Настояще и бъдеще на протеомиката в нутригеномиката и нутригенетиката; Персонализирано хранене
Новата ера на хранителните изследвания превръща това емпирично знание в научно обоснована молекулярна наука, защото компонентите в храната взаимодействат с нашето тяло на ниво система, органи, клетки и молекули. Съвременните изследвания в областта на храненето и здравето се фокусират върху насърчаването на здравето, предотвратяването или отлагането на началото на заболяването и оптимизирането на работата през целия живот. Тези цели изискват холистичен подход (човек като цяло), тъй като хранителното подобрение на един аспект на здравето не трябва да бъде компрометирано от влошаването на друг.
Диетичните компоненти се появяват в сложни смеси и поради това не само концентрациите на отделни съединения, но и взаимодействието между тях оказват влияние върху бионаличността и биоефикасността на крайната съставка.
Протеините са ключовите играчи на почти всички биологични процеси в човешкото тяло. Протеомиката е централна платформа в нутригеномиката, която се стреми да разбере цялостно как се изразява нашият геном в отговор на диетата.
Nutrigenetics се фокусира върху нашата генетична предразположеност и податливост към диета и може да се използва за разслояване на групи от хора, включени в проучвания за хранителна интервенция, и за отделяне на отговорилите от неотговарящите сред тези хора.
Епигенетиката обхваща изследването на биохимични модификации, които не модифицират последователността на дезоксирибонуклеиновата киселина (ДНК) както в самата ДНК, така и в ДНК-свързващите протеини, и изглежда осигурява формат за импринтиране.) Метаболитен, който може да продължи за цял етап от живота, през целия живот или дори да бъдат наследени от едно поколение на друго. Протеомиката също играе роля тук, като е в състояние да идентифицира транслационни модификации (например ацетилиране) на протеините, които опаковат ДНК и следователно може да помогне за дешифрирането на така наречения хистонов код.
Протеомиката в храненето идентифицира и определя количествено биоактивните протеини и пептиди, като същевременно отговаря на въпроси за хранителната биоефикасност чрез изясняване на белтъчни и пептидни маркери. Протеомика доставя биоактивни вещества и биомаркери.
Ние използваме геномни платформи, като транскриптомика, протеомика и метаболомика, за да демонстрираме хранителна ефективност; използваме генетични техники, за да разкрием предразположение и податливост; и ние прилагаме епигенетика, за да разберем метаболитното програмиране и импринтиране.
Ограничаващото аналитично предизвикателство в протеомиката не е точността на масата (в момента на нива под ppm), нито разделителната способност на масата (в момента на ниво стотици хиляди) или абсолютната чувствителност (в момента на нива на атомоларен обхват [aM или 10 -18 моларни]) на масата спектрометри, но в динамичния диапазон на протеиновите концентрации (изчислено например на 10 12 в човешката кръв), което е довело до недостатъчно вземане на проби, излишък и невъзпроизводимост при идентификация и количествено определяне на протеини.
Текущите протеомични платформи, базирани на масова спектрометрия (MS), могат да изпълняват динамичен диапазон от 10 4. Това означава, че оставащият и недостъпен протеом с по-ниско изобилие трябва да се определя чрез изчерпване на най-разпространените протеини (напр. Системата за отстраняване на множествен афинитет, която специално премахва 7 до 14 по-високи протеини в плазмата) или чрез селективно обогатяване на протеини., чрез имобилизирана метална афинитетна хроматография или техники на титанов диоксид за фосфопротеини, лектини, както и техника за улавяне на клетъчната повърхност за гликопротеини).
Текущи средства за количествено определяне на протеини са гел или MS. Предпочитаният стандарт за 2DE-протеомика е количествено определяне на диференциална гел електрофореза (DIGE) с диференциално оцветяване на отделените протеини и анализ на изображението. Като алтернатива на DIGE и съвместими с онлайн течна хроматография (LC) -MS/MS, стабилни изотопи могат да бъдат въведени при въпросните условия.
Тези техники на етикетиране могат да се извършват върху протеини (напр. AniBAL [белязан от анилин и бензоена киселина]) или пептид (напр. ICAT [изотопно кодиран афинитетен маркер], iTRAQ [изобарни маркери за относително и абсолютно количествено определяне] или TMT [изобарни маркери] (тандемен етикет за маса]) и могат да бъдат въведени химически в проба (ICAT, iTRAQ, TMT или AniBAL) или метаболитно хранещи се клетки или дори малки животни (например мишки и плъхове) с изотопно маркирани аминокиселини, стабилни в клетъчната култура (SILAC). Количественото отчитане може да бъде получено на MS-ICAT, SILAC и AniBAL) или MS/MS (iTRAQ и TMT).