High-throughput multiplexed protein quantitation

고처리량 멀티플렉스 단백질 정량 분석

단백질체학 기술은 세포, 조직 또는 유기체 내에서 전체 단백질 역학을 분석하는데 있어 고감도의 정량적 고처리량 분석법으로 발전하고 있습니다. 지난 10년 동안 전체 단백질체학 워크플로우 전반에 걸쳐 중요한 발전이 있었습니다. 특히 주목할 점으로 탠덤 질량 태그 시약(TMT) 및 질량분석법의 최첨단 기술 발전과 결합하여 보다 정확한 고처리량(단일 질량분석법 분석에서 최대 18개 시료 비교) 정량 단백질체학이 가능해졌습니다.

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이 페이지의 내용

정량 단백질체학 검토: LC-MS 멀티플렉싱의 특별한 기능

과학자들이 어떻게 TMT 단백질체학 기술과 멀티플렉싱의 특별한 기능을 활용하여 시간 경과에 따라 세포 내 단백질을 추적하면서 세포의 기능 방식, 세포 내 분자의 이동 이유 및 방식, 이러한 유형의 작업에 적합한 실용적인 응용 분야를 더 잘 이해하게 되었는지 소개합니다.


TMT 정량 단백질체학의 원리

TMT는 상대 정량적 단백질체학 분석에 멀티플렉싱 기능을 제공하는 동중원소 화학적 표지 방식입니다. 이 기능을 통해 여러 시료에 대해 동시 질량분석법(MS) 분석을 수행할 수 있으며, 처리량이 증가하고, 세포, 조직 또는 생물학적 유체에서 유래한 최대 18개의 서로 다른 시료에 대한 상대 정량 분석이 가능합니다. 태그는 MS/MS 리포터 그룹, 스페이서 암, 아민 반응성 그룹으로 구성됩니다. 아민 반응성 그룹은 표지 중 펩타이드의 N-말단 또는 라이신 잔기와 결합합니다.

상대 정량화 실험에서 서로 다른 동중원소 태그를 사용하여 다양한 구조적 상태를 표지할 수 있습니다. 표지 후 모든 시료는 단일 액체 크로마토그래피-질량분석법(LC-MS) 실험에서 혼합 및 분석됩니다. 동중원소 태그의 화학적 특성은 같으므로 LC 분리 동안 다른 TMT 표지 시료의 모든 펩타이드는 동시에 용리됩니다. 펩타이드가 질량분석기에 주입되면 구별할 수 없는 단일 전구체 이온 피크로 동시에 검출됩니다.

이온의 조각화 후 각 분리된 구조 상태의 태그는 MS/MS 스펙트럼의 낮은 m/z 영역에서 고유한 특징을 갖는 리포터 이온을 생성합니다. 펩타이드 식별은 결과로 생성된 이온 피크와 단편 데이터베이스에서 제공하는 피크의 매칭을 통해 이루어집니다. 펩타이드 정량 분석은 리포터 이온의 강도를 비교하여 수행됩니다.


TMT 정량 분석 제품 솔루션

동급 최고의 MS/MS 시스템

Thermo Scientific Orbitrap Astral 질량분석기는 수천 개의 단백질에 대한 정확하고 재현 가능한 정량 분석을 제공합니다. 새롭게 설계된 Orbitrap Astral 질량분석기는 단백질체를 심층적으로 분석하는 TMT 분석의 새로운 기준을 제시합니다. Astral 분석기는 고속, 고감도 및 고분해능이 결합되어 멀티플렉스 정량 분석에서 TMT 리포터 이온을 쉽게 분석할 수 있습니다.

Orbitrap 및 Astral 분석기는 병렬화를 통해 높은 커버리지 및 처리량을 크게 증가시켜 TMT 분석을 개선합니다.

  • 매우 복잡한 시료에 이상적
  • 온도 프로파일링​ 
  • 전체 단백질체 프로파일링​ 
  • 전체 세포 상호작용체학
  • 세포 내 위치 확인 
  • 최고 수준의 샘플 처리량 및 커버리지 
  • 높은 정량 정밀도

입문 수준의 MS/MS 시스템

업계 최고의 단일 세포 감도와 탁월한 정확도, 정밀도 및 간소화를 통해 비표적 단백질체학 프로파일링에서 표적 단백질체학 실험에 이르기까지 최고의 정량 분석 결과를 제공합니다. Thermo Scientific Orbitrap Exploris 480 질량분석기는 유용성을 더욱 개선한 엄선된 워크플로우를 통해 대규모 연구를 가속화하고, 입증된 높은 데이터 품질 및 시간 절약이 가능하기 때문에 분석 결과를 더욱 빠르게 제공합니다.

  • 낮은 수준 ~ 중간 수준의 시료 복잡성에 이상적 
  • 풀다운(pull down)을 이용한 상호작용 연구 
  • 면역침강법 
  • 정제 시료 
  • 높은 정량 정밀도

동급 최고의 Tribrid 질량분석기. Thermo Scientific Orbitrap Ascend Tribrid 질량분석기는 모든 Orbitrap LCMS 기기 중 최고의 분해능을 자랑하며(m/z 200에서 최대 480,000) 전체 스캔 MS 모드에서 최고의 검출 한계와 선택성을 제공합니다. 이 시스템은 매우 정확하고 정밀한 TMT 정량 분석 결과를 제공하기 위해 Synchronous Precursor Selection MS(SPS MS)에 대한 exclusive Real-time Search 기능을 제공합니다. 이 고유한 분석 기능은 TMT 리포터 이온의 비율 정확도를 개선하고 감도를 높여 정량화된 펩타이드의 총량을 증가시킵니다. 새로운 QR5 세그먼트형 쌍곡선면 사중극자와 함께, 간섭을 최소화하는 데 중요한 좁은 분리 구간에서 이온 투과율이 개선됩니다. 개선된 이온 소스를 사용할 경우 0.4 amu 분리 구간이 가능하며 비율 부정확성이 최소화됩니다.

  • 매우 복잡한 시료에 이상적 
  • 전체 단백질체 프로파일링 
  • 전체 세포 상호작용체학 
  • 세포 내 위치 확인 
  • 실시간 검색 기능을 활용한 최고의 정량 정확도 및 정밀도를 통해 MS3 획득 가능

단백질 정량 분석 및 규명의 간편한 수행

동중원소 표지 실험에는 LC-MS raw 파일에서 추출한 정성적 및 정량적 데이터가 모두 필요합니다. Thermo Scientific Proteome Discoverer 소프트웨어는 정성 및 정량 단백질체학 연구를 위한 가장 포괄적인 데이터 분석 플랫폼입니다. 단백질 정량 분석을 위한 SPS MS3 수준뿐만 아니라 단백질 식별을 위한 MS2 수준에서도 스펙트럼 데이터의 분석을 지원합니다. 이 소프트웨어는 포괄적인 데이터 마이닝 툴 세트를 제공하며 펩타이드 식별에 대한 다양한 검색 엔진을 지원합니다.

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단백질 정량 분석 및 규명의 간편한 수행

동중원소 표지 실험에는 LC-MS raw 파일에서 추출한 정성적 및 정량적 데이터가 모두 필요합니다. Thermo Scientific Proteome Discoverer 소프트웨어는 정성 및 정량 단백질체학 연구를 위한 가장 포괄적인 데이터 분석 플랫폼입니다. 단백질 정량 분석을 위한 SPS MS3 수준뿐만 아니라 단백질 식별을 위한 MS2 수준에서도 스펙트럼 데이터의 분석을 지원합니다. 이 소프트웨어는 포괄적인 데이터 마이닝 툴 세트를 제공하며 펩타이드 식별에 대한 다양한 검색 엔진을 지원합니다.

Thermo Scientific FAIMS Pro Duo 인터페이스는 전구체 이온의 선택성을 개선하여 시간이 많이 소요되는 시료 전처리 단계를 줄이면서 대부분의 펩타이드 및 단백질 응용 분야에서 정성적 및 정량적 분석 결과를 개선해 줍니다. FAIMS Pro Duo 인터페이스는 기체상 분획과 펩타이드 화합물의 선택적 향상을 통해 분석 성능을 높여 MS 스펙트럼의 복잡성을 줄이고 분석물질의 신호 대 잡음비를 개선합니다. 이를 통해 더욱 광범위한 단백질체 포괄 범위, 향상된 감도, 더욱 정확한 정량 분석 결과를 얻을 수 있습니다.

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최고 수준의 정량 분석 결과를 위한 탠덤 질량 태그(Tandem Mass Tag) 질량분석법의 발전

Increase Throughput Icon
Increase Accuracy and Precision
Increase Proteome Coverage

당사의 Orbitrap LC-MS 기반 TMT 정량 분석 솔루션은 타사의 동중원소 태그 전용 애플리케이션에 비해 업계에서 가장 많은 논문 및 관련 자료로 투고되었습니다(논문 및 관련 자료는 아래 리소스 섹션 참조). 당사는 가장 완전한 정량 프로파일을 얻을 수 있도록 최고의 정량 정확도와 정밀도를 제공하는 향상된 기능을 제공하여 연구 목표의 달성을 지원합니다.

근래에는 분석법의 기술 및 성능뿐 아니라 지능형 데이터 획득 및 알고리즘을 활용하여 raw 파일 상 스펙트럼에서 실제의 고품질 데이터를 효과적으로 획득함으로써 눈부신 진보를 이룰 수 있었습니다. TMT 시약과 함께 이 솔루션을 멀티플렉스 시료에 사용하면 단일 분석으로 수천 개의 단백질을 식별하고 정량하여 업계 최고 수준의 결과를 제공하며, 이는 기능생물학 연구에서 가장 정확하고 정밀하며 효과적인 방법입니다.

Turbo TMT

새로운 ΦSDM 스펙트럼 처리에 기반한 TurboTMT 지능형 획득은 TMT 리포터 이온 동위원소의 기준선까지 분해능을 높이고 TMT 11plex 실험의 스펙트럼 획득 속도를 높여 정량 가능한 펩타이드의 분석에서 처리량을 증가시킵니다.

전구체 맞춤 필터

전구체 맞춤(Precursor Fit) 필터를 통해 isolation window의 전구체 이온 특이성에 기반하여 이온을 선택할 수 있습니다. 이를 통해 전구체 이온 분리 특이성이 증가하고 전하 상태/단일동위원소 피크에 대한 잘못된 표시와 함께 또는 isolation window가 보고자하는 전구체 이온에 특이적이지 않을 때 해당 전구체 이온을 트리거할 확률이 줄어듭니다.

Real-Time Search data acquisition을 통한 실험 속도 및 정량 정확도 개선

실시간 검색은 고급 SPS MS3 실험 접근법과 결합 시 실험 속도와 정량화 정확도를 개선시켜 줍니다. Real-Time Search 데이터 수집을 사용하면 MS3 스캔은 이전 단계의 MS2에서 펩타이드-스펙트럼 매칭(PSM)이 식별되는 경우에만 분석하게 됩니다. 이를 통해 MS3 이벤트의 횟수는 감소하고 더 많은 수의 정량 분석된 펩타이드에서 전구체 이온 처리 속도와 결과가 증가하므로 실험 속도가 향상됩니다. Real-Time Search data acquisition을 통해 Orbitrap Ascend Tribrid MS는 MS3 스캔에서의 정량 분석을 위해 식별된 PSM과 일치하는 조각 이온만 선택하며 정량 정확도를 높여줍니다.

FAIMS Pro 인터페이스

워크플로우에 FAIMS Pro 인터페이스를 추가하면 전구체 이온 선택성이 향상되고, 간섭이 감소하며, 기체상 분획을 통해 TMT 펩타이드 정량 정확도가 향상됩니다.

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TMT 정량 분석 워크플로우

독자적인 지능형 분석 기능을 갖춘 Thermo Scientific Tandem Mass Tag 멀티플렉싱 워크플로우는 멀티플렉싱 단백질체 분석에 있어서 업계 최고 수준의 정량 분석 결과를 제공합니다. HRAM Orbitrap MS에 내장된 지능형 분석 기능을 활용하여 생명 과학 분야 연구자들은 단백질체 커버리지나 분석 결과의 수준을 잃지 않고 간편한 설정을 통해 최고의 신뢰도로 단백질을 정량 분석할 수 있습니다.

TMT 시약과 함께 당사가 제공하는 세 가지 완전한 Thermo Scientific Orbitrap MS 워크플로우에는 멀티플렉스 시료에서 단일 실행으로 수천 개의 단백질을 식별하고 정량하기 위한 시료 전처리가 포함되며, 이는 기능생물학 연구에서 가장 정확하고 정밀하며 효율적인 방법입니다. 각 워크플로우는 최고의 정량 정확도/정밀도 및 커버리지를 제공하고, 동시 이온의 간섭 및 검출 신호 감소를 최소화하는 데 최적화되었습니다.

독자적인 지능형 분석 기능을 갖춘 Thermo Scientific TMT MS2 멀티플렉싱 워크플로우는 MS2 기반 멀티플렉싱 단백질체 분석에 동급 최고의 정량 분석을 제공하여 커버리지나 분석 결과의 수준 저하 없이, 단백질체학 연구 분석에서 최고의 신뢰성을 제공합니다.

Orbitrap Astral 질량분석기의 새로운 분석기 기술을 사용하면 분해능이 저하되지 않으면서 높은 감도와 속도(200 Hz)를 통해 TMT MS2 멀티플렉싱 시 새로운 수준의 분석 결과를 획득할 수 있습니다. Orbitrap Astral 질량분석기는 TMT MS2 멀티플렉싱 실험에서 심도있는 단백질체 커버리지로 업계 최고 수준의 생산성 높은 분석이 가능합니다. 이 새로운 질량분석기는 TMT 18plex 실험에서 낮은 m/z에서 검출되는 리포터 이온을 50,000 분해능으로 baseline과 분리된 분석 결과를 제공합니다.

Orbitrap Exploris 480 질량분석기를 사용한 TMT MS2 워크플로우는 지능형 분석 기능(TurboTMT 모드, PrecursorFit 필터)을 활용하여 멀티플렉싱 단백질체 분석에 정량 가능한 다수의 펩타이드를 제공합니다. TMT 시약 및 FAIMS Pro 인터페이스와 함께 사용하는 Orbitrap Exploris 480 MS는 TMT 18plex 실험을 수행할 수 있는 분해능을 갖춘 두 개의 전용 MS/MS 시스템 중 하나이며, 커버리지나 분석 결과의 수준 저하 없이 발견 단백질체학 실험에서 최고의 신뢰성을 제공합니다.

TMT MS2 Workflow with FAIMS Pro Interface

FAIMS Pro 인터페이스는 동시 이온 간섭을 줄이고 정량 분석 정확도를 개선합니다.

TMT MS2 with FAIMS reduces interference, improves accuracy

Thermo Scientific Orbitrap Tribrid 질량분석기의 Thermo Scientific SPS MS3 멀티플렉싱 워크플로우는 멀티플렉싱 단백질체 분석에서 단백질체 내의 미묘한 변화를 정확하게 측정하는 독보적인 기능을 제공합니다.

TMT SPS MS3 Workflow

MS2에 비해 SPS MS3 사용 시 리포터 이온 신호 강도를 극적으로 증가시키고 향상된 계수 통계로 인해 비율 정확도를 향상시켜 정량화된 펩타이드 수를 크게 증가시킵니다. MS2에 이어 SPS를 통해 Orbitrap 분석기에서 검출된 MS3 조각 이온으로의 고에너지 충돌 분해(HCD) 조각화를 거친 최대 20 MS2 조각 이온을 동시에 분리할 수 있습니다. 이 기술은 MS2에 비해 동시 이온 간섭 및 비율 축소를 더욱 최소화합니다.

Classic SPS MS3

TMT 실시간 검색 SPS MS3 워크플로우

독보적인 지능형 획득을 겸비한 SPS MS3 멀티플렉싱 워크플로우의 Thermo Scientific TMT Real-Time Search 기능은 기능생물학 연구에서 가장 정확하고 정밀하며 효율적인 멀티플렉싱 단백질체 분석 결과와 동시에 최고의 정량 분석을 제공하며 이는 Orbitrap Eclipse Tribrid MS만의 독보적인 특징입니다.

TMT Real-Time Search SPS MS3 Workflow

SPS의 실시간 검색을 구현하면 TMT 실험의 특이도, 정확도 및 분석 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. 이 접근법은 사용자가 제공하는 데이터베이스와 비교하여 MS/MS 스펙트럼을 실시간으로 검색하고, 식별된 스펙트럼에 대해서만 SPS를 수행하여 미확인 스펙트럼에 대한 MS3 수집이 필요하지 않습니다. 이에 따라 전구체 이온 샘플링이 증가하여 펩타이드가 30-50% 더 많이 식별되고 정량 분석 정확도가 증가합니다. TMT SPS MS3 워크플로우의 Real-Time Search 기능은 정량 멀티플렉싱 실험에서 탁월한 성능 및 분석 결과를 제공하는 것으로 데이터를 통해 밝혀졌습니다.

Real Time Search SPS MS3


새로운 차원의 단백질체학 정량 분석 살펴보기