प्रथिनशास्त्र ही प्रथिने तसेच प्रथिनांची रचना, बांधणी आणि कार्यवाहकता यांबाबत सखोल अभ्यास करणारी रचनात्मक जनुक शास्त्राची (Structural genomics) शाखा आहे. सूक्ष्मजीव, वनस्पती, कवके, आदिजीव व सर्व बहुपेशीय प्राणी अशा सर्व जैविक प्रणालींमधील संपूर्ण प्रथिनांना प्रथिनसंच (Proteome) असे म्हणतात. प्रथिनसंच हा अस्थिर असून पेशींच्या प्रकारानुसार त्यात भिन्नता आढळून येते. कालानुरूप त्यात बदल घडून येतात. प्रथिनसंच ट्रान्सक्रिप्टोम (Transcriptome) सापेक्ष असतो. सजीवातील संपूर्ण आरएनएनुरूप व्यक्त होणाऱ्या व न होणाऱ्या क्रमास ट्रान्सक्रिप्टोम ही संज्ञा आहे. प्रथिने तयार होण्याच्या क्रियेचे नियमन जनुकाबरोबर इतर अनेक घटकाद्वारे केले जाते.
प्रथिनशास्त्राचा वापर हा प्रामुख्याने पुढील अभ्यासात केला जातो −
(१) प्रथिनव्यक्तता (अभिव्यक्ती) विश्लेषण
(२) प्रथिनसंश्लेषण, विघटन आणि एखादे प्रथिन सजीवामध्ये किती विपुल प्रमाणात आढळते, त्याचा शोध घेणे; उदा., अ‍ॅक्टिन आणि मायोसिन प्रथिने सर्व एकपेशीय व बहुपेशीय प्राणिसृष्टीत आहेत.
(३) फॉस्फोरिलीकरणप्रमाणे (Phosphorylation) प्रथिनांमधील परिवर्तने; उदा., संश्लेषण-उत्तरार्धपरिवर्तन (Post-translational modifications).
(४) प्रथिनांची उपपेशीय प्रभागातील गती, हालचाल व स्थानिकीकरण; उदा., तंतुकणिका.
(५) चयापचय प्रक्रियेतील प्रथिनांचा असलेला महत्त्वपूर्ण सहभाग.
(६) प्रथिनांमधील परस्परसंवाद; उदा., अर्बुद दमनकारी प्रथिन पी-५३ (Tumor suppressor Protein p53).
(७) जैविक प्रक्रियेत समाविष्ट असलेली प्रथिने; उदा., जैविक लयबद्धता.
प्रथिनांच्या प्रायोगिक आराखड्यावर अवलंबून असलेल्या या ज्ञानाचा वापर संशोधक विशिष्ट प्रथिनाबद्दल सह-स्थानिकीकरण असणाऱ्या प्रथिनांच्या समूहातील एका विशिष्ट प्रथिनाचे परस्पर-संवादातील सहभाग यांचा उलगडा अथवा संश्लेषण-उत्तरार्ध परिवर्तनातून प्रथिनांच्या सक्रियतेचे मूल्यमापन अशी अधिक माहिती शोधण्यासाठी करू शकतात.
प्रथिनशास्त्रसंबंधित माहिती तंत्रज्ञान : प्रथिनशास्त्रातील सखोल अध्ययनासाठी अनुक्रमी वस्तुमान पंक्तिमापी (Tandem mass spectrometry) आणि द्विमितीय भिन्न-प्रतिदीप्ती जेल विद्युतकणसंचलन (DIGE; 2-D Fluorescence Difference Gel Electrophoresis) असे विविध प्रकारचे उच्च क्षमता (High-throughput) तंत्रज्ञान विकसित करण्यात आले आहे. अशा तंत्रज्ञानातून प्रचंड माहिती (डेटा) निर्माण होते आणि ही माहिती विदासंच (Database) स्वरूपात संग्रहित करून ठेवण्यात येते. मिळालेल्या माहितीची अचूक नोंदणी आणि काळजीपूर्वक साठवून ठेवण्यासाठी डेटाबेस अत्यंत महत्त्वपूर्ण असून संशोधकांना त्यांचे प्रायोगिक संरचनेतून प्राप्त झालेले परिणाम आणि विद्यमान ज्ञान यांच्यात परस्परसंबंध आखण्यास साहाय्यक ठरतात. यूरोपियन बायोइन्फॉर्मेटिक्स इन्स्टिट्यूट (EBI; European Bioinformatics Institute) अद्ययावत आणि अचूक विदासंच पुरवते. प्रथिनशास्त्र संशोधनाशी संबंधित उपलब्ध चार प्रमुख विदासंच पुढीलप्रमाणे आहेत :
(१) युनिप्रॉट नॉलेजबेस (UniProt Knowledgebase) : यामध्ये प्रथिनांचा क्रम आणि त्यांचे कार्य याबद्दलची सविस्तर माहिती असते.
(२) इंटॅक्ट (IntAct) : यामध्ये प्रथिनांमधील परस्परसंवादाविषयी माहिती असते.
(३) रिॲक्टम (Reactome) : यामध्ये मानवी जैविक प्रक्रिया आणि प्रथिनांचा सहभाग या विषयी माहिती असते.
(४) प्राइड (PRIDE) : यामध्ये प्रकाशित प्रथिने आणि पेप्टाइड ओळखण्याचे प्रायोगिक पुरावे असतात.
संदर्भ :
- Bilal Aslam, MadihaBasit, Muhammad AtifNisar, MohsinKhurshid, Muhammad HidayatRasool, “Proteomics: Technologies and their applications”, Journal of Chromatographic science, 2017.
- https://www.ebi.ac.uk/training-beta/online/courses/proteomics-an-introduction/what-is-proteomics/methods-in-proteomics/
- https://www.biologydiscussion.com/biotechnology/proteomics/proteomics-basic-concepts-technology-and-applications/8568
- https://nptel.ac.in/courses/102/101/102101055/
समीक्षक : प्रमोद जोगळेकर
