E-Locus - Ιδρυματικό Καταθετήριο Πανεπιστημίου Κρήτης - Βιοπληροφορική ανάλυση πρωτεϊνωματικών δεδομένων και σημάτων στόχευσης στο βακτήριο E.coli.

Αρχική Βιοπληροφορική ανάλυση πρωτεϊνωματικών δεδομένων και σημάτων στόχευσης στο βακτήριο E.coli.

Αποτελέσματα - Λεπτομέρειες

[Προσθήκη στο καλάθι]

Κωδικός Πόρου

000397360

Τίτλος

Βιοπληροφορική ανάλυση πρωτεϊνωματικών δεδομένων και σημάτων στόχευσης στο βακτήριο E.coli.

Άλλος τίτλος

Bioinformatics analysis of proteomics data and targeting signals in E.coli

Συγγραφέας

Ορφανουδάκη, Γεωργία

Σύμβουλος διατριβής

Οικονόμου, Αναστάσιος

Μέλος κριτικής επιτροπής

Τσαμαδινός, Ιωάννης
Ποίράζη, Παναγιώτα

Περίληψη

Η ύπαρξη διακριτών περιοχών στο κύτταρο εξυπηρετεί την απομόνωση αλλά και την εξειδίκευση των διαφορετικών κυτταρικών λειτουργιών. Για το λόγο αυτό τα κύτταρα έχουν αναπτύξει διαφορετικούς μηχανισμούς έκκρισης και καθοδήγησης των πρωτεϊνών στα σημεία όπου πρόκειται να πραγματοποιήσουν τις λειτουργίες τους. Στα βακτήρια έχουν αναγνωριστεί τουλάχιστον 16 τέτοιοι μηχανισμοί εκ των οποίων ο μηχανισμός Sec είναι κοινός και αναγκαίος για την βιωσιμότητα του κυττάρου. Εκτιμάται ότι περίπου το ένα τρίτο των πρωτεϊνών μετά την σύνθεση τους στο κυτταρόπλασμα οδηγείται σε άλλα υποκυτταρικά διαμερίσματα ή στο εξωκυττάριο χώρο. Η γνώση της κατανομής των πρωτεϊνών μέσα στο κύτταρο αλλά και των αλληλεπιδράσεων μεταξύ τους αποτελεί το πρώτο βήμα για την κατανόηση του κυττάρου ως ολότητα. Συνιστά επίσης, απαραίτητη προεργασία για οποιαδήποτε πειραματική μελέτη ευρείας κλίμακας (π.χ. πρωτεομικές αναλύσεις) με μελλοντικό στόχο την in silico μοντελοποίηση και κατανόηση των κυττάρων αλλά και για την ανάπτυξη αξιόπιστων βιοπληροφορικών εργαλείων. Στην παρούσα διατριβή αρχικά θα περιγράψουμε την συνδυαστική ανάλυση που ακολουθήσαμε για την εμπεριστατωμένη ταξινόμηση του πρωτεϊνώματος του E.coli σε 13 υποκυτταρικά διαμερίσματα και η οποία βασίστηκε κυρίως σε επισταμένη βιβλιογραφική έρευνα (Κεφάλαιο 2). Στη συνέχεια θα περιγράψουμε πως με εφαλτήριο και ως βασικό εργαλείο την εκτεταμένη υποκυτταρική ταξινόμηση των πρωτεϊνών του E.coli οδηγηθήκαμε: στην ανάπτυξη νέων βιοπληροφορικών εργαλείων, στην ανάδειξη και τον χαρακτηρισμό άγνωστων μέχρι σήμερα σημάτων έκκρισης, στην βελτίωση πειραματικών μεθοδολογιών μέσω της διερεύνησης των φυσικοχημικών ιδιοτήτων των πρωτεϊνών αλλά και σε μια πρώτη χαρτογράφηση των πρωτεϊνικών αλληλεπιδράσεων και κυτταρικών λειτουργιών (Κεφάλαια 3-5). Στο Κεφάλαιο 3 χρησιμοποιώντας μεθόδους μηχανικής μάθησης αλλά και άλλες βιοπληροφορικές αναλύσεις θα μελετήσουμε τα χαρακτηριστικά των πρωτεϊνών που εκκρίνονται μέσω της Sec μεταθετάσης. Οι πρωτεΐνες αυτές είναι γνωστό ότι εμπεριέχουν σήματα στόχευσης στο αμινοτελικό τους άκρο (σηματοδοτικό πεπτίδιο). Βασιζόμενοι στην πρόσφατη πειραματική απόδειξη ότι και τα ώριμα τμήματα των εκκρινόμενων πρωτεϊνών εμπεριέχουν σήματα στόχευσης θα οδηγηθούμε στην ανάδειξη νέων πιθανών σημάτων έκκρισης και δομικών χαρακτηριστικών. Στο Κεφάλαιο 4 θα εστιάσουμε σε μία κατηγορία πρωτεϊνών με ιδιαίτερο βιολογικό ρόλο, τις περιφερικές πρωτεΐνες, ένα υποσύνολο που μέχρι πρόσφατα ήταν ελλιπώς χαρακτηρισμένο. Βασιζόμενοι σε καλά χαρακτηρισμένα πρωτεϊνικά σύμπλοκα και αλληλεπιδράσεις πρωτεϊνών (Intact, EcoCyc) θα προχωρήσουμε για πρώτη φορά στην χαρτογράφηση του δικτύου των κυτταρικών διεργασιών στις οποίες συμμετέχουν οι περιφερικές πρωτεΐνες. Τέλος στο Κεφάλαιο 5 θα πραγματοποιήσουμε μια πλήρη συγκριτική ανάλυση των ιδιοτήτων των πρωτεϊνών του κυτταρικού φακέλου. Η ανάλυση αυτή θα μας βοηθήσει να προσδιορίσουμε τους περιορισμούς που υπεισέρχονται στην στάδια της ανίχνευσης των πρωτεϊνών σε μεθόδους πρωτεομικής ανάλυσης αλλά και να μοντελοποιήσουμε το εύρος ανίχνευσης διαφορετικών πειραματικών προσεγγίσεων. Η συγκεκριμένη διατριβή καταλήγει σε ενδιαφέροντα συμπεράσματα για την κατανομή των πρωτεϊνών στο κύτταρο και παρουσιάζει μια νέα εικόνα του κυττάρου E.coli εμπλουτίζοντας την κατηγορία των περιφερικών πρωτεϊνών. Τέλος περιγράφει για πρώτη φορά δομικά χαρακτηριστικά των Sec εκκρινόμενων πρωτεϊνών που οδηγούν σε ενδιαφέροντα συμπεράσματα για τον μηχανισμό πρόσδεσης των πρωτεϊνών στην Sec μεταθετάση. Τα μοντέλα αυτά ανοίγουν το δρόμο για μια νέα σειρά πειραμάτων που αναμένεται να επιβεβαιώσουν τα αποτελέσματα της θεωρητικής ανάλυσης.

Φυσική περιγραφή

[228] σ. : πίν., εικ.(μερ. εγχρ.) ; 30 εκ.

Γλώσσα

Ελληνικά

Θέμα

Escherichia Coli

Sec secretion

Signal Peptidem peripheral inner membrane proteins

Subcellular location

Πεπτίδιο σήμα

Περιφερικές πρωτεΐνες

Σύστημα έκκρισης τύπου Sec