Введение
ГЛАВА 1. Методология белковых анализов средствами масс-спектрометрии 10
1.1 Протеомика, как предметная область масс-спектрометрических экспериментов 10
1.2 Метод масс-спектрометрического эксперимента в протеомных исследованиях 12
1.3. МАСС-спектрометрический анализ пептидов 15
1.4 Инструментальное обеспечение масс-спектрометрии белков и пептидов 16
1.5 Образование вторичных ионов при фрагментации пептидов 18
1.6 Регистрация данных масс-спектрометрического эксперимента 21
1.7 Перспективы метода масс-спектрометрии для белковых исследований 23
1.7.1. Эффективность МС-МС анализа 24
1.7.2. Производительность методов разделения 24
1.8 Заключение 25
ГЛАВА 2. Биохимическая интерпретация фрагментных масс-спектров 26
2.1 Подготовка данных масс-спектров для биохимической интерпретации 26
2.2 Метод картирования фрагментов пептидов 28
2.2.1 Крос-корреляционный анализ 29
2.2.3 Белковые базы данных 33
2.2.4 Идентификация пост-трансляционных модификаций 36
2.2.5 Проблема гомологии белков для метода картирования фрагментов 37
2.2.6 Преимущества и недостатки метода картирования пептидных фрагментов 38
2.3 Непосредственное восстановление последовательности пептидов по фрагментному масс-спектру 38
2.3.1 Использование теории графов для секвенирования de novo 39
2.3.2 Использование динамического программирования для секвенирования de novo 40
2.3.4 Преимущества и недостатки метода секвенирования de novo 41
2.4 Частичное восстановление аминокислотной последовательности пептида 42
2.4.1 Современные исследования PST 45
2.4 Верификация данных 48
2.5 Заключение 48
ГЛАВА 3. Разработка метода частичного восстановления последовательности пептида по его фрагментному масс-спектру 51
3.1 Исходные положения исследования 51
3.1.1 Исходные данные для исследования 51
3.1.2 Анализ существа задачи 52
3.1.2.1 Определение графа масс-спектра 52
3.1.2.2 Оценка общего количества гипотез PST в графе спектра 55
3.1.2.3 Определение требований к алгоритму поиска PST в графе спектра 56
3.1.3 Декомпозиция задачи оценки пути в графе масс-спектра 57
3.2 Оценка графа масс-спектра 58
3.2.1 Оценка пиков масс-спектра 58
3.2.2 Статистика значимых пиков в МС-МС спектрах 60
3.2.3 Оценка интервалов 63
3.2.3.1 Неоднозначность интерпретации совпадающих разностей масс 65
3.2.4 Общая оценка гипотезы PST. 66
3.3 Алгоритм crystaltag 66
3.3.1 Подготовка структур данных 67
3.3.2 Алгоритм построение PST. 69
3.3.2.1 Построение всех возможных гипотез 71
3.3.2.2 Отбор неполных гипотез 72
3.3.2.3 Условие выхода 73
3.4 Заключение 73
ГЛАВА 4. Программный комплекс PROTEOS 75
4.1 Общая структура программного комплекса 75
4.2 Реляционная база данных программного комплекса 77
4.3 Подготовка данных для программы crystaltag 79
4.3.1 Утилиты загрузки данных 79
4.3.2 Фильтрация MS/MS спектров при помощи алгоритма IPEX. 79
4.3.3 Программа CrystalStat - статистический анализ спектров и доверяемых результатов их интерпретации 80
4.4 Программа crystaltag 81
4.4.1 Поиск белков-кандидатов в белковой базе данных. 82
4.4.2 О скорости поиска белков-кандидатов в белковых базах данных 83
4.4.3 Оценка достоверности результатов поиска белков-кандидатов 84
4.4.4 Группировка результатов поиска белков-кандидатов 90
4.5 Приложение ms/ms viewer 91
4.6 Заключение 96
ГЛАВА 5 Характеризация алгоритма crystaltag 98
5.1 Основные характеристики алгоритма crystaltag 98
5.1.1 Сопоставление результатов работы алгоритма CrystalTag с доверяемыми данными 99
5.1.2 Оптимизация алгоритма CrystalTag по параметру точности определения масс 101
5.1.3 Временные характеристики работы алгоритма. 103
5.1.4 Эффект оптимизации по числу проверяемых гипотез 104
5.2 Сравнение алгоритма cryataltag с существующими аналогами 105
5.2.1 Сопоставление с наиболее близкими аналогами 105
5.2.2 Сопоставление результатов интерпретации массива масс-спектров средствами Proteos и XITandem У07
5.3 Применение программного комплекса proteos к данным актуальных биологических исследований 109
5.3.1 Повышение достоверности идентификации белков 109
5.3.2 Восстановление последовательности трансмембранных участков белков: ПО
5.4 Заключение 112
Заключение 114
Основные результаты работы 117
Благодарности 117
Список использованных источников
