Protéomique

Définition

La protéomique est l'étude et l'analyse systémique à grande échelle de chaque protéine, en particulier de leurs structures, fonctions, activité, quantité et les interactions moléculaires, et des protéomes. Les protéines sont des éléments essentiels des organismes vivants, car elles sont les principaux composants des processus métaboliques des cellules.

Une analyse de protéines :

L'analyse protéomique se déroule en laboratoire par une spectrométrie de masse. D'autres méthodes existent avec une identification par empreintes des peptides, le séquençage d'Edman et les interactions protéine-protéine.

Explications

Le terme protéomique, en biologie systémique, a été inventé en 1997 comme une analogie avec la génomique, l'étude des gènes. Le protéome est le complément d'une protéine complète, y compris les modifications apportées à un ensemble particulier de protéines produites par un organisme ou d'un système. Cela varie avec le temps et avec des exigences différentes, ou en raison d'un stress, la souffrance d'une cellule ou d'un organisme.

La description du protéome par la protéomique permet une image dynamique de toutes les protéines exprimées dans un temps donné et sous certaines conditions spécifiques de temps et de l'environnement. L'étude systématique et la comparaison du protéome dans différents états métaboliques et/ou pathologiques pour identifier les protéines dont la présence, l'absence ou l'altération en corrélation avec certains états physiologiques. Dans le cas de l'analyse protéomique associée à des maladies spécifiques, il est possible d'identifier des protéines qui permettent de diagnostiquer une maladie ou prédire l'évolution de celle-ci. De telles protéines sont connues sous le nom générique de biomarqueurs.

La protéomique est une science relativement nouvelle. Une consolidation définitive est nécessaire en spectrométrie de masse comme une technique appliquée à l'analyse de molécules biologiques et la croissance exponentielle du nombre d'entrées pour les gènes et/ou protéines dans les bases de données. Ceci, combiné avec l'utilisation de procédés puissants de fractionnement et la séparation des peptides et des protéines (électrophorèse de haute performance de résolution de chromatographie en phase liquide), est consolidé depuis le milieu des années 90 du siècle dernier, grâce à la science de l'analyse massive de protéines.

Les principaux domaines d'étude de la protéomique sont :

• l'identification des protéines et la caractérisation de ses modifications;
• les expressions différentielles des protéomes;
• l'étude des interactions protéine-protéine.

La protéomique est considérée comme la prochaine étape dans l'étude d'un système biologique, après la génomique. Elle est plus complexe que la génomique, car lorsque le génome d'un organisme est plus ou moins constant, le protéome est différent d'une cellule à l'autre et d'un moment à l'autre.

À l'heure actuelle, trois niveaux différents d'analyse protéomique sont exploités :

• le profil protéomique ou la protéomique expressionnelle qui vise à la détermination des profils d'expression (par exemple, les différences entre l'état sain et malade);
• la protéomique structurale qui est occupée par la caractérisation de protéines au niveau structurel et qui utilise des techniques telles que la cristallographie;
• la protéomique fonctionnelle qui comprend à son tour l'étude des interactions entre les protéines, l'étude des interactions entre une protéine et des substrats (métabolomique) et l'étude des fonctions spécifiques des protéines enzymatiques (génomique en biochimie).

Une autre préoccupation peut concerner le site où les protéines se trouvent à un moment donné de la vie cellulaire. Bien sûr, cela aura une incidence sur leur fonction.

✅ L'étude du rôle des protéines dans la détermination de l'hétérosis est importante, car les changements au niveau des transcrits peuvent ne pas toujours se refléter au niveau des protéines en raison de divers mécanismes de régulation post-transcriptionnels et traductionnels. Le concept généralisé est que, dans les lignées parentales consanguines, le métabolisme des protéines est plus élevé en raison de niveaux de protéines instables qui nécessitent plus d'énergie pour s'éteindre. Par conséquent, il reste moins d'énergie pour sa croissance végétative, sa biomasse et son rendement au final. La base génétique de cette condition dans les lignées parentales consanguines est due au manque de choix allélique dans leur condition homozygote avec seulement deux allèles, alors que les hybrides en condition de polyploïdie auront plus d'allèles et afficheront donc des taux de croissance plus rapides en raison de l'augmentation des divisions cellulaires.

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