СОВРЕМЕННЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СТРАТЕГИИ ДЛЯ ВЫВОДА БЕЛКОВ В ПРОТЕОМИКЕ ДРОБОВИКА
Ключевые слова:
протеомика дробовика, идентификация белков, масс-спектрометрия, LC/MS, вывод белков.Аннотация
Сегодня протеомика дробовика (Shotgun proteomics) является достаточно мощным подхо-
дом, дающим возможность охарактеризовать протеомы в биологических образцах. В отличие от стратегии
протеомики «сверху вниз» протеомика дробовика характеризуется высокой эффективностью разделения и
масс-спектральной чувствительностью. В то же время он предъявляет более высокие требования к
вычислительным и статистическим методам, необходимым для идентификации пептидов, идентификации
белков и количественного определения без меток. Основная цель протеомики дробовика – идентифици-
ровать форму и количество каждого белка путем сочетания жидкостной хроматографии с тандемной масс-
спектрометрией. Анализ и интерпретация экспериментальных данных являются заключительным и наиболее
важным этапом в протеомике, они же порождают большое количество проблем, требующих сложных
вычислительных решений. Одной из важнейших задач, безусловно, является идентификация белков,
присутствующих в экспериментальном образце. Как правило, данную задачу подразделяют на две основные
составляющие: этап присвоения экспериментальных тандемных масс-спектров пептидам, полученным из
базы данных белков, и этап сопоставления пептидов с белками и количественной оценки достоверности
идентифицированных белков. Также стоит принять во внимание, что оценка достоверности полученных
данных может представлять собой отдельную, не менее важную и сложную задачу. В данной статье мы
предлагаем рассматривать идентификацию белков не иначе как проблему статистического вывода, а также
описываем ряд методов, которые могут быть использованы для её решения. Существующие подходы мы
классифицируем на (1) методы, основанные на правилах, (2) комбинаторные методы оптимизации и
(3) методы вероятностного вывода. Для представления методов используются целочисленное программи-
рование и фреймворки байесовского вывода. Мы также обсуждаем основные проблемы идентификации
белков и предлагаем возможные решения этих проблем.
