Phân nhóm vi rút Corona Proteomic Approaches to Study SARS CoV 2 Biology and COVID 19 Pathology GVHD PGS TS Trương Quốc Phong Nhóm 1 Ngô Văn Thịnh Lê Thị Thùy Dung Nguyễn Vi Ánh Cao Văn Hoan Nguyễn Cả.
THUYẾT TRÌNH KẾT THÚC HỌC PHẦN: PROTEOMIC Đề tài: Proteomic Approaches to Study SARS-CoV-2 Biology and COVID-19 Pathology GVHD: PGS TS Trương Quốc Phong Nhóm 1: Ngơ Văn Thịnh Lê Thị Thùy Dung Nguyễn Vi Ánh 8/13/22 Cao Văn Hoan Nguyễn Cảnh Hồ 8/13/22 I TỔNG QUAN II CẤU TRÚC ĐỘNG HỌC CỦA PROTEIN VIRUT VÀ THÔNG TIN VỀ KHẢ NĂNG GÂY BỆNH CỦA VIRION III PROTEOMIC XÁC ĐỊNH CƠ CHẾ XÂM NHẬP TẾ BÀO IV THAY ĐỔI ĐƯỜNG TRUYỀN TÍN HIỆU TRONG TẾ BÀO KHI BỊ LÂY NHIỄM SARS-COV-2 V CHIẾN LƯỢC THEO DÕI VÀ ĐIỀU TRỊ COVID-19 TỔNG QUAN Phân nhóm vi rút Corona • Bảy coronavirus biết đến lây nhiễm sang người: - HCoV-299E,HCoVNL63,HCoV-OC 43 HCoV-HKU1 thường xuyên lây nhiễm sang người gây triệu chứng cảm lạnh thường khỏi tiến triển thành viêm phế quản viêm phổi - MERS-CoV, SARS-CoV-1 SARS-CoV-2 có nhiều khả gây bệnh hô hấp nghiêm trọng Vacxin thuốc để điều trị COVID-19 sử dụng Cấu trúc gen vi rút SAR CoV-2 • Bộ gen SARS-CoV2 RNA cảm nhận dương dài khoảng 30kb • 14 khung đọc mở(ORFs) mã hố 16 protein không cấu trúc(Nsp1-16); protein cấu trúc S,E,M,N protein phụ (Orf3a, Orf3b, Orf6, Orf7a, Orf7b, Orf8; Orf9b,Orf9c Orf10) Các câu hỏi mở để làm rõ cấu trúc tương tác virut - vật chủ • A: Vịng đời virus SARS-CoV-2 • B: Các câu hỏi mở để hiểu thêm sinh học SARS-CoV-2 kỹ thuật proteomic sử dụng để giải câu hỏi Cách tiếp cận nghiên cứu proteomic SARS-CoV-2 Cấu trúc động học protein virut thông tin khả gây bệnh virion Quy định hình dạng, cấu trúc virion Vai trò protein virut Đảm bảo cho hoạt động nhân lên virut Hiểu chức phân tử Nghiên cứu cấu trúc động học protein SARSCoV-2 Tạo điều kiện thuận lợi để áp dụng liệu pháp phân tử nhỏ phá vỡ virion, ngăn chặn xâm nhập, nhân lên virut X-ray crystallography • Yêu cầu phức chất hoàn nguyên thường biểu tinh từ vi khuẩn hệ thống biểu khác NMR • Cryo-electron microscopy Có thể u cầu chất đệm điều kiện phi tự nhiên để đạt xác định cấu trúc Cấu trúc động học protein virut thông tin khả gây bệnh virion • Cross-linking mass spectrometry (XL-MS), • Hydrogen/deuterium exchange mass spectrometry (H/DX-MS) • Intact protein mass spectrometry Có thể làm sáng tỏ đặc điểm cấu trúc protein phức hợp protein điều kiện sinh lý chí bên tế bào sống có liên quan mặt sinh học virion nguyên vẹn • XL-MS • Bao gồm khả Khắc phục số hạn chế sinh học cấu trúc Thăm dò mạng lưới giao diện tương tác protein-protein (PPI) • Nắm bắt thơng tin cấu trúc từ PPI động, PPI tức thời dạng ràng buộc PPI • Khơng chứa tạp chất mẫu mà cịn khơng đồng cấu trúc, tính linh hoạt thành phần tiểu đơn vị • Được áp dụng cho ứng dụng tế bào sống in vivo Tần số thấp peptit liên kết chéo hỗn hợp phức tạp gồm chủ yếu peptit chưa biến đổi Tìm kiếm xác định peptit liên kết chéo phức tạp hai thách thức chính: Sự phức tạp phổ peptit liên kết chéo có hai liên kết cộng hóa trị phân phối chuỗi peptide Thay đổi đường truyền tín hiệu tế bào bị lây nhiễm SARS-COV-2 Mục đích Tái vật chủ Tránh phản ứng miễn dịch vật chủ Đích ảnh hưởng Phosphorylation Ubiquitylation Phát triển thuốc or Tái sử dụng thuốc Thay đổi đường truyền tín hiệu tế bào bị lây nhiễm SARS-COV-2 Phosphorylation PTM thuận nghịch, nhanh chóng Điều chỉnh protein virus Thay đổi hoạt tính enzyme vật chủ Hỗ trợ virus tái Thay đổi đường truyền tín hiệu tế bào bị lây nhiễm SARS-COV-2 Phosphoproteomics Trypsin Lys C IMAC MOAC SCX RPLC Thay đổi đường truyền tín hiệu tế bào bị lây nhiễm SARS-COV-2 Ubiquitylation PTM thuận nghịch, nhanh chóng Thoái biến or thay đổi hoạt động protein Virus khơng chứa gen mã hóa ubiquitin Chúng tận dụng UPS vật chủ Loại bỏ yếu tố ức chế xâm nhập virus Thay đổi đường truyền tín hiệu tế bào bị lây nhiễm SARS-COV-2 Ubiquitomics Độ nhạy phát phụ thuộc vào yếu tố: Mức độ làm giàu protein tạo Nồng độ tạp chất peptides không phân tích Tính nhạy hệ thống Tính phức tạp hỗn hợp peptides Thay đổi đường truyền tín hiệu tế bào bị lây nhiễm SARS-COV-2 Ubiquitomics Hạn chế: Ubiquitomics Phosphoproteomics Nguồn liệu không quán Những protein có nhiều đồng dạng & nhiều vị trí phosphoryl hóa AP-MS XĐ nhiều: (1) protein (2) Con đường đích virus ubiquityl hóa khơng thay đổi bị lây nhiễm Giải thích liệu nguồn liệu hàng nghìn protein khó khăn Kiểm tra quan trọng protein nhận dạng khó khăn Chiến lược theo dõi điều trị COVID-19 Proteomics nhắm mục Kỹ thuật nghiên cứu Định dạng protein dựa tiêu Proteomics hoạt động (ABPP) Khối phổ kết hợp với phân giải protein giới hạn (LiP-MS) định dạng proteome nhiệt (TPP) Chiến lược theo dõi điều trị COVID-19 Proteomics nhắm mục tiêu để theo dõi tiến triển bệnh đáp ứng điều trị Targeted proteomics nhắm mục tiêu peptit cụ thể hỗn hợp phức tạp peptit khác xác định diện chúng Chiến lược theo dõi điều trị COVID-19 Phép đo khối phổ protein giới hạn (LiP-MS) LiP = limited/native proteolysis (Proteinase K or Thermolysin) • Mechanical proteome extraction • Low E/S ratio • Structure-specific proteolytic patterns • LiP cleavage occurs preferentially at locally unstructured segments (FT vs HT peptides) Trypsin digest • Denaturing conditions • Not structure-specific • Generating peptides for bottom-up proteome analysis • Controls: trypsin-only digested samples Chiến lược theo dõi điều trị COVID-19 Phép đo khối phổ protein giới hạn (LiP-MS) Chiến lược theo dõi điều trị COVID-19 Phép đo khối phổ protein giới hạn (LiP-MS) LiP-SMap LiP-Quant Chiến lược theo dõi điều trị COVID-19 Thermo Proteome Profiling (TPP) TPP ứng dụng nghiên cứu proteomics Sơ đồ bước thực phương pháp TPP Chiến lược theo dõi điều trị COVID-19 Activity-based Proteome Profiling (ABPP) Sơ đồ sử dụng ABPP để tìm enzyme chất ức chế Chiến lược theo dõi điều trị COVID-19 Ưu tiên ứng cử viên từ sàng lọc thuốc SARS-CoV-2 quy mô lớn Đánh giá liên kết mục tiêu mục tiêu phân tử nhỏ có triển vọng từ sàng lọc quy mô lớn trước chuyển chúng sang mơ hình động vật thử nghiệm chúng người Các nỗ lực khám phá thuốc kèm với nghiên cứu xác nhận khám phá dấu ấn sinh học dựa phương pháp tiếp cận proteomics ... thành phần tiểu đơn vị • Được áp dụng cho ứng dụng tế bào sống in vivo Tần số thấp peptit liên kết chéo hỗn hợp phức tạp gồm chủ yếu peptit chưa biến đổi Tìm kiếm xác định peptit liên kết chéo... liên kết chéo có hai liên kết cộng hóa trị phân phối chuỗi peptide Cross-linking mass spectrometry (XL-MS) (1) Chuyển đổi tương tác phi cộng hóa trị protein trạng thái nguyên chúng thành liên kết. .. hóa trị, (2) Cắt protein mẫu liên kết chéo, (3) Sắc ký lỏng-khối phổ (LC-MS / MS) phân tích đoạn peptit tạo (4) Xác định loại peptit liên kết chéo vị trí liên kết chúng Thông tin tương tác không