Studiet av proteiner är en viktig del av biologin och utförs både inom diagnostik och forskning, vid universitet såväl som i industrin. Diagnostisk analys av proteinexpression används för att upptäcka sjukdomar eller onormala fysiologiska tillstånd. Inom forskningen används den för produktion av biotekniskt framställda proteiner, antingen för fortsatta vetenskapliga studier eller för läkemedelsutveckling.
Proteinexpression innebär i sin enkelhet produktionen av ett protein utifrån en definierad aminosyrasekvens, vilken i sin tur bestäms av en specifik gensekvens. Genom att förstå dessa sekvenser kan forskaren modifiera ett protein på olika sätt – till exempel genom att koppla en fluorescerande markör till proteinet så att det blir detekterbart, eller genom att ta bort delar av proteinet som kan störa dess produktion eller bearbetning i cellen.
Proteinexpression analyseras med högt utvecklade och specialiserade tekniker, såsom ELISA, immunoanalyser, masspektrometri och bildbaserade metoder. I de flesta fall detekteras proteinet indirekt – exempelvis genom att en antikropp binds till proteinet, varefter ett sekundärt detektionssystem gör komplexet synligt.
En grundläggande teknik för proteindetektion är Western blotting. Där körs ett protein genom en agarosgel och överförs därefter till ett membran. Membranet "sonderas" genom att en antikropp får binda till proteinet, och antikroppen reageras sedan med en kemisk lösning, exempelvis silverfärgning, vilket skapar en bild av proteinets position på membranet. Detta ger information om proteinets storlek samt huruvida det förekommer som enkla eller multipla enheter.
En annan vanlig metod är fluorescerande detektering. När en antikropp märkt med en fluorescerande partikel binder till proteinet kan det visualiseras med hjälp av mikroskopi.
Att studera uttrycket av ett protein ger forskaren information om var det produceras (dess expressionsmönster och lokalisering) samt i vilka mängder (dess nivåer i vävnad eller cell). Denna information används inom diagnostisk patologi, till exempel vid påvisning av protein i urin för att avgöra om en patient har njursjukdomar som tubulär njursjukdom eller diabetisk nefropati.
Inom genetiska laboratorier genererar genkloningsexperiment ofta rekombinanta (genetiskt modifierade) proteiner. Analysen av dessa syntetiska molekyler är avgörande för att verifiera gensekvenser eller kontrollera mutationer – oavsett om de är önskvärda eller inte. Vacciner är till exempel proteiner som produceras av artificiellt modifierade gener. Dessa proteiner måste analyseras noggrant för att säkerställa att generna modifierats på korrekt och avsett sätt, vilket minskar risken för oönskade biverkningar eller toxiska effekter.
Western blotting är en rutinmässig laboratoriemetod som forskare använder för att utvärdera genkloning och produktion av rekombinanta proteiner. Inom molekylärbiologi och genetik kombinerar man till exempel gener från olika arter (såsom mus och människa) och för in dem i en bakteriecell som kan exprimera proteinet. För att säkerställa att rätt protein bildas måste dess expression analyseras med Western blotting.
Metoden används även inom medicinsk patologi för att diagnosticera sjukdomar som galna ko-sjukan (BSE) och HIV.
Flödescytometri kräver att cellerna färgas med en fluorescerande antikropp som binder till ett protein som uttrycks på cellens yta eller inuti cellen. Metoden används inom läkemedelsforskning för att identifiera molekyler (cytokiner) som är unika för en specifik grupp av celler och som deltar i cellsignalering och kommunikation mellan celler.
Detta är viktigt eftersom det gör det möjligt att under läkemedelsutveckling och kliniska prövningar övervaka hur läkemedel påverkar normal cellfysiologi och cellulär funktion.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online