B5785 - BIOANALYTICAL PROTEOMICS AND INTERACTOMICS

Conoscenze e abilità da conseguire

At the end of the course, the student has the basic knowledge about analytical methods and in silico tools for qualitative and quantitative proteomic analysis, in particular dealing with soft impact mass spectrometry technologies and proteins/peptides analysis in complex biological matrices. The student will also acquire fundamental skills about experimental and computational approaches used for interactomics. In addition, the student will be able to select the most suitable analytical technique to solve a given analytical problem dealing with proteomics and to critically evaluate the analytical result.

Contenuti

Introduzione allo studio del proteoma: proteomica strutturale e funzionale, strategie di analisi proteomica (top-down e bottom-up).

Tecniche di estrazione e purificazione del materiale biologico (omogeneizzazione di tessuti e cellule, solubilizzazione di proteine di membrana). Isolamento di proteine mediante tecniche di separazione ad alta risoluzione (elettroforesi bidimensionale, cromatografia di affinità, cromatografia liquida in fase inversa RP-HPLC), elettroforesi capillare, HPLC multidimensionale).

Tecniche di spettrometria di massa per l'analisi proteomica: tecniche di ionizzazione a basso impatto, sorgente MALDI, sorgente ESI, analizzatori quadrupolari, analizzatori a tempo di volo (TOF), analizzatori ibridi (Q-TOF), strumentazione (MALDI/TOF ed ESI/Q-TOF), analisi SELDI/TOF. Accoppiamento cromatografia liquida/spettrometria di massa. Tecniche di frammentazione ionica, spettrometria di massa tandem.

Identificazione di proteine: analisi di proteine intatte mediante ESI/MS e MALDI/MS, digestione da gel, analisi del digerito mediante spettrometria di massa MALDI, ricerca in banca dati.

Interactomica: studio delle interazioni proteina-proteina mediante approcci sperimentali (co-immunoprecipitazione, yeast two hybrid system, FRET, BRET, split reporter strategies) e in silico.

Applicazioni della proteomica: proteomica in analisi clinica, analisi mediante “peptide mass fingerprint”, studio di complessi proteici, ricerca ed identificazione di modifiche post traduzionali.

Clonaggio e mutagenesi in silico di proteine ricombinanti.

Testi/Bibliografia

Proteomics for Biological Discovery, Second Edition Timothy D. Veenstra, John R. Yates III Online ISBN:9781119081661. DOI:10.1002/9781119081661; 2019 John Wiley & Sons, Inc.

Proteomics in Systems Biology : Methods and Protocols (2016), Editor: Jörg Reinders. (Series: Methods in Molecular Biology) , Vol No.: 1394 ISBN: 978-1-4939-3339-6

Separation Techniques Applied to Omics Sciences. From Principles to Relevant Applications. DOI https://doi.org/10.1007/978-3-030-77252-9 . ISBN 978-3-030-77254-3; 2021

Protein Interactions: The Molecular Basis of Interactomics. Olga V. Kalinina (Editor), Volkhard Helms (Editor). Wiley ISBN: 978-3-527-83052-7; 2022

Articoli e pubblicazioni scientifiche saranno forniti durante il corso.

Metodi didattici

Il corso è organizzato in lezioni frontali ed esercitazioni al computer.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso esame orale finale, che tende ad accertare l'acquisizione delle conoscenze su argomenti inerenti i principali obiettivi didattici dell'insegnamento, quali:

- conoscenze metodologiche ed i principi di base relativi all'analisi proteomica (elettroforesi bidimensionale, tecniche cromatografiche multidimensionali, spettrometria di massa MALDI-TOF, utilizzo di banche dati on line e software)

-conoscenza di metodi sperimentali e in silico per studiare le interazioni proteina-proteina (interactomics)

- conoscenza dei metodi basati su sistemi di riconoscimento biologici (reazioni di ibridazione, biosensori, metodi immunologici)

La prova d'esame, della durata di circa 20 minuti, è svolta in forma orale e articolata su tre quesiti che verteranno su argomenti inerenti gli obiettivi del Corso. La prova prevede una valutazione in trentesimi definita sulla media dei voti riportati sui quesiti specifici.

Il raggiungimento da parte dello studente di una visione globale dei temi affrontati a lezione, insieme alla loro utilizzazione critica e la dimostrazione del possesso di una padronanza espressiva e di linguaggio specifico saranno valutati con voti di eccellenza.

Strumenti a supporto della didattica

Il materiale didattico utilizzato per le lezioni è disponibile in formato elettronico (file PowerPoint).

Verranno fornite le presentazioni in power point utilizzate durante le lezioni e materiale di approfondimento. Tale materiale viene messo a disposizione dello studente in formato elettronico tramite internet. Le presentazioni in power point utilizzate durante le lezioni saranno caricate nel sito Virtuale in anticipo rispetto alle lezioni corrispondenti. Si consiglia di consultare le presentazioni ppt prima della lezione in modo tale da poter seguire la lezione stessa in modo proattivo. Si suggerisce di scaricare (o stampare) le presentazioni e portarle a lezione in modo tale da poterle integrare con appunti.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Elisa Michelini