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High-Density Peptide MicroArrays and Parallel On-line Detection of Peptide-Ligand Interactions

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Microarray per rilevare le interazioni proteina-ligando

A seguito del Progetto genoma umano, il compito della comunità scientifica è delineare la funzione di tutte le proteine codificate dal DNA umano. L''approccio di PEPCHIPOMICS ha fatto grossi passi avanti progettando chip di microarray che consentono di acquisire dati proteici su una scala senza precedenti.

Tecnologie industriali

I peptidi sono componenti essenziali di tutti gli organismi viventi, poiché includono parti della struttura cellulare o forniscono funzioni vitali come le reazioni enzimatiche, i processi metabolici e la segnalazione cellulare. Di conseguenza, è estremamente importante analizzare la struttura proteica e comprendere il ruolo delle proteine nei processi biologici per svelare i meccanismi alla base di diverse malattie. Data la diversità delle proteine e dei loro componenti peptidici, è necessaria una tecnologia che consenta l''analisi simultanea di quasi tutte le proteine del proteoma umano. Alla base del progetto PEPCHIPOMICS ("High-density peptide microarrays and parallel on-line detection of peptide-ligand interactions"), finanziato dall''UE, vi è lo sviluppo di un approccio che consenta un''ampia analisi dei microarray di peptidi. Per farlo il consorzio ha sintetizzato un chip di microarray efficiente sotto il profilo dei costi e basato sulle proteine usando la fotochimica fotopilotata, che comporta l''aggiunta di aminoacidi nel chip di microarray. L''ottimizzazione ha consentito di creare un nuovo sintetizzatore ad alta risoluzione per microarray di peptidi che facilita la sintesi simultanea di diverse centinaia di migliaia di serie di peptidi e di due milioni di peptidi per array. I partner sono fiduciosi che questo numero di peptidi sia sufficiente a rappresentare l''intero proteoma umano. L''interazione tra sonde peptidiche immobilizzate nel chip e i loro target è stata misurata usando una nuova tecnologia senza marcatori. L''inclusione di una videocamera CCD (dispositivo ad accoppiamento di carica) ha consentito di ottenere dati in tempo reale da punti diversi. È stato inoltre sviluppato un sistema di estrazione dati adatto all''analisi di dati ad ampio spettro dei microarray di peptidi. Un''applicazione particolarmente interessante del chip di microarray di peptidi è la caratterizzazione dettagliata di epitopi di anticorpi. A questo scopo sul chip è stata utilizzata una raccolta completa di brevi sequenze peptidiche a 15 aminoacidi per mappare precisamente gli epitopi che si legano all''anticorpo. Altre applicazioni di questa tecnologia includono la mappatura delle specificità delle cellule T immunitarie determinando i peptidi che si legano ai recettori dell''antigene maggiore di istocompatibilità (MHC). È particolarmente importante per identificare epitopi potenzialmente allergenici o autoimmuni. Tutte le potenziali applicazioni del microarray di peptidi di PEPCHIPOMICS lo rendono uno strumento prezioso per studiare le funzioni proteiche in salute e malattia in modo efficiente e redditizio. Inoltre, le informazioni ottenute potrebbero spianare la strada allo sviluppo di medicinali a base peptidica.

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