сывороточный альбумин). Установлено, что драйзелаза не обладает самостоятельной протеолитической активностью, которая может приводить к артефактам при выделении. В пептидоме протопластов, было обнаружено 20 427 уникальных пептида, являющихся фрагментами 1572 белков. Количество уникальных пептидов в протопластах при этом возрастает в несколько раз по сравнению с протонемой и гаметофорами. При этом, около 19000 уникальных пептидов идентифицировались только в протопластах (Рисунок 4).

Risunok4.jpg

Рисунок 4 - Сравнительный анализ содержания количества эндогенных пептидов в протонеме (Pn) и протопластах (Pr)

Анализ транскрипции некоторых белков, выявленных в протопластах, указывает на то, что в сравнении с протонемой экспрессия соответствующих генов практически не меняется. Эти данные, по-видимому, указывают на то, что повышенная деградация этих белков не связана с увеличением их представленности в клетке. Кроме того, было идентифицировано 1179 пептидогенных белка, фрагменты которых обнаруживаются только в протопластах, среди них 263 белка были представлены 10 и более пептидами.

Laboratoriya.jpg

Лаборатория протеомики. В нижнем ряду (слева направо): асп. Аниканов Н.А., к.б.н., м.н.с. Середина А.В., д.б.н., профессор, зав. лаб. Говорун В.М., асп. Иванова О.М., к.х.н., с.н.с. Зиганшин Р.Х., асп. Хазигалеева Р.А., асп. Шендер В.О. В дальнем ряду: к.х.н., н.с. Ковальчук С.И., сотр. Азаркин И.В., сотр. Арапиди Г.П., к.б.н., н.с. Фесенко И.А.

Литература

1. Wilkins MR, Sanchez JC, Gooley AA, Appel RD, Humphery-Smith I, et al. (1996) Progress with proteome projects: why all proteins expressed by a genome should be identified and how to do it. Biotechnol Genet Eng Rev 13: 19-50.

2. James P (1997) Protein identification in the post-genome era: the rapid rise of proteomics. Q Rev Biophys 30: 279-331.

3. Holtta M, Zetterberg H, Mirgorodskaya E, Mattsson N, Blennow K, et al. (2012) Peptidome analysis of cerebrospinal fluid by LC-MALDI MS. PLoS One 7: e42555.

4. Zougman A, Pilch B, Podtelejnikov A, Kiehntopf M, Schnabel C, et al. (2008) Integrated analysis of the cerebrospinal fluid peptidome and proteome. J Proteome Res 7: 386-399.

5. Gara OG, Iatskin ON, Shvets VI, Karelin AA, Ivanov VT (2006) [Isolation and structure of peptides from oat (Avena sativa) seedlings]. Bioorg Khim 32: 211-220.

6. Slavoff SA, Mitchell AJ, Schwaid AG, Cabili MN, Ma J, et al. (2013) Peptidomic discovery of short open reading frame-encoded peptides in human cells. Nat Chem Biol 9: 59-64.

7. Kamisugi Y, Schlink K, Rensing SA, Schween G, von Stackelberg M, et al. (2006) The mechanism of gene targeting in Physcomitrella patens: homologous recombination, concatenation and multiple integration. Nucleic Acids Res 34: 6205-6214.

8. Strepp R, Scholz S, Kruse S, Speth V, Reski R (1998) Plant nuclear gene knockout reveals a role in plastid division for the homolog of the bacterial cell division protein FtsZ, an ancestral tubulin. Proc Natl Acad Sci U S A 95: 4368-4373.

9. Decker EL, Frank W, Sarnighausen E, Reski R (2006) Moss systems biology en route: phytohormones in Physcomitrella development. Plant Biol (Stuttg) 8: 397-405.

10. Rensing SA, Lang D, Zimmer AD, Terry A, Salamov A, et al. (2008) The Physcomitrella genome reveals evolutionary insights into the conquest of land by plants. Science 319: 64-69.

11. Sarnighausen E, Wurtz V, Heintz D, Van Dorsselaer A, Reski R (2004) Mapping of the Physcomitrella patens proteome. Phytochemistry 65: 1589-1607.

12. Cho SH, Hoang QT, Kim YY, Shin HY, Ok SH, et al. (2006) Proteome analysis of gametophores identified a metallothionein involved in various abiotic stress responses in Physcomitrella patens. Plant Cell Rep 25: 475-488.

13. Skripnikov AY, Polyakov NB, Tolcheva EV, Velikodvorskaya VV, Dolgov SV, et al. (2009) Proteome analysis of the moss Physcomitrella patens (Hedw.) B.S.G. Biochemistry (Mosc) 74: 480-490.

14. Wang X, Yang P, Gao Q, Liu X, Kuang T, et al. (2008) Proteomic analysis of the response to high-salinity stress in Physcomitrella patens. Planta 228: 167-177.

15. Wang X, Yang P, Zhang X, Xu Y, Kuang T, et al. (2009) Proteomic analysis of the cold stress response in the moss, Physcomitrella patens. Proteomics 9: 4529-4538.

16. Cui S, Hu J, Guo S, Wang J, Cheng Y, et al. (2012) Proteome analysis of Physcomitrella patens exposed to progressive dehydration and rehydration. J Exp Bot 63: 711-726.

17. Lang EG, Mueller SJ, Hoernstein SN, Porankiewicz-Asplund J, Vervliet-Scheebaum M, et al. (2011) Simultaneous isolation of pure and intact chloroplasts and mitochondria from moss as the basis for sub-cellular proteomics. Plant Cell Rep 30: 205-215.

18. Cuming AC, Cho SH, Kamisugi Y, Graham H, Quatrano RS (2007) Microarray analysis of transcriptional responses to abscisic acid and osmotic, salt, and drought stress in the moss, Physcomitrella patens. New Phytol 176: 275-287.

19. Richardt S, Timmerhaus G, Lang D, Qudeimat E, Correa LGG, et al. (2010) Microarray analysis of the moss Physcomitrella patens reveals evolutionarily conserved transcriptional regulation of salt stress and abscisic acid signalling. Plant Molecular Biology 72: 27-45.

20. Xiao L, Wang H, Wan P, Kuang T, He Y (2011) Genome-wide transcriptome analysis of gametophyte development in Physcomitrella patens. BMC Plant Biol 11: 177.

21. Xiao L, Zhang L, Yang G, Zhu H, He Y (2012) Transcriptome of protoplasts reprogrammed into stem cells in Physcomitrella patens. PLoS One 7: e35961.

22. Nishiyama T, Miyawaki K, Ohshima M, Thompson K, Nagashima A, et al. (2012) Digital gene expression profiling by 5'-end sequencing of cDNAs during reprogramming in the moss Physcomitrella patens. PLoS One 7: e36471.

23. Erxleben A, Gessler A, Vervliet-Scheebaum M, Reski R (2012) Metabolite profiling of the moss Physcomitrella patens reveals evolutionary conservation of osmoprotective substances. Plant Cell Rep 31: 427-436.

Ф.И.О.ДолжностьКонтакты
Говорун Вадим Маркович, академикрук. подр.govorun@hotmail.ru+7(495)336-07-77
Грачёв Сергей Александрович, к. х. н.с.н.с.+7(495)330-61-65
Зиганшин Рустам Хусманович, к. х. н.с.н.с.rustam.ziganshin@gmail.com+7(495)336-07-77
Кадыков Василий Андреевич, д. б. н.с.н.с.vakad@ibch.ru+7(495)336-19-88
Клинов Дмитрий Владимирович, к. ф.-м. н.с.н.с.klinov@ibch.ru+7(495)336-19-88
Арапиди Георгий Павловичн.с.arapidi@gmail.com+7(495)336-07-77, +7(926)471-14-20
Образцова Екатерина Ан.с.e.a.obraztsova@gmail.com
Фесенко Игорь Александрович, к. б. н.н.с.argus220@mail.ru
Князев Андрей Николаевич, к. б. н.н.с.agrofak@gmail.com
Ковальчук Сергей Игоревич, к. х. н.м.н.с.xerx222@gmail.com+7(495)000-00-00
Середина Анна Владимировна, к. б. н.м.н.с.
Иванова Ольга Максимовнаасп.ivolga-msu@mail.ru
Аниканов Николай Андреевичасп.koenzyme@mail.ru
Хазигалеева Регина Айдаровнаасп.ajregi_12@mail.ru+7(916)1717582
Шендер Виктория Олеговнаасп.shender_vika@mail.ru
Пушкова Елена Николаевнаасп.
Петрова Галина Фёдоровнатех.-лаб.+7(495)336-19-88
Дёмин Виктор Витальевич, к. х. н.инженерvvdem@ibch.ru+7(495)336-19-88
Логвина Наталия Александровна, к. х. н.инженерlogvina@genebee.msu.ru
Азаркин Игорь Викторовичинж.-иссл.garik.igor.azar@gmail.com+7(495)336-07-77

Ранее здесь работали:

Козьмин Юрий Петровичс.н.с.zibotic@mail.ru
Мочалов Константин Евгеньевич, к. ф.-м. н.н.с.mochalov@mail.ru
Бирюков Михаил Сергеевичинженер
Манохина Вероника Владимировнаинж.-иссл.
Мезин Алексей Васильевичинж.-иссл.

Избранные публикации

  1. Babenko V.V., Mikov A.N., Manuvera V.A., Anikanov N.A., Kovalchuk S.I., Andreev Y.A., Logashina Y.A., Kornilov D.A., Manolov A.I., Sanamyan N.P., Sanamyan K.E., Kostryukova E.S., Kozlov S.A., Grishin E.V., Govorun V.M., Lazarev V.N. (2017). Identification of unusual peptides with new Cys frameworks in the venom of the cold-water sea anemone Cnidopus japonicus. Sci Rep 7 (1), 14534 [+]

    Sea anemones (Actiniaria) are intensely popular objects of study in venomics. Order Actiniaria includes more than 1,000 species, thus presenting almost unlimited opportunities for the discovery of novel biologically active molecules. The venoms of cold-water sea anemones are studied far less than the venoms of tropical sea anemones. In this work, we analysed the molecular venom composition of the cold-water sea anemone Cnidopus japonicus. Two sets of NGS data from two species revealed molecules belonging to a variety of structural classes, including neurotoxins, toxin-like molecules, linear polypeptides (Cys-free), enzymes, and cytolytics. High-throughput proteomic analyses identified 27 compounds that were present in the venoms. Some of the toxin-like polypeptides exhibited novel Cys frameworks. To characterise their function in the venom, we heterologously expressed 3 polypeptides with unusual Cys frameworks (designated CjTL7, CjTL8, and AnmTx Cj 1c-1) in E. coli. Toxicity tests revealed that the CjTL8 polypeptide displays strong crustacean-specific toxicity, while AnmTx Cj 1c-1 is toxic to both crustaceans and insects. Thus, an improved NGS data analysis algorithm assisted in the identification of toxins with unusual Cys frameworks showing no homology according to BLAST. Our study shows the advantage of combining omics analysis with functional tests for active polypeptide discovery.

    ID:1908
  2. Shender V.O., Pavlyukov M.S., Ziganshin R.H., Arapidi G.P., Kovalchuk S.I., Anikanov N.A., Altukhov I.A., Alexeev D.G., Butenko I.O., Shavarda A.L., Khomyakova E., Evtushenko E., Ashrafyan L.A., Antonova I.B., Kuznetcov I.N., Gorbachev A.Y., Shakhparonov M.I., Govorun V.M. (2014). Proteome-metabolome profiling of ovarian cancer ascites reveals novel components involved in intercellular communication. Mol. Cell Proteomics , [+]

    Ovarian cancer ascites is a native medium for cancer cells that allows investigation of their secretome in natural environment. This medium is of interest as a promising source of potential biomarkers and also as a medium for cell-cell communication. The aim of this study was to elucidate specific features of malignant ascites metabolome and proteome. To omit components that belong to systemic response to the ascites formation we compared malignant ascites with cirrhosis one. Metabolome analysis revealed 41 components that differed significantly between malignant and cirrhosis ascites. Most of the identified cancer-specific metabolites are known to be important signaling molecules. Proteomic analysis identified 2096 and 1855 proteins in the ovarian cancer and cirrhosis ascites, respectively, 424 proteins were specific for the malignant ascites. Functional analysis of the proteome demonstrated that the major differences between cirrhosis and malignant ascites were observed for the cluster of spliceosomal proteins. Additionally, we demonstrated that several splicing RNAs were exclusively detected in malignant ascites, where they probably existed within protein complexes. This result was confirmed in vitro using an ovarian cancer cell line. Identification of spliceosomal proteins and RNAs in an extracellular medium is of particular interest, the finding suggests that they may play a role in the communication between cancer cells. Besides, malignant ascites contains a high number of exosomes that are known to play an important role for signal transduction. Thus our study reveals the specific features of malignant ascites that are associated with its function as a medium of intercellular communication.

    ID:1091
  3. Сорокина А.В., Радзинский В.Е., Зиганшин Р.Х., Арапиди Г.П., Говорун В.М. (2012). Поиск специфичных маркеров рака яичников в сыворотке крови женщин с использованием МАЛДИ масс-спектрометрии. Vrich  (1), 39–42 ID:961
  4. Сорокина А.В., Радзинский В.Е., Зиганшин Р.Х., Арапиди Г.П. (2011). Новый подход к диагностике аденомиоза с использованием протеомного профилирования сыворотки крови. Doctor Ru 68 (9), 5–8 ID:960
  5. Сорокина А.В., Радзинский В.Е., Зиганшин Р.Х., Арапиди Г.П. (2011). Поиск пептидных маркеров гинекологических заболеваний в сыворотке крови с использованием МАЛДИ масс-спектрометрии. Vestnik RUFN  (6), 122–130 ID:957
  6. Ziganshin R., Arapidi G., Azarkin I., Zaryadieva E., Alexeev D., Govorun V., Ivanov V. (2011). New method for peptide desorption from abundant blood proteins for plasma/serum peptidome analyses by mass spectrometry. J Proteomics 74 (5), 595–606 [+]

    This report describes a new method for desorption of low-molecular weight (LMW) peptides from abundant blood proteins for use in subsequent mass spectrometry analyses. Heating of diluted blood serum to 98°C for 15min resulted in dissociation of LMW peptides from the most abundant blood proteins. Application of blood plasma/serum fractionation using magnetic beads with a functionalized surface followed by heating of the resultant fractions significantly increases the number of LMW peptides detected by MALDI-TOF MS, enhances the general reproducibility of mass spectrometry profiles and considerably increases the number of identified blood serum peptides by LC-MS/MS using an Agilent 6520 Accurate-Mass Q-TOF.

    ID:922
  7. Sorokina , Radzinsky , Sokhova , Kosikova , Ziganshin , Arapidi , Govorun  (2011). Potential serum proteomic markers of benign uterine diseases. SPM Obstetrics and Gynecology  (3), 47–51 [+]

    Objective. To detect potential peptide markers in the female serum, which are suited for the diagnosis of benign uterine diseases, by applying the functionalized magnetic beads. Materials and methods. Proteomic profiling of sera from apparently healthy women (n=133; mean age 40 years) and female patients with the verified diagnoses of adenomyosis (n=63; mean age 40 years), uterine myoma (n=48; mean age 42 years), and endometrial hyperplastic processes (n=24; mean age 41 years) by means of MB-WCX magnetic beads with weak cation exchange surface enables the authors to build up classification models with the sensitivity and specificity being close to 100%, by employing a genetic algorithm and a controlled neuronic network. Results. Analysis of the statistical area variation diagrams incorporated into the classification models of mass spectrometric peaks between different groups of samples could reveal 3 peaks for adenomyosis and 3 for uterine myoma. No statistically significant peaks were found for uterine hyperplastic processes. Conclusion. Identification of the proteins specific for adenomyosis and uterine myoma makes it possible to develop innovation methods for the diagnosis, prediction, and treatment of these diseases and to give a better insight into the mechanism of their development, and to substantiate prospects for their treatment.

    ID:955
  8. Sorokina A.V., Radzinsky V.E., Sokhova Z.M., Kosikova T.A., Ziganshin R.K.h., Arapidi G.P., Govorun V.M. (2011). Potential serum proteomic markers of benign uterine diseases. SPM Obstetrics and Gynecology  (3), 47–51 [+]

    Objective. To detect potential peptide markers in the female serum, which are suited for the diagnosis of benign uterine diseases, by applying the functionalized magnetic beads. Materials and methods. Proteomic profiling of sera from apparently healthy women (n=133; mean age 40 years) and female patients with the verified diagnoses of adenomyosis (n=63; mean age 40 years), uterine myoma (n=48; mean age 42 years), and endometrial hyperplastic processes (n=24; mean age 41 years) by means of MB-WCX magnetic beads with weak cation exchange surface enables the authors to build up classification models with the sensitivity and specificity being close to 100%, by employing a genetic algorithm and a controlled neuronic network. Results. Analysis of the statistical area variation diagrams incorporated into the classification models of mass spectrometric peaks between different groups of samples could reveal 3 peaks for adenomyosis and 3 for uterine myoma. No statistically significant peaks were found for uterine hyperplastic processes. Conclusion. Identification of the proteins specific for adenomyosis and uterine myoma makes it possible to develop innovation methods for the diagnosis, prediction, and treatment of these diseases and to give a better insight into the mechanism of their development, and to substantiate prospects for their treatment.

    ID:956
  9. Sorokina A.V., Radzinsky V.E., Mustafina E.A., Barinov V.V., Bokina L.I., Arapidi G.P., Ziganshin R.K.h. (2011). Mass spectrometry is a new approach to diagnosing adenomyosis and cancer of the corpus uteri. TWRS  (2), 65–72 ID:954
  10. Ziganshin R.K.h., Arapidi G.P., Azarkin I.V., Balmasova I.P., Timchenko O.L., Fedkina Iu.A., Morozova E.A., Piradov M.A., Suponeva N.A., Iushchuk N.D., Govorun V.M. (2011). [Proteomic technologies for identification of serum potential biomarkers of autoimmune demyelinating polyneuropathies]. Bioorg. Khim. 37 (1), 36–44 [+]

    Time-of-flight MALDI mass spectrometry (MALDI-TOF-MS) profiling of blood serum of patients with Guillain-Barré syndrome (GBS, 36 samples), chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy (CIDP, 24 samples) and practically healthy donors (HD) (35 samples) was carried out in order to identify potential biomarkers of autoimmune demyelinating polyneuropathies (ADP). To simplify the peptide-protein mixture of serum prior to MALDI-TOF-MS analysis samples were pre-fractionated on magnetic microparticles with a weak cation-exchange (MB-WCX) surface. Comparative analysis of mass spectrometric data using the classification algorithms (genetic and neural network-controlled) revealed a characteristic set of peaks, agreed change area with a high specificity and sensitivity of the differentiated mass spectrometry profiles of the blood serum of patients with DPNP and healthy donors (for GBS values of these characteristics reached 100 and 100, and for CIDP 94.1 and 100% respectively). Comparative analysis of mass spectrometric profiles of serum samples obtained from patients with GBS and CIDP, allowed to build a classification model to differentiate these diseases from each other, with a specificity of 88.9 and a sensitivity of 80%.

    ID:923
  11. Sorokina A.V., Radzinsky V.E., Ziganshin R.K.h., Arapidi G.P. (2011). Algorithm of diagnosis of adenomyosis by non-invasive methods. Vestnik NMCC of Pirogov 6 (1), 124–128 [+]

    The using of non-invasive methods are offered to early diagnosis of adenomyosis. Comparative MALDI mass spectrometry profiling of blood serum samples from patients with verified adenomyosis (n=120) as well as from a control group of healthy women (n=30) has been carried out. Mass spectrometry profiles demonstrated sensitivity and specificity close to 100% for the detection of adenomyosis. On the second stage we discovered the production of cytokines (IL-6, IL-10) and growth factors (EGF, VEGF) by an enzyme-linked immunosorbent assay from women with adenomiosis. We observed that levels of IL-6, IL-10, EGF, VEGF are correlated with the severity of the disease and prognosis.

    ID:959
  12. Сорокина А., Радзинский В., Тотчиев Г., Зиганшин Р., Арапиди Г., Говорун В. (2010). Потенциальные протеомные маркеры аденомиоза в сыворотке крови. Vrach  (8), 76–78 ID:952
  13. Ziganshin R.K.h., Alekseev D.G., Arapidi G.P., Ivanov V.T., Moshkovskiĭ S.A., Govorun V.M. (2008). [Serum proteome profiling for ovarion cancer diagnosis using ClinProt magnetic bead technique and MALDI-TOF-mass-spectrometry]. Biomed Khim 54 (4), 408–19 [+]

    Using reverse-phase (MB-HIC 8 and HB-HIC 18) weak cation exchange (MB-WCX) and metal affinity ClinProt magnetoc beads peptides and protein factions were obtained from human sera for their profiling by MALDI-TOF mass spectrometry. Proteome profiling of sera from I-IV stage ovarian cancer patients (47 women, average age 51) and from healthy women (47 subjects, average age 49) using MB-WCX beads allowed calculation of the best diagnostic models based on the Genetic Algorithm and Supervised Neural Network classifiers; these model generated 100% sensitivity and specificity when the test set of subjects was analyzed. Introduction of additional sera from patients with colorectal cancer (19) and ulcerous colitis (5) to the statistical model confirmed 100% ovarian cancer recognition. Statistical mass-spectrometry analysis of mass-spectrometry peak areas included to the diagnostic classifiers showed 3 peaks distinctive for ovarian cancer and 4 peaks distinctive for ovarian and colorectal cancer.

    ID:921

Говорун Вадим Маркович

  • Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10 — На карте
  • ИБХ РАН, корп. БОН, комн. 524
  • Тел.: +7()
  • Эл. почта: govorun@hotmail.ru