SureQuant Targeted Quantitation

標的タンパク質定量の新しいパラダイム

Thermo Scientific SureQuant標的アッセイキットおよびLC-MS Orbitrap MSとともに使用すれば、SureQuant ISターゲット定量ワークフローでサンプル調製から標的ペプチドのモニタリング、定量までの質量分析の全プロセスを行えます。簡単なセットアップで信頼性の高い結果が得られます。

高い選択性を備えたHRAM Orbitrap MSは複合マトリックス中の数百のタンパク質を正確、高精度かつ特異的に定量できる高感度アプローチにより、標的プロテオミクスの新たなパラダイムを構築してきました。

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より多くの標的に対し感度を損なうことなく測定

Thermo Scientific SureQuant標的質量分析アッセイキットはマルチップレックス標的タンパク質定量用の検証済み試薬セットです。すべてがそろっているこのキットにはMS性能のモニタリング、サンプル調製、標的タンパク質/ペプチドの絶対定量に必要な全試薬が含まれています。キットが検証済みというのは、すべての抗体、ペプチド、対照溶解物による特異性および各標的ペプチドの定量がうまくいくか、厳しい試験を受けていることを示します。また、各SureQuantキットはSureQuant機器のメソッドテンプレートでの使用について十分に検証、最適化されているため、アッセイ手法開発のための時間は一切必要ありません。検証済みSkylineデータ処理テンプレートも各キットに含まれており、アッセイからすぐに結果を得ることができます。

高機能をシンプルに

最新機器であるOrbitrap Exploris480質量分析計は、定評のある技術、高度な性能、コンパクトな設置面積、インテリジェンス主導型分析フレームワークにより、研究者が質量分析計をより広範囲に活用して、精密かつ高スループットのタンパク質同定および定量を行えるようにします。Orbitrap Exploris MSは、SureQuant定量ワークフローと連携して、内標準を活用してスキャンパラメーターを動的に調整し、ターゲットプロテオーム解析のデータ品質をリアルタイムで自動的に最大化するデータ認識型定量スキャンモードを提供します。

一つのシステムで最大の知見を得て、今以上の発見を

Orbitrap Eclipseトライブリッド質量分析計を使用すれば、優れた柔軟性をもたらす革新的テクノロジーにより実験範囲が広がり、また、ビルトインインテリジェンスにより最高レベルのデータ品質と信頼性が確保されるため、従来のLC-MSにおける制約を乗り越えられます。一つのシステムで最大限の知見が得られるため、生産性が上がり今以上の発見ができます。SureQuant定量ワークフローにより、標的が複数あることと感度や選択性の間の避けられないトレードオフを低減し、標的タンパク質パネルのサイズを拡大し、保持時間枠を使用することなく検出限界(LOD)と定量精度を顕著に向上させます。


SureQuantワークフローにより従来の制約をどのように乗り超えるか

タンパク質は細胞の生化学的機能のほとんどを担っており、多くの医薬品のターゲットになっています。個々のタンパク質の機能や、複雑な生物系におけるそれらの位置付けを理解するには、その系におけるタンパク質存在量の変化を測定する必要があります。高感度質量分析技術の登場により、サンプルと生物系の間のプロテオームワイドなタンパク質比較定量実験が行えるようになりました。

しかしながら、タンパク質測定の根幹にある課題は残っています:

  • 発現のダイナミックレンジはマトリックスの種類によって異なり、組織中では6~7桁、血漿や血清などの体液中では約12桁の幅があります。
  • pre-RNAの選択的スプライシングで生じるプロテオフォームについても考慮する必要があります。
  • 翻訳後修飾(PTM)がプロテオフォームのバリエーションを増やします。
     

プロテオームの複雑さ

Complexity of the proteome
Due to constant stimulation from external factors, cells change their dynamics and properties and affect proteins inside. Since proteins are expressed in a cell type-dependent manner, proteins will vary depending upon the cell being examined, and there are many proteoforms to consider. There are proteins that arise from the same gene as a result of genetic variation, alternatively spliced RNA transcripts, and posttranslational modifications (PTMs). Proteins can also vary in abundances from sample to sample or in cell type. The distribution of proteins in spatial location can have effect on protein activity. External stimuli can affect protein abundances and their spatial distribution, and a vast majority of proteins interact with one another for biological activity.
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タンパク質の変化が相対定量実験または仮説に基づく方法により認められる場合は、そのタンパク質をより大きなサンプル集団で検証する必要があります。これらの標的タンパク質の測定は相対的または絶対的なレベルで実施されます;この方法をターゲット定量(標的定量)と呼びます。

従来の標的タンパク質定量におけるバリデーションの課題

従来の標的タンパク質定量アッセイはELISA、ウェスタンブロッティング、免疫組織化学染色といったアフィニティー試薬を用いる方法で行われます。これらの方法にはダイナミックレンジ、特異性、感度に関する制約、そして検出・定量可能な標的数が少ないといった制約がありました。

質量分析を用いた標的タンパク質定量で信頼できる結果を大量に取得

質量分析を用いた標的タンパク質定量は上述の制約を乗り越えるのに非常に適した方法です。従来、トリプル四重極質量分析計を用いた選択反応モニタリング(SRM)-MSがターゲット定量実験のもっとも標準的な方法でした。ただし、これは標的タンパク質が複雑なマトリックス中になく、標的の数が少ない(20~100ペプチド)場合に限られます。

HRAM Orbitrap MSを用いたSureQuant IS標的タンパク質定量ワークフローにより、高感度マルチプレックス定量を多数の標的について他に類を見ない信頼性で実施できます。これにより、生命科学者は高感度の質量分析を用いてユニークかつインテリジェントなリアルタイムモニタリングを行い、タンパク質定量ができます。標識された内標準ペプチドを活用して内在性ペプチドをリアルタイムで取得することにより、サンプルを損なうことがなく、簡単なメソッド設定で、数百のターゲットの信頼性の高い定量が実現します。

SureQuant IS標的タンパク質定量の全体的なワークフローにはニつのステップがあります:

  1. Survey Run:リファレンスの内標準(IS)が検出されるかどうかを調べる;
  2. SureQuantメソッド:内因性/標的ペプチドの発現および定量をモニター

ステップ 1:Survey Run:内標準の強度を測定する

Survey Run分析ではサンプルマトリックスに添加された内標準の検出について評価します。研究開始時にユーザーが選んだLC-MS構成で1回のみ実施すればよく、その後の調整は必要ありません。この分析で、各ISの最適なプリカーサーイオンを検証し、最適な関連フラグメントイオンが検出されることを確認します。ISのシグナル強度およびそれによって誘発される強度もSurvey Runで測定します。データ処理はSkylineで実施します。Skylineがこれらの情報をエクスポートし、その情報は単純なコピー&ペーストでSureQuantメソッドに転送されます。SureQuantメソッドに必要な情報がインポートされ、この一度きりの調整が完了すると、ISが添加されたサンプルのルーチン標的分析ができるようになります。

SureQuant Survey Run determines the intensity of internal standards
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ステップ2:SureQuantメソッド:モニタリング、検出、定量

Thermo Scientific SureQuantメソッドは、質量分析計がサンプル中の参照ISを短い注入時間と低い分解能でモニタリングするようプログラムし、検出時にこれらのパラメーターを大幅に増大させることで内因性ペプチドのデータ品質を高めるというMSデータ取得方法です。データ取得時間をリアルタイムでモニタリングすることにより、分析物の定量にあてる時間を最大化し、より多くの標的を高い信頼性で検出・定量して、標的プロテオミクス実験を行うことができます。内蔵されたpositive IS controlにより、サンプル中のタンパク質の有無のLODを明確に測定でき、多くの生物学実験で必要なタンパク質のコピー数(発現量)の評価を実施できます。

SureQuant Method enables greater peptide detection and quantification
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SureQuant内蔵の検証済み機器メソッドテンプレートで時間を節約

Survey RunおよびSureQuantメソッド分析用の検証済み機器メソッドテンプレートが提供され、AKT/mTOR経路キットなどのSureQuant標的MSアッセイキット向けにあらかじめ設定されています。こうしたテンプレートでは、ペプチドプリカーサーや参照フラグメントイオン、機器パラメーターが最適化され、あらかじめ設定されているので、アッセイを確立するための時間は必要ありません。内標準を添加し、データを収集するだけです。カスタムタンパク質パネルアッセイの確立を容易にするGeneric SureQuantメソッドも使用可能です。

Kit specific and generic SureQuant validated instrument method templates
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SureQuant IS標的タンパク質定量ワークフロー関連製品

下記ワークフローの各ステップは簡便性および再現性の面で最適化されており、単一サンプル中に含まれる数百の標的タンパク質が正確かつ高精度で定量できるよう設計されています。

Steps in the SureQuant targeted protein quantitation workflow
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標的タンパク質の濃縮と定量を同時に行うためのマルチプレックス免疫沈降から質量分析(mIP-MS)までを行えます。各マルチプレックスパネルはニつのモジュールで構成されています:1)AKT/mTOR経路タンパク質の免疫濃縮および溶液内でのMSサンプル調製に必要な全試薬からなるIPおよびMSサンプル調製モジュール、2)システム適合性標準液およびAQUA UltiMate Heavyおよび/またはLightペプチド混合液からなる絶対定量または比較定量モジュールのニつです。

Thermo Scientific EASY-Spray LCカラムは、安定したナノキャピラリーフローLC-MSを実現します。カラムとエミッターの一体型デザインにより、デッドボリュームがなくなると同時に温度管理も行われるため、信頼性と性能が最大限に引き出されます。厳しい検査によって最高品質が保証されたこれらのカラムは、非常にシンプルで使いやすい設計です。

標的タンパク質の濃縮と定量を同時に行うためのマルチプレックス免疫沈降から質量分析(mIP-MS)までを行えます。各マルチプレックスパネルはニつのモジュールで構成されています:1)AKT/mTOR経路タンパク質の免疫濃縮および溶液内でのMSサンプル調製に必要な全試薬からなるIPおよびMSサンプル調製モジュール、2)システム適合性標準液およびAQUA UltiMate Heavyおよび/またはLightペプチド混合液からなる絶対定量または比較定量モジュールのニつです。

Thermo Scientific EASY-Spray LCカラムは、安定したナノキャピラリーフローLC-MSを実現します。カラムとエミッターの一体型デザインにより、デッドボリュームがなくなると同時に温度管理も行われるため、信頼性と性能が最大限に引き出されます。厳しい検査によって最高品質が保証されたこれらのカラムは、非常にシンプルで使いやすい設計です。


SureQuant定量メソッドに関するポスター