Proteomik beinhaltet oft die Analyse vielen Proben verwendet, um einen besseren Krankheitsprozess, Enzymkinetik, post-translationale Modifikationen, Reaktion auf Umweltreize, als Reaktion auf therapeutische Behandlungen, die Entdeckung neuer Biomarker oder Drogen Mechanismen zu verstehen. Quantitative Methoden können relative Unterschiede in Proteinspiegeln über die Proben zu messen, können verwendet werden, und markierungsfreie oder beinhalten Isotopenmarkierung (metabolic, chemische oder enzymatisch) werden. Stabilisotopenmarkierungsverfahren haben in der Popularität gewachsen, weil sie viele Proben erlauben gleichzeitig analysiert werden und eignen sich für Proben aus verschiedenen Zellen, Geweben, Körperflüssigkeiten oder ganzen Organismen. Isotopen - Markierungsverfahren 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 Anstieg experimenteller Durchsatz,bei gleichzeitiger Reduzierung Erfassungszeit, Kosten und experimentelle Fehler. Diese Verfahren verwenden Vorläufermassenspektren relative Häufigkeiten von Proteinen aus Peptidpeaks zu messen. Im Gegensatz dazu isobaren Markierungsreagenzien 8, 9, 10 erzeugen Reporter - Ionen, die detektiert werden , entweder in MS / MS oder MS 3 11 Spektren und diese Peaks werden verwendet , auf dem relativen Abundanzen von Proteinen zu melden.
Die aktuelle Zustand-of-the-art in der Proteomik Multiplexen ist entweder eine 10-plex 12 oder 12-plex isobaren tag Analyse 13. Verbesserte Proben Multiplexing (dh> 10 Proben) Methoden wurden von unserem Labor für Gewebe 14 entwickelt, 15, 16, 17 und von anderen für die Analyse von Zellen 18 sup>, 19, 20, Geweben 21 oder 22 gezielt Peptide. Wir entwickelten eine verbesserte Multiplex-Technik kombiniert Vorläufer Isotopenmarkierung mit isobar Tagging genannt (cPILOT). Globale cPILOT ist nützlich , um Informationen über die relativen Konzentrationen aller Proteine in den verschiedenen Probenbedingungen (≥12) 14. Abbildung 1 zeigt einen allgemeinen cPILOT Workflow. Tryptic oder Lys-C - Peptide am N-Terminus mit Dimethylierung unter Verwendung von niedrigem pH - Wert bei 2 und Lysinresten mit 6-Plex - Reagenzien unter Verwendung von hohem pH - Wert selektiv markiert. Diese Strategie verdoppelt die Anzahl der Proben, die mit isobar Reagenzien analysiert werden können, die Versuchskosten und zusätzlich zu reduzieren hilft, reduziert experimentelle Schritte und Zeit.
cPILOT ist flexibel, wie wir andere Methoden entwickelt haben oxidative post-translationale modi zu studierenfikationen, einschließlich 3-Nitrotyrosin-modifizierte Proteine 14 und Cystein enthaltenden Peptiden mit S-Nitrosylierung (oxcyscPILOT) 23. Wir haben auch eine Aminosäure-selektiven Ansatz, Cystein cPILOT (cyscPILOT) 17 entwickelt. MS 3 Erwerb mit einem Top-Ionen 11 oder selektiv-y 1 -Ion Verfahren 15 kann Reporter Ionen Interferenz reduzieren und quantitative Genauigkeit der cPILOT verbessern. Die Verwendung von MS 3 in dem Erfassungsverfahren erfordert ein hochauflösendes Gerät mit einem Orbitrap - Massenanalysator obwohl niedrige Auflösung lonenfalle Instrumente auch 24 arbeiten können.
Zuvor hat cPILOT verwendet Leberproteine 16 von einer Alzheimer-Krankheit Mausmodell zu untersuchen. Hier beschreiben wir, wie die globale cPILOT Analyse unter Verwendung von Gehirn, Herz durchzuführen, und Leberhomogenisaten die Rolle des periphe zu studierenry in der Alzheimer-Krankheit. Dieses Experiment beinhaltet biologische Replikation. Aufgrund der Vielseitigkeit von cPILOT können interessierte Benutzer die Technik verwenden, um andere Gewebe für eine Reihe von biologischen Problemen und Systemen zu untersuchen.