$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Proteomics benaderingen kunnen de detectie en kwantificering van de peptiden, eiwitten en specifieke post-translationele modificaties (PTM's) omvatten die aanwezig zijn in een bepaalde cellulaire toestand, evenals de eiwitten die samenkomen in specifieke organellen of macromoleculaire eiwitcomplexen. Proteomics is een divers veld dat kan worden onderverdeeld in algemene en kwantitatieve workflows. Kwantitatieve proteomics richt zich op het bepalen van de hoeveelheid eiwit of eiwit-PTM in een monster. De biologische vraag moet worden overwogen voordat een proteomics-experiment wordt uitgevoerd om de meest geschikte monstervoorbereiding, sequencing en data-analysemethode te bepalen die nodig is om de vraag te beantwoorden. Eiwitten zijn zeer dynamisch en massaspectrometers zijn gevoelig voor het sequencen van meer overvloedige eiwitten boven minder overvloedige PTM's; daarom zijn de keuze van monstervoorbereiding en sequencing-workflows van cruciaal belang. Deze methodencollectie beschrijft benaderingen om bepaalde soorten eiwitten te kwantificeren met behulp van geavanceerde MS-methoden en biedt een data-analyseworkflow voor eiwitnetwerken.
Peptidomics is de studie van peptiden die op natuurlijke wijze worden gegenereerd tijdens normale cellulaire processen, evenals onder ziekteomstandigheden, en deze aanpak was historisch beperkt tot antilichaam-gebaseerde kwantificering totdat vloeistofchromatografie gekoppelde massaspectrometrie en peptide-extractieprocessen geavanceerd zijn naar hun huidige toestand1. Deze vooruitgang, samen met de toepassing van hitte-inactivatie van endogene proteasen, maakt nu de identificatie en kwantificering van honderden intracellulaire peptiden mogelijk. In Correa et al.2 beschrijven de auteurs een monstervoorbereidingsworkflow, die hitte-inactivatie, peptide-extractie onder milde omstandigheden om peptidebindingen te behouden en relatieve kwantificering door stabiele isotooplabeling van aminen omvat. De auteurs hebben een goedkope aanpak ontwikkeld die de identificatie en kwantificering van native en biologisch actieve peptiden uit celcultuur- en weefselspecimens mogelijk zou kunnen maken. Deze aanpak kan worden gebruikt om ziektespecifieke peptide biomarkers, antimicrobiële peptiden of doelen voor toekomstige therapeutische ontwikkeling te ontdekken.
Vorderingen in massa spectrometrische en bioinformatica benaderingen maken nu de gedetailleerde karakterisering van proteomen uit diverse bronnen van biologisch materiaal mogelijk3. Het ontcijferen van de biologische betekenis van de proteomische expressiepatronen in deze complexe monsters blijft een belangrijke uitdaging in het veld. Om deze uitdaging aan te pakken, introduceren Vanderwall et al. JUMPn, een systems biology programma en de bijbehorende workflow die proteomische gegevens organiseert in modules (d.w.z. eiwitcomplexen) die eiwit co-expressie clusters verbinden met gerelateerde eiwit-eiwit interactie (PPI) netwerkknooppunten4. De auteurs evalueren de effectiviteit van deze tool met behulp van bestaande proteomische datasets evenals gesimuleerde gegevens en tonen de bruikbaarheid ervan voor het faciliteren van biologische interpretatie van complexe proteoom datasets. Hun resultaten tonen aan dat deze aanpak kan worden gebruikt om de transcriptiefactor en kinase cascade activering te meten, waardoor de bruikbaarheid voor het identificeren van drivers van menselijke ziekte, en voor andere studies die proberen biologische mechanismen uit diepe proteoomgegevens te bepalen.
Inositol pyrofosfaten (PP-InsP's) worden gevonden in alle eukaryote cellen waar ze functioneren als metabole signaalmoleculen en reguleren diverse processen5. Historisch gezien, vanwege de fysische eigenschappen en lage abundantie van PP-InsP's, was analyse beperkt tot het gebruik van radioactieve tracers, die duur zijn en speciale zorg en opslag vereisen. Als alternatief hebben Qiu et al. een protocol ontwikkeld dat hoge doorvoer, absolute kwantificering van inositol pyrofosfaten uit celcultuur of weefselbron materiaal mogelijk maakt door capillaire elektroforese gekoppelde elektrospray ionisatie massaspectrometrie (CE-ESI-MS)6. In hun rapport laten ze zien hoe deze aanpak kan worden gebruikt om alle PP-InsP's aanwezig in een specimen te profileren, soorten op te lossen en regioisomeren te identificeren om ruimtelijke en temporele veranderingen onder verschillende omstandigheden en ziektetoestanden te identificeren.
Een groot deel van cellulaire processen wordt gereguleerd door eiwitfosforylering en fouten in deze signaalroutes zijn geassocieerd met vele verschillende ziektetoestanden7. Er zijn echter nog steeds significante hiaten in het begrijpen van de volledige mechanismen die eiwitfosfatasen en kinasen reguleren in verschillende celtypen en onder verschillende omstandigheden. Om deze hiaten in het begrip aan te pakken, introduceren Smolen et al. een nieuwe workflow die gebruik maakt van fosfataseremmer kralen gekoppeld aan massaspectrometrie (PIB-MS)8. Met behulp van een niet-selectieve fosfoproteïne fosfataseremmer, microcystine-LR, gekoppeld aan sepharose kralen, kunnen de auteurs deze doeleiwitten verrijken. Bovendien, door milde wasomstandigheden te gebruiken om niet-specifieke inhoudingen te verwijderen, waren ze ook in staat om eiwit-interactors te vangen. Ze laten zien hoe deze aanpak kan worden gebruikt om fosfoproteïne fosfatasen, hun fosforylatiestatus en potentiële eiwit-eiwit interacties in zowel celcultuur als weefsel te identificeren en te kwantificeren.
De vooruitgang in monstervoorbereidingsmethoden, zoals strategieën voor het kwantificeren van endogene peptiden, verrijking van fosfatasen en kinasen, eiwitinteracties en inositol pyrofosfaten, breidt de kennisbasis uit voor eiwitdynamica in biologische processen. De vooruitgang van massaspectrometers zoals data-onafhankelijke acquisitie in tegenstelling tot data-afhankelijke acquisitie, staat een grotere diepte van sequencing capaciteit toe om peptiden te identificeren op een manier dat de meer overvloedige peptiden de minder overvloedige peptiden niet maskeren tijdens dataverzameling, wat toestaat dat andere klassen van eiwitten worden geïdentificeerd. De tims