ウイルスプロテオミクス＆メタボロミクス質量分析

ウイルスエンベロープ表面は、糖タンパク質というタンパク質で覆われており、これらはウイルス侵入時の宿主細胞への結合プロセスに関係しています。こうしたタンパク質のグリカン構造の多様性が、ウイルスによる免疫系反応の回避に利用されているのです。表面グリカンの配座には柔軟性があり、ウイルスはこうした構造動力学を利用することで、薬剤結合部位を遮蔽しています。グリコシル化のタイプや、ウイルス表面の糖タンパク質上でグリコシル化が生じる部位（サイト占有率）の詳細を把握するのに使用できるのが、グライコプロテオミクス戦略です。グライコプロテオミクスからは、グリコシル化の部位およびグリカンの組成に関する情報が提供されます。グリコペプチドのワークフローには、サンプルの調製と濃縮、質量分析、データ分析、および解釈が含まれます。以下は推奨製品を簡単にまとめたリストですが、グリコペプチド分析関連のより詳細な製品情報とリソースについては、当社のタンパク質グリコシル化ワークフローのページでご確認ください。

グリコミクスはグライコプロテオミクスを拡張し、グリカンのより詳細な調査を可能にします。グリコミクスでは、グリカンの分岐や結合などの構造に関する情報が得られ、構造異性体の解明に役立ちます。グリコミクスのワークフローには、脱グリコシル化、単離、質量分析、および強力なソフトウェアを使用したグリカン同定が含まれます。

ネイティブ質量分析では、溶液条件の平均化されていない情報を取得できるため、異なるプロテオフォーム（ディファレンシャルグリコシルなど）の同時検出が可能です。ネイティブ質量分析はまた、ウイルスカプシドの探査、カーゴカプセル化の定量、カプシドアセンブリのモニタリングにも有用なツールです。ネイティブ質量分析とトップダウンMSを組み合わせることにより、カプシドのタンパク質構造の特性評価が可能になります。

構造ウイルス学は、ウイルスのゲノム情報をカプセル化するタンパク質カプシドの構造およびその安定構造の基礎について理解することを主眼としています。HDX-MSを用いると、局所的な構造動力学を測定し、ウイルスのアセンブリおよびカプシドの成熟メカニズムを把握できます。

ウイルス-宿主間相互作用の研究は、ウイルス感染の各段階において重要となるタンパク質相互作用を特定することを主眼としています。AP-MSワークフローを用いると、タンパク質複合体内での特定のタンパク質間相互作用の調査、あるいはタンパク質複合体のインターアクトームレベルでのよりグローバルな観察が行えます。定量MS（LFQ、TMT）とアフィニティー精製を組み合わせると、さまざまな条件下（ウイルス感染の各段階）でのタンパク質間相互作用の調査が可能になり、より動的な知見が得られます。AP-MSは、翻訳後修飾（PTM）の調査や、それらがタンパク質間相互作用の促進に果たす役割の検証にも使用できます。

ウイルス-宿主細胞タンパク質複合体に関する、サブユニット化学量論、サブユニットの同定、生体分子結合、タンパク質複合体トポロジー、タンパク質動力学などの知見は、ネイティブ質量分析によって得ることが可能です。限定加水分解などの手法と組み合わせてネイティブ質量分析の機能を拡張すれば、タンパク質の相互作用を推測することも可能となります。

ウイルス-宿主細胞タンパク質間相互作用は、ウイルスのタンパク質と宿主細胞の受容体の間で起こる分子間相互作用です。問題は、これらの相互作用は一過的な傾向があり、短時間で生じる現象だということです。クロスリンキングMS（XL-MS）は、一過性相互作用のモニタリングを可能とし、直接および間接的なタンパク質間相互作用の識別を支援します。XL-MSは、相互作用に関係する宿主細胞表面タンパク質の同定に役立ち、ウイルス-宿主細胞タンパク質間のタンパク質相互作用のトポロジー検証、ウイルス-宿主間の相互作用部位のマッピング、結合に関与する残基の正確なマッピングに使用できます。XL-MSは、宿主細胞の相互作用に関与するタンパク質の構造や複合体の解明に有用です。

ウイルス-宿主細胞間相互作用は、静的ではなく動的なプロセスです。こうした動的プロセスの観察は、TMTなどの定量的手法を用いて行うことができます。AP-MSやXL-MSの一部としてTMTワークフローを用いることで、ウイルス感染時に進行するタンパク質間相互作用を探査し、結合親和性や相互作用のレベル変化を測定できます。TMT定量のワークフローは、相対定量プロテオミクス分析のための多重化機能を提供するもので、細胞、組織、生体液から取得される複数サンプルの同時MS分析を可能にします。

ペプチド抗原は、主要組織適合性複合体（MHC）によってコード化された分子と結合することで、細胞表面にTリンパ球の標的を形成します。これは適応免疫系の重要なアームであり、ウイルス感染細胞の根絶や抗体の産生を容易にする役割を担っています。新規ワクチンの開発には、これらのペプチド抗原の同定が不可欠です。ボトムアッププロテオミクスのワークフローはプロテオミクスの中心的存在であり、生体サンプルから可能な限り多くのタンパク質成分を同定するために使用されています。

定量的プロテオミクスは、ウイルス感染により誘発される特徴的な免疫応答プロファイルの特定に役立ちます。これは、免疫応答タンパク質の特性評価、およびウイルス感染反応における免疫系経路の特定によって実現されます。定量的プロテオミクスのワークフローは、タンパク質の発見から標的アプリケーションに至るシステム全体において、タンパク質の同定と定量を可能とします。動力学や知見に基づいた複数の条件下において、単一の実験で多数のタンパク質の検出と定量ができるため、生物学的プロセスの挙動のより深い理解につながります。

これらのワークフローは、相対定量プロテオミクス分析のための多重化機能を提供し、細胞、組織、生体液から取得される複数サンプルの同時MS分析を可能にします。

これらのワークフローでは、標識化および非標識サンプルの両者に対応した手法を用いることで、複雑なタンパク質サンプルの相対的変化の識別と定量を行うことができます。また、リン酸化やグリコシル化などの翻訳後修飾および少量タンパク質における変化を検出することもできます。

これらのワークフローでは、無制限のサンプル比較による任意の起源からのタンパク質サンプルの相対的定量、および任意の断片化法によるペプチド同定が可能です。

これらのワークフローでは、単一の協調的な高分解能精密質量（HRAM）分析を使用して、すべての標的生成イオンを同時に検出できます。多数のサンプルの分析と定量に特に適しています。

これらのワークフローでは、トリプル四重極質量分析計を用いて、よりルーチン的な多数のサンプルのターゲット定量と分析を行います。

SureQuant ISのターゲット定量ワークフローは、複雑なマトリックス中の多数の標的ペプチドに対する、サンプル調製からモニタリングと定量までの完全なアッセイを提供します。セットアップは簡単で、選択性が高く、精度、正確性、特異性に優れた定量が行えます。

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リン酸化やポリユビキチン化などのPTMは、感染による先天性炎症反応の調節を行っています。また、メチル化、アセチル化、SUMO化、スクシニル化などのPTMが先天性免疫や炎症の調節に関与していることも各種の研究で示されています。MSは、こうしたPTMの特性評価に使用できます。リン酸化プロテオミクス（翻訳後修飾PTM）のワークフローは、タンパク質リン酸化およびリンペプチドの大規模研究を可能とし、生物学的プロセスやヒトの健康に重要な影響を及ぼすPTMについての科学的理解を深化させます。

代謝物についての質量分析による特性評価と定量からは、免疫系の機能に関する重要な知見が得られます。

これらのワークフローは、低分子の同定用に設計されたもので、非常に複雑なメタボロミクスの課題を解決できます。

これらのワークフローでは、目的とする代謝物の検出および未知の物質の特定を同時に行うことができます。

定量的プロテオミクスの手法は、軽度から重度への疾患進行の識別と予測を可能にするもので、初期段階での適切な治療法とリソース開発を支援することで死亡率と生存率に大きな影響を与える可能性を秘めています。

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代謝物についての質量分析による特性評価と定量からは、免疫系の機能に関する重要な知見が得られます。

これらのワークフローは、低分子の同定用に設計されたもので、非常に複雑なメタボロミクスの課題を解決できます。

これらのワークフローでは、目的とする代謝物の検出および未知の物質の特定を同時に行うことができます。