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Software usati in proteomica Biotecnologie 2011-2012 Pier Luigi Orvietani Università degli Studi di Perugia Corso di Laurea Interfacoltà in Biotecnologie.

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Presentazione sul tema: "Software usati in proteomica Biotecnologie 2011-2012 Pier Luigi Orvietani Università degli Studi di Perugia Corso di Laurea Interfacoltà in Biotecnologie."— Transcript della presentazione:

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2 Software usati in proteomica Biotecnologie Pier Luigi Orvietani Università degli Studi di Perugia Corso di Laurea Interfacoltà in Biotecnologie Fondamenti di Bioinformatica e di Biologia dei Sistemi Proteomica e Metabolomica

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4 Strumentazione per la cattura delle immagini VERSADOC

5 Tools del Versadoc tramite software

6 IdentificazioneComparazione

7 Il confronto e lanalisi dei 2D Gels vengono effettuati mediante luso di opportuni Hardware e Software Bioinformatica

8 PDQuest Workflow Spot cutting and mass spectrometry analysis Publish results Acquire the image Size and orient the image Spot identification Spot comparison and matching Data analysis

9 Digital Data and Signal Intensity PDQuest converte i segnali dal campone biologico in dati digitali Ogni oggetto visualizzato dal monitor è composto da tanti piccoli pixel. Ogni pixel ha una coordinata X eY a cui corrisponde una posizione orizzontale e verticale Vi è anche un valore Z che corrisponde allintensità del segnale del pixel

10 Loggetto per essere visibile e quantificabile deve avere lintensità del suo cluster di pixel maggiore di quella del background Lintensità totale di un oggetto è la somma dellintensità di tutti i pixel che formano lo stesso oggetto L'intensità media di un oggetto è l'intensità totale diviso per il numero di pixel dell'oggetto. Lunità dellintensità del segnale è espressa in Densità Ottica D.O. Caratterizzazione dellintensità del segnale

11 IMMAGINI CREATE DURANTE LO SPOT DETECTION 2-D ScanFiltered ImageGaussian Image PDQuest usa modelli Gaussiani per creare spot che possano essere precisamente identificati e quantizzati PDQuest crea spot Gaussiani rapportati tridimensionalmente per meglio evidenziare le differenze fra di loro

12 SPOT QUANTITY Spot Quantity è la totale intensità di un spot ben definito in un immagine del gel Spot Quantity viene calcolato mediante limmagine Gaussiana con la seguente formula Altezza dello spot * π *σ x * σ y Altezza dello Spot è il picco dello spot ed è misurato in OD/ unità di immagine (IU) 1 IU: 0,1 mm σ x σ y è la deviazione standard della distribuzione Gaussiana dello spot secondo gli assi X e Y. Anche queste sono misurate in IU Spot Quantity viene espresso in OD*IU 2

13 LIMMAGINE VIENE IMPORTATA E VISUALIZZATA

14 LImmagine viene regolata nelle sue caratteristiche di luminosità, contrasto, gamma etc.

15 Una volta elaborata viene tagliata e dimensionata

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18 via software vengono individuati gli spots, dai più deboli ai più intensi

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26 Il software confronta i vari gels, evidenziando gli spots (proteine) presenti o assenti nelluno o nellaltro.

27 Normalizzazione dei dati Formula di Normalizzazione Raw spot quantity * Scaling factor * pipette error compensation factor __________________________________________________ Normalization factor Raw spot quantity è lintensità dello spot Scaling factor è il valore con cui noi vogliamo esprimere lintensità normalizzata (PPM ;%)

28 Normalizzazione dei dati

29 Vari tipi di analisi possono essere effettuate

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33 Gli spot possono essere elaborati anche con analisi statistica

34 … mettere in relazione i dati derivanti da set di analisi per es. lanalisi quantitativa con lanalisi statistica

35 Ottenere alla fine un quadro riassuntivo degli spot di interesse

36 Gli spots vengono ricontrollati ed ottimizzati

37 Anche con laiuto dellimmagine 3D degli spot interessati

38 E possibile esaminare i gels relativi a diversi esperimenti …

39 … e confrontarne i risultati

40 Ogni proteina (spot) è caratterizzata da Mr - pI Ricerca nei Data Base

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43 Se non è possibile ritrovare gli spot in data base allora si prosegue con lanalisi degli spot dal gel

44 SPOT CUTTER

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46 ALCUNE DELLE APPLICAZIONI DELLA PROTEOMICA CAMPO FARMACEUTICO : STUDIO DEGLI EFFETTI DI NUOVI FARMACI E LORO TOSSICITA IDENTIFICANDO LE VARIE MODIFICAZIONI POLIPEPTIDICHE CAMPO AGRO-ALIMENTARE : STUDIO DI PROTEINE TOSSICHE O PROTETTIVE CHE SONO COINVOLTE IN MOLTI MECCANISMI DI RESISTENZA AD AGENTI PATOGENI E PARASSITARI SVILUPPATISI CON LINTRODUZIONE DI TECNOLOGIE TRANSGENICHE NELLA CLINICA MEDICA : ANALISI DI MAPPE PROTEOMICHE COME MEZZO DI DIAGNOSI RICERCA DI NUOVI TARGET TUMORALI : DALLO STUDIO DI PROTEINE DI MEMBRANA E LORO CARATTERIZZAZIONE SI POTRANNO SVILUPPARE FARMACI SEMPRE PIU MIRATI ALLA LORO CURA

47 NELLA CLINICA MEDICA : ANALISI DI MAPPE PROTEOMICHE COME MEZZO DI DIAGNOSI SIA PER I TUMORI CHE PER LE MALATTIE INFETTIVE

48 RICERCA DI NUOVI TARGET TUMORALI : DALLO STUDIO DI PROTEINE DI MEMBRANA E LORO CARATTERIZZAZIONE SI POTRANNO SVILUPPARE FARMACI SEMPRE PIU MIRATI ALLA LORO CURA

49 Caratterizzazione della Proteina Tumorale TD52 proteina anticorpo S1 S3 S _ 37 _ 50 _ 75 _ S1 S3 S2 M (kDa) 25 _ 37 _ 50 _ 75 _ mappa 2D

50 La 2-DE si può applicare anche con luso di isotopi radioattivi incubazione con S 35 del campione solubilizzazione separazione in 2DE seccaggio del gel esposizione su lastra


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