Ускюдарский университет, Лаборатория передового анализа белков — это центр передовых исследований и практики, созданный с целью изучения структурных, функциональных и микроскопических свойств белков в биологических системах, их картирования (протеомика) и очистки с помощью биотехнологических методов.
- Основная цель: Обеспечить студентам и исследователям, обучающимся в области молекулярной биологии, генетики, биоинженерии и смежных дисциплин, приобретение практических навыков, соответствующих промышленным стандартам, в процессах экспрессии, выделения, количественного и качественного анализа, а также характеризации белков.
- Академический вклад: Лаборатория позволяет подтверждать белковые механизмы на клеточном и молекулярном уровнях, кинетику ферментов и белково-белковые/белково-лекарственные взаимодействия с помощью биофизических и биохимических методов. Моделируя аналитические процессы сложных биологических образцов, она на академическом уровне поддерживает способности студентов проводить научно обоснованные протеомные исследования.
Приборы и техническое оснащение лаборатории
Инфраструктура лаборатории оптимизирована для проведения высокочувствительного разделения, измерения и визуализации с сохранением целостности аминокислотных и белковых цепей. В рамках основных характеристик в лаборатории представлены следующие технические приборы:
- Системы жидкостной хроматографии (HPLC / FPLC): Хроматографические системы, обеспечивающие разделение, очистку и анализ белковых смесей, пептидов и биомолекул с высоким разрешением и чувствительностью на принципах ионообмена, исключения по размеру или аффинности.
- УФ-видимые спектрофотометры и ридеры микропланшетов (ELISA): Оптические приборы, определяющие концентрацию белка путем измерения поглощения света (абсорбции) на определенных длинах волн, а также выполняющие анализ кинетики ферментов и квантификацию нуклеиновых кислот/белков в микрообъемах.
- Системы вертикального и горизонтального электрофореза (SDS-PAGE / Western Blotting): Аналитические блоки, позволяющие разделять белки путем их движения в геле под воздействием электрического поля в соответствии с их молекулярной массой, а также идентифицировать их иммунологическим путем с помощью специфических антител.
- Охлаждаемые ультрацентрифуги и высокоскоростные центрифуги: Системы, обеспечивающие осаждение белковых экстрактов, органелл и макромолекулярных структур после процессов разрушения клеток при требуемых параметрах низкой температуры и высокой скорости (RPM/RCF) в целях сохранения белковой природы (без риска денатурации).
- Лиофилизаторы (установки сублимационной сушки): Сушильные блоки, обеспечивающие удаление воды из очищенных растворов белков и ферментов путем сублимации при низкой температуре и вакууме с превращением их в порошок без нарушения структурной целостности и биологической активности.
- Точные аналитические весы и pH-метры: Калиброванные измерительные инструменты, обеспечивающие безошибочную подготовку буферных растворов (буферов) и реактивов на миллиграммовом уровне, что имеет критически важное значение для стабильности белков.
- Точные магнитные мешалки с подогревом и вортексы: Лабораторное оборудование, обеспечивающее гомогенное смешивание химических растворов и биологических образцов.
Области исследований и сферы применения
Учебные программы практических занятий, научно-исследовательские и опытно-конструкторские (НИОКР) проекты и академические работы, выполняемые в лаборатории, охватывают наиболее критические области протеиновой науки:
- Выделение и очистка белков: Протоколы получения рекомбинантных белков или биомолекул природного происхождения высокой степени чистоты с помощью хроматографических методов и методов осаждения.
- Количественный анализ белков: Количественное определение общей концентрации белковых образцов с использованием спектрофотометрических методов, таких как методы Брэдфорда, BCA и Лоури.
- Протеомика и характеризация: Кинетическое исследование молекулярных масс белков, изоэлектрических точек, профилей полос на геле и аффинности фермент-субстрат.
- Разработка биоаналогов и биотерапевтических продуктов: Моделирование процессов доклинического анализа ферментов и белковых кандидатов в лекарственные средства, имеющих медицинское, промышленное или фармацевтическое значение.
Вклад в подготовку студентов и развитие сектора
Лаборатория передового анализа белков готовит студентов к глобальному биотехнологическому рынку, развивая их навыки в области аналитической химии и биотехнологии до уровня промышленных НИОКР.
- Аналитическое мышление и дисциплина калибровки: Работая с такими чувствительными и хрупкими биомолекулами, как белки, студенты на собственном опыте учатся тому, как оптимизация температуры, правильный баланс pH и калибровка приборов напрямую влияют на результаты измерений.
- Кадровый потенциал для индустрии: Выпускники, владеющие передовыми приборами, методами хроматографического и спектрофотометрического анализа этой лаборатории, быстро трудоустраиваются в качестве «Биолога», «Биоинженера», «Исследователя НИОКР» или «Специалиста по контролю качества» на предприятиях по производству биотехнологических препаратов, в лабораториях по разработке вакцин и биоаналогов, в научно-исследовательских центрах пищевой и сельскохозяйственной промышленности, в лабораториях клинического анализа и институтах исследований протеомики.
Часто задаваемые вопросы
Какие кафедры пользуются этой лабораторией?
Этой лабораторией в приоритетном порядке активно пользуются студенты и исследователи программ бакалавриата и магистратуры по направлениям Молекулярная биология и генетика (на английском/турецком языках) и Биоинженерия, входящих в состав Факультета инженерии и естественных наук. Кроме того, ею могут пользоваться и другие междисциплинарные программы естественных и медицинских наук с уклоном в химию, фармацию и биотехнологию.
Какие тесты и анализы проводятся в лаборатории?
В лаборатории выполняются анализы хроматографического разделения и очистки белков, спектрофотометрическая квантификация белка (Брэдфорд, BCA и др.), определение молекулярной массы методом SDS-PAGE, специфическая идентификация белков методом Western Blotting, а также анализ ферментативной активности и кинетики.
Открыта ли лаборатория для внешнего сотрудничества с индустрией?
Да, лаборатория обладает инфраструктурой, открытой для отраслевого сотрудничества в рамках проектов по очистке белков, оптимизации ферментов, анализу биотехнологического сырья и академическому консультированию, которые будут реализовываться совместно с предприятиями фармацевтической промышленности, биотехнологическими стартапами, представителями пищевой и сельскохозяйственной индустрии.
Какие меры принимаются для обеспечения точности при анализе белков?
Во избежание потери белками их природных структур (денатурации) все операции по экстракции и центрифугированию проводятся в системах с охлаждением (4 °C). Кроме того, перед каждым анализом тщательно выполняются калибровки спектрофотометрических и хроматографических приборов по стандартной кривой (standard curve) и проверка pH буферных растворов.
Могут ли студенты использовать лабораторию для собственных проектов вне учебных часов?
Да, в рамках выпускных квалификационных проектов бакалавриата, студенческих исследовательских проектов TÜBİTAK или дипломных работ в магистратуре студенты могут индивидуально или в составе групп пользоваться аналитическими приборами и инфраструктурой лаборатории в часы, свободные от занятий, с одобрения координаторов лаборатории, согласно рабочему графику и под непосредственным наблюдением специалистов.
