$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Hassasiyet, hız ve çok yönlülükteki dikkate değer kazanımlarıyla modern kütle spektrometrisi (MS), araştırmacılara proteom karakterizasyonu için daha büyük fırsatlar sunar. Gelişen teknolojilerle birlikte araştırmacılar, sonuçlarında daha yüksek düzeyde katılık talep ediyor. Bu nedenle, proteomik iş akışı için eşit derecede önemli olan, MS'den önce karmaşık proteomik karışımları izole etmek, ayırmak ve işlemek için tasarlanmış yenilikçi numune hazırlama stratejileridir. Proteomik sistemlerin kimyasal çeşitliliği, numune hazırlamada 'herkese uyan tek beden' yaklaşımını engeller. Ancak, bu yöntem koleksiyonunda görüldüğü gibi, MS verilerinin kalitesini ve güvenini en üst düzeye çıkarmak için birden fazla protokol mevcuttur. Bu koleksiyon, araştırmacılara proteomik ve metabolomik iş akışlarının beklenen sonucunu geliştirmek için tasarlanmış, uygulaması kolay araçlar ve püf noktaları sağlamayı amaçlamaktadır.
Kılcal HPLC ve UPLC kolonları, kapsamlı proteomik iş akışlarında neredeyse her yerde bulunur. Kendinden paketli kılcal kolonlar ticari kolonlara göre düşük maliyetli bir alternatif olsa da, kendi kolonlarını paketlemeye çalışanlar tutarsız paketleme oranlarına ve değişken kolon kalitesine aşina olabilirler. Kovalchuk ve Rusya Bilim Akademisi'ndeki meslektaşları, UPLC kılcal kolonlarının1. Hassas bir şekilde kontrol edilen değişkenlerin bir kombinasyonu, kılcal girişte kubbe oluşumunu azaltır ve düşük basınçlı bir paketleme bombası kullanarak hızlı kolon doldurmaya izin verir.
İmmünopeptidomik, onkoloji ve immün tedavilerde klinik etkileri olan, proteomiklerin yeni ortaya çıkan bir alt disiplinidir. Güvenilir MS analizi, MHC sınıf I/II veya insan lökosit antijeni (HLA) peptit ligandlarının izolasyonunu gerektirir. Bu izolasyon protokolünün tekrarlanabilirliğini geliştirmek için, Sirois ve Montreal Üniversitesi'ndeki meslektaşları, geri kazanılan immünopeptidom2'nin beklenen MS sonuçlarıyla birlikte küçük ölçekli boncuk bazlı bir afinite yakalama iş akışı göstermektedir.
Proteomik verilerin sıkılığını daha da artırmak ve çok sayıda numunenin yüksek verimli işlenmesini kolaylaştırmak için araştırmacılar, numune işleme adımlarını otomatikleştirmek için giderek daha fazla robotik platformlara yöneliyor. Düşük maliyetli bir robotik platform mevcuttur, ancak bu, kullanıcının istenen manipülasyon adımlarını programlamasını gerektirir ve bu, bu cihazın kullanılmasına engel olabilir. Colorado Üniversitesi Anschutz Tıp Kampüsü'nden Han ve arkadaşları, basit bir açık kaynaklı kodlama paketi tasarladılar ve Opentrons OT-2 robotik platformu3'te protein sindiriminde yer alan temel adımları gösterdiler.
SDS gibi yüzey aktif maddeler, MS'den önce hücresel ekstraksiyonu ve proteom çözünmesini kolaylaştırmak için yaygın olarak kullanılır. Ancak, SDS'nin çıkarılması eksik olabilir veya başka bir şekilde numune kaybı riski olabilir. Nickerson ve Dalhousie Üniversitesi'ndeki meslektaşları, protein çökeltme sürecini otomatikleştirmek için tek kullanımlık bir kartuş gösteriyor4. Tuz ve organik çözücü kombinasyonu, protein geri kazanımını en üst düzeye çıkarmak için kritik öneme sahiptir ve minimum sürede yüksek verimle gerçekleştirilebilir.
Metabolomik, hedeflenen ve hedeflenmeyen iş akışlarında bilinmeyen metabolitleri tanımlamak için kullanılan büyüyen bir referans MS spektrumu veritabanı ile proteom analizinin ayak izlerini takip ediyor. Proteomik analize benzer şekilde, spektral tanımlamalar yanlış pozitif eşleşmelere eğilimlidir ve bu nedenle düşük güvenilirlikli sonuçları filtrelemek için yanlış keşif oranının (FDR) istatistiksel olarak raporlanması esastır. Li ve Jinan Üniversitesi'ndeki meslektaşları, XY-Meta programlarına dayalı web tabanlı bir iş akışı oluşturmak ve metabolitlerin hedef tuzak veritabanını oluşturmak için Chi-Biotech Co. ile ortaklık kurdu5. Hedef veri tabanını oluşturma ve metabolomik sonuçları istenen bir FDR'ye göre filtreleme adımlarını gösterirler.
Son olarak, tek hücreli proteom izolasyonu için bir protokol, Petelski ve Northeastern Üniversitesi6'daki meslektaşları tarafından gösterilmiştir. Tek Hücreli ProtEomics (SCoPE2) protokolü, araştırmacıların numune kaybını azaltmak için izobarik bir taşıyıcı kullanarak tek bir deneyde yüzlerce ila binlerce proteini ölçmesine olanak tanır. Protokolün anahtarı, hücreleri parçalamak için hızlı bir termal döngü adımının yanı sıra, normalden daha fazla miktarda enzim ve TMT etiketleriyle izobarik etiketleme kullanılarak verimli triptik sindirimdir.
Proteomikte onlarca yıllık deneyime rağmen, bu olgunlaşan alan, daha zorlu sorunların üstesinden gelmek için gelişti. Daha fazla sayıda numuneyi veya daha az miktarda malzemeyi, veri çıktısında daha fazla tutarlılık ve güvenle işleme kapasitesi, teknolojik yenilikleri yönlendirmeye devam ediyor. Kimyasal manipülasyonlar, enstrümantal ve bilişim yaklaşımları ile ilgili fikir alışverişi, bu alanın büyümesi için esastır. Bir araştırmacının 'sorunu', zorluğun üstesinden gelmek için basit bir 'ipucu veya hile' ile zaten çözülmüş olabilir. Bu nedenle, proteom analizi için pek çok benzersiz stratejinin mevcut olması olumlu bir işarettir. Kalan zorluklar için, birisinin zaten olası bir çözüm üzerinde çalışıyor olması muhtemeldir.