Využití metod hmotnostní spektrometrie při studiu buněčné signalizace savčích buněk

Mgr. Miroslav Hutňan

Bachelor's thesis

Mass spectrometry in the analysis of cellular signaling in mammalian cells

Abstract:

Signalling pathways are characterized by certain specifics as low concentrations of key protein components, high dynamics of investigated parts of proteome and finally complex background of cell lysates making identification and quantification of targeted signalling proteins more complicated. Originally used mainly for the study of small molecules, mass spectrometry has in past few years extended its scope also to macromolecules, especially proteins. As a well estabilished proteomic method capable of both qualitative and quantitative analysis, it is a proper choice for studying complex protein samples. With the development of methods and instrumentation, sensitivity, accuracy and resolution have reached a sufficient level that allows answering main questions concerning signalling pathways like concentrations of key components, their interactions and post-translational modifications. This thesis describes the basic pre-analytic proteomic sample preparation methods, types of analyzers used in the study of cellular signalling and their modes, focusing on a SRM (Selected Reaction Monitoring) method, with an insight into emerging trends in the analysis of signalling pathways in mammalian cells.

Abstract:

Signální dráhy se vyznačují určitými specifikami, jako jsou nízké koncentrace klíčových proteínových komponent, vysoká dynamika sledovaných částí proteomu a v neposlední řadě komplexné pozadí buněčných lyzátů stěžující identifikaci a kvantifikaci cílených signálních proteínů. Původně užívaná hlavně při studiu malých molekul, hmotnostní spektrometrie v posledních letech rozšířila svou působnost i na makromolekuly, zejména pak proteiny. Jako zaužívaný proteomický přístup je schopna analýz kvalitativních i kvantitativních, což z ní dělá vhodnou volbu při studiu komplexních směsí proteinů. Rozvojem metodik a instrumentace se citlivost, přesnost a rozlišení dostali na úroveň, která umožňuje odpovídat na základní otázky týkajíci se signálních drah, jakými jsou například koncentrace klíčových komponent, jejich interakce nebo post-translační modifikace. Práce se věnuje základním proteomickým metodám přípravy vzorky před analýzou, typem analyzátorů používaných při studiu buněčné signalizace a jejich módech, metodám cílené kvantitativní proteomiky se zaměřením na metodu SRM (Selected Reaction Monitoring), s nahlédnutím na nastupujíci trendy v analýze komplexních směsí při studiu signalizace u savčích buněk.

Keywords

hmotnostní spektrometrie, SRM, PRM, metódy značení, label-free, kvantifikace, buněčná signalizace, Orbitrap, trojitý kvadrupól, Q-TOF, Q-Orbitrap, Mass Spectrometry, Labeling Methods, Quantification, Cell Signalling, Triple Quadrupole

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 11. 6. 2014
• Supervisor: doc. Mgr. Vítězslav Bryja, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Experimental Biology / Molecular Biology and Genetics