TMT 태그 기반의 인산화 단백질 정량 기술

단백질 인산화는 진핵세포에서 가장 일반적이고 중요한 번역 후 변형(PTM) 중 하나입니다. 이는 세포 증식, 세포자멸사, 대사, 스트레스 반응과 같은 중요한 생물학적 과정에 광범위하게 관여하며, 암, 자가면역질환, 신경퇴행성 질환 등의 주요 질환에서 핵심 역할을 합니다. 그러나 인산화 변형은다이나믹성이 강하고, 농도가 낮으며, 억제성 이온의 간섭을 받기 쉬운특징이 있어, 시스템적 검출 및 정량화에 큰 도전을 안겨줍니다. 세포 신호 경로를 깊이 해석하기 위해서는 민감도, 정확성 및 처리량을 겸비한 인산화 단백질 정량화 전략이 시급히 필요합니다.TMT 라벨링(Tandem Mass Tag)과 고해상도 질량 분석이 현재 인산화 단백질체학 연구의 기술 주류가 되고 있습니다.

 

1. TMT 라벨링 기술이란 무엇인가?

TMT는 단백질 분해 후 펩타이드 N 말단과 라이신 측쇄에 공유 결합 라벨링을 할 수 있는 이소토프 라벨링 화학 태그입니다. 각 TMT 태그는 보고 이온(Reporter Ion), 평형 그룹(Balance Group), 반응 그룹(Reactive Group) 세 부분으로 구성됩니다. 비록 다른 태그의 질량 합계는 동일하지만, 질량 분석 2차 분열(MS/MS) 단계에서 서로 다른 질량의 보고 이온이 방출됩니다. 이를 통해 여러 샘플의 상대적 정량화를 한 번의 질량 분석에서 실현할 수 있습니다.

현재 TMT 태그는 최대 16-plex, 심지어 18-plex까지 지원할 수 있어 샘플 처리량을 크게 향상시키고 기술적 반복 오류를 줄여줍니다.

2. TMT 인산화 단백질 정량 기술의 핵심 프로세스

높은 커버리지와 높은 민감도의 인산화 단백질 정량화를 실현하기 위해 일반적으로 다음과 같은 최적화된 프로세스를 사용합니다.

1. 샘플 준비 및 단백질 추출

세포, 조직 또는 생물 유체를 시작 물질로 하여, 용해액을 사용하여 총 단백질을 충분히 추출하고 핵산, 다당류 등의 불순물을 제거합니다. 샘플 간 단백질 총량이 동일한 것은 후속 정량화의 중요한 전제 조건입니다.

2. 트립신 소화 & TMT 라벨링

단백질을 환원 알킬화한 후 트립신을 사용하여 펩타이드로 소화합니다. 그런 다음 다양한 실험 그룹에 대해 각각 TMT 태그 라벨링을 수행하고, 모든 샘플을 결합하여 통일된 다음 단계 농축 프로세스로 들어갑니다.

3. 인산화 펩타이드 농축(IMAC 또는 TiO₂)

인산화 펩타이드는 전체 펩타이드 중 비율이 매우 낮기 때문에(5% 미만), 금속 이온 친화 크로마토그래피(IMAC) 또는 이산화 티타늄(TiO₂) 미세 컬럼과 같은 특이성 농축 전략을 사용하여 인산화 펩타이드를 선택적으로 농축해야 합니다.

4. 고pH 역상 분류 & LC-MS/MS 분석

단백질 커버리지 및 인산화 위치 인식 수를 높이기 위해 LC-MS 전에 고pH 역상 분류를 권장합니다. 그 후, 고해상도의 질량 분석(예: Orbitrap Exploris, Fusion Lumos)을 통해 DDA 모드의 데이터 수집을 수행합니다.

5. 데이터 분석 및 기능 주석

Proteome Discoverer 등의 소프트웨어를 사용하여 데이터베이스 검색, 정량 분석 및 인산화 위치를 설정합니다. 후속적으로 GO/KEGG 농축, PPI 네트워크 구축 등 생물 정보학 방법을 결합하여 잠재적 조절 메커니즘을 탐색할 수 있습니다.

3. 기술적 장점: 왜 TMT를 인산화 단백질 정량에 사용하는가?

장점	설명
고처리량	한 번의 실험으로 최대 18개의 샘플을 병렬 분석할 수 있어 시간과 비용이 크게 절감됩니다.
정확한 정량화	MS/MS 수준에서 상대적 정량화를 실현하며, 이온 억제 간섭이 적고 데이터 일관성이 높습니다.
높은 재현성	동일한 배치 분석으로 작업 오류를 줄이고, 다양한 그룹 간 비교성을 높입니다.
강한 호환성	다양한 농축 방법과 결합할 수 있으며, 다양한 종과 샘플 유형에 적합합니다.

4. 바이타이파크 생명과학: 원스톱 TMT 인산화 단백질 그룹 서비스 플랫폼

바이타이파크 생명과학에서바이타이파크 생명과학우리는 국제적인 첨단Orbitrap 질량 분석 플랫폼을 기반으로 높은 민감도와 높은 재현성을 갖춘 TMT 인산화 단백질 질량 분석 서비스 프로세스를 구축했습니다. 우리의 서비스 장점은 다음과 같습니다.

• 전문적인 인산 펩타이드 농축 솔루션(IMAC/TiO₂/Ti-IMAC)

• 최대 18채널의 고처리량 TMT 정량 솔루션으로, 대규모 샘플 코호트 연구를 지원합니다.

• 엄격한 품질 관리 시스템과 생정보 분석 지원으로, 데이터에서 발견까지의 연구를 지원합니다.

• 풍부한 프로젝트 경험, 암, 면역, 대사, 줄기세포 등 여러 연구 방향을 포함합니다.

인산화 변형을 처음 탐구하거나 신호 경로 조절에 깊이 관여하든,바이타이파크 생명과학는 맞춤형 솔루션을 제공하여 연구의 새로운 돌파구를 지원할 수 있습니다.

TMT 라벨링의 인산화 단백질 정량 기술은 전례 없는 처리량과 정밀도로 단백질 신호 네트워크에 대한 이해를 새롭게 하고 있습니다. 미래에 질량 분석 기술과 농축 전략이 계속 발전함에 따라, 이 기술은 질병 메커니즘 해석, 신약 타겟 발견, 개인화 치료 개발 등의 분야에서 핵심 역할을 계속해서 할 것입니다. 관련 연구 요구가 있으시면바이타이파크 생명과학에 연락하여 무료 기술 상담 및 프로젝트 평가를 받으세요!