$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
بفضل مكاسبه الملحوظة في الحساسية والسرعة والتنوع ، يوفر قياس الطيف الكتلي الحديث (MS) للباحثين فرصا أكبر لتوصيف البروتينات. مع التقنيات المحسنة ، يطالب الباحثون بمستوى أكبر من الصرامة في نتائجهم. لذلك ، فإن استراتيجيات تحضير العينات المبتكرة التي تم تصميمها لعزل وفصل ومعالجة المخاليط البروتينية المعقدة قبل مرض التصلب العصبي المتعدد. يمنع التنوع الكيميائي للأنظمة البروتينية نهج "مقاس واحد يناسب الجميع" لتحضير العينة. ومع ذلك ، كما يتضح من خلال مجموعة الطرق هذه ، تتوفر بروتوكولات متعددة لزيادة جودة وثقة بيانات التصلب المتعدد. تهدف هذه المجموعة إلى تزويد الباحثين بأدوات وحيل سهلة التنفيذ مصممة لتعزيز النتائج المتوقعة لسير عمل البروتينات والتمثيل الغذائي.
أعمدة HPLC و UPLC الشعرية قريبة من كل مكان لسير عمل البروتينات الشاملة. في حين أن الأعمدة الشعرية المعبأة ذاتيا هي بديل منخفض التكلفة للأعمدة التجارية ، فإن أولئك الذين حاولوا حزم أعمدتهم الخاصة قد يكونون على دراية بمعدلات التعبئة غير المتسقة وجودة الأعمدة المتغيرة. يوضح كوفالتشوك وزملاؤه في الأكاديمية الروسية للعلوم نهج FlashPack الخاص بهم لضمان التعبئة الفعالة والمتسقة للأعمدة الشعرية UPLC1. مزيج من المتغيرات التي يتم التحكم فيها بدقة يقلل من تكوين القبة عند مدخل الشعيرات الدموية ويسمح بملء العمود بسرعة باستخدام قنبلة تعبئة منخفضة الضغط.
علم الببتيدة المناعية هو تخصص فرعي ناشئ من البروتينات ، مع آثار سريرية في علم الأورام والعلاجات المناعية. يتطلب تحليل التصلب العصبي المتعدد الموثوق به عزل معقد التوافق النسيجي الكبير من الفئة الأولى / الثانية ، أو روابط الببتيد لمستضد الكريات البيض البشرية (HLA). لتحسين قابلية تكرار بروتوكول العزل هذا ، يوضح Sirois وزملاؤه في جامعة مونتريال سير عمل لالتقاط التقارب القائم على الخرزات على نطاق صغير ، جنبا إلى جنب مع نتائج مرض التصلب العصبي المتعدد المتوقعة للببتيدوم المناعيالمسترد 2.
لزيادة تحسين صرامة بيانات البروتينات وتسهيل المعالجة عالية الإنتاجية لأعداد كبيرة من العينات ، يلجأ الباحثون بشكل متزايد إلى المنصات الروبوتية لأتمتة خطوات معالجة العينات. تتوفر منصة روبوتية منخفضة التكلفة ، على الرغم من أن هذا يتطلب من المستخدم برمجة خطوات التلاعب المطلوبة ، والتي يمكن أن تكون عائقا أمام استخدام هذا الجهاز. ابتكر Han et al. في الحرم الطبي بجامعة كولورادو Anschutz حزمة ترميز بسيطة مفتوحة المصدر ويوضحون الخطوات الأساسية التي ينطوي عليها هضم البروتين على منصة Opentrons OT-2 الروبوتية3.
تستخدم المواد الخافضة للتوتر السطحي مثل SDS بشكل شائع لتسهيل الاستخراج الخلوي وإذابة البروتين قبل مرض التصلب المتعدد. ومع ذلك ، قد تكون إزالة SDS غير مكتملة ، أو قد تخاطر بفقدان العينة. يعرض نيكرسون وزملاؤه في جامعة دالهوزي خرطوشة يمكن التخلص منها لأتمتة عملية ترسيب البروتين4. يعد الجمع بين الملح والمذيبات العضوية أمرا بالغ الأهمية لتحقيق أقصى قدر من استعادة البروتين ويمكن إجراؤه في أقل وقت بإنتاجية عالية.
تتبع علم التمثيل الغذائي خطى تحليل البروتينات ، مع استخدام قاعدة بيانات متزايدة لأطياف التصلب العصبي المتعدد المرجعية لتحديد المستقلبات غير المعروفة في سير العمل المستهدف وغير المستهدف. على غرار تحليل البروتينات ، فإن التعريفات الطيفية عرضة للتطابقات الإيجابية الخاطئة ، وبالتالي فإن الإبلاغ الإحصائي عن معدل الاكتشاف الخاطئ (FDR) ضروري لتصفية نتائج الثقة المنخفضة. دخل لي وزملاؤه في جامعة جينان في شراكة مع شركة Chi-Biotech Co. لإنتاج سير عمل قائم على الويب بناء على برنامج XY-Meta الخاص بهم وإنشاء قاعدة بيانات شرك مستهدفة من المستقلبات5. يوضحون خطوات إنشاء قاعدة البيانات المستهدفة وتصفية نتائج التمثيل الغذائي بناء على FDR المطلوب.
أخيرا ، تم عرض بروتوكول لعزل البروتين أحادي الخلية من قبل Petelski وزملاؤه في جامعة نورث إيسترن6. يسمح بروتوكول ProtEomics أحادي الخلية (SCoPE2) للباحثين بتحديد مئات إلى آلاف البروتينات في تجربة واحدة ، باستخدام حامل متساوي الضغط لتقليل فقدان العينة. مفتاح البروتوكول هو خطوة التدوير الحراري السريع لتحلل الخلايا ، بالإضافة إلى الهضم التربتيكي الفعال باستخدام كمية أكبر من المعتاد من الإنزيم ووضع العلامات متساوية الضغط مع علامات TMT.
على الرغم من عقود من الخبرة في علم البروتينات ، فقد تطور هذا المجال الناضج ببساطة لمعالجة المشكلات الأكثر صعوبة. تستمر القدرة على معالجة عدد أكبر من العينات ، أو كميات أقل من المواد ، مع مزيد من الاتساق والثقة في مخرجات البيانات في دفع الابتكارات التكنولوجية. يعد تبادل الأفكار المتعلقة بالتلاعب الكيميائي والأساليب الآلية والمعلوماتية أمرا ضروريا لنمو هذا المجال. ربما تم حل "مشكلة" أحد الباحثين بالفعل من خلال "نصيحة أو خدعة" بسيطة للتغلب على التحدي. لذلك فهي علامة إيجابية على توفر العديد من الاستراتيجيات الفريدة لتحليل البروتينات. بالنسبة لتلك التحديات المتبقية ، من المحتمل أن يكون شخص ما يعمل بالفعل على حل ممكن.