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分析化学において、タンデム質量タグ（TMT）は、質量分析（MS）に基づくタンパク質、ペプチド、核酸などの生物学的高分子の定量および識別におけるサンプルの多重化を容易にする化学ラベルです。TMTは、同じ質量を持つ分子のセットであるアイソバリック質量タグと呼ばれる試薬ファミリーに属していますが、フラグメンテーション後に異なる質量のレポーターイオンを生成します。測定されたレポーターイオンの相対比は、タグ付き分子の相対的な存在量を表しますが、イオン抑制は精度に悪影響を及ぼします。[1] [2]これらの複雑さにもかかわらず、TMTベースのプロテオミクスは、ラベルフリーの定量よりも高い精度を提供することが示されています。[3]タンパク質の定量化を支援することに加えて、TMTタグは、 RPLC -MS分析におけるリン酸化ペプチドなどの特定の高度に親水性の分析物の検出感度を高めることもできます。[4]
バージョン
現在、6種類のTMTが利用可能です。TMTzeroは同位体置換されていないコア構造です。TMTduplexは、1つの同位体置換を持つ同重体質量タグのペアです。[5] TMTsixplexは、5つの同位体置換を持つ6つの同重体質量タグのセットです。[6] [非一次ソースが必要] TMT 10-plexは、TMTsixplexレポーター領域を使用するが、異なる元素同位体を使用して0.0063 Daの質量差を作成する10個の同位体質量タグのセットです。 [7] [非一次ソースが必要] TMTproは、元のTMTとは異なるレポーターと質量正規化機能を備えた16プレックスバージョンです。そして、TMTpro Zeroです。
タグには、質量レポーター領域 (M)、切断可能なリンカー領域 (F)、質量正規化領域 (N)、およびタンパク質反応基 (R) の 4 つの領域が含まれます。すべてのタグの化学構造は同一ですが、タグごとにさまざまな位置で置換された同位体が含まれているため、質量レポーター領域と質量正規化領域は、タグごとに異なる分子量を持ちます。タグの結合された MFNR 領域は、総分子量と構造が同じであるため、クロマトグラフィーまたは電気泳動分離中、および単一の MS モードでは、異なるタグでラベル付けされた分子を区別できません。MS /MSモードでのフラグメンテーションでは、ペプチド バックボーンのフラグメンテーションから配列情報が得られ、タグのフラグメンテーションから定量データも同時に得られ、質量レポーター イオンが生成されます。
標識ペプチドの定量
TMT タグの構造は、unimod.org の unimod データベースを通じて公開されているため、Mascotなどの質量分析ソフトウェアでタグの質量を計算できます。さらに、バージョン 2.2 以降、Mascot には、追加のソフトウェアを使用せずに TMT やその他の等重質量タグを使用して定量化できる機能があります。直感的に、タンパク質測定に関連する信頼性は、さまざまなペプチドの比率の類似性とこれらの測定の信号レベルに依存します。ペプチドの強度とペプチド測定の一致をタンパク質比率の信頼区間に統合する、数学的に厳密な BACIQ と呼ばれるアプローチが登場しました。[8] TKO 標準を使用して干渉を評価できます[9] [非一次ソースが必要]
等重体キャリアの概念
TMTタグは、通常、同じ存在量のサンプルをラベル付けするために使用されます。ただし、ラベル付けされたサンプルのうち1つがより存在量が多い場合、すべてのサンプルの分析感度が向上する可能性があります。[10]このような等重体ラベル付けされたサンプルは、等重体キャリアと呼ばれます。これらは、質量分析による単一細胞タンパク質分析のために導入され、[11]他の多くの用途が見つかりました。[12]
参考文献
- ^ O'Brien JJ、O'Connell JD、Paulo JA 、 Thakurta S、Rose CM、Weekes MP、他 (2018 年 1 月)。「構成プロテオミクス: 同重体タグを利用したタンパク質定量における空間的制約の影響」。Journal of Proteome Research。17 ( 1): 590–599。doi :10.1021/ acs.jproteome.7b00699。PMC 5806995。PMID 29195270。
- ^ Brenes A、 Hukelmann J、Bensaddek D、Lamond AI (2019年10月)。「マルチバッチTMTは偽陽性、バッチ効果、欠損値を明らかにする」。分子 ・細胞プロテオミクス。18 (10 ) :1967–1980。doi : 10.1074/ mcp.RA119.001472。PMC 6773557。PMID 31332098。
- ^ O'Connell JD、Paulo JA、O'Brien JJ 、Gygi SP (2018 年 5 月)。「2 つの一般的なタンパク質定量法のプロテオーム全体の評価」。Journal of Proteome Research。17 ( 5): 1934–1942。doi : 10.1021/ acs.jproteome.8b00016。PMC 5984592。PMID 29635916。
- ^ Tsai CF、Smith JS、Krajewski K、Zhao R、Moghieb AM、Nicora CD、他 (2019 年 9 月)。「タンデム質量タグ標識は親水性リン酸化ペプチドの逆相液体クロマトグラフィー-質量分析を容易にします」。 分析化学。91 ( 18 ): 11606–11613。doi :10.1021 / acs.analchem.9b01814。PMC 7197904。PMID 31418558。
- ^ Thompson A、Schäfer J、Kuhn K、Kienle S、Schwarz J、Schmidt G、他 (2003 年 4 月)。「タンデム質量タグ: MS/MS による複雑なタンパク質混合物の比較分析のための新しい定量戦略」。分析化学。75 ( 8): 1895–904。doi :10.1021/ac0262560。PMID 12713048 。
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- ^ Specht H、Slavov N（2021年 1月）。 「等重体キャリアを使用した実験におけるタンパク質定量の精度と深度の最適化」。Journal of Proteome Research。20（1）：880–887。doi ： 10.1021 /acs.jproteome.0c00675。PMC 7775882。PMID 33190502。
- ^ Budnik B、Levy E、Harmange G、Slavov N (2018年10月)。「SCoPE-MS：単一哺乳類細胞の質量分析により細胞分化中のプロテオームの不均一性を定量化」。ゲノム生物 学。19 ( 1 ): 161。doi ：10.1186 /s13059-018-1547-5。PMC 6196420。PMID 30343672。
- ^ Slavov N (2021年2月). 「質量分析法による単細胞タンパク質分析」. Current Opinion in Chemical Biology . 60 : 1–9. arXiv : 2004.02069 . doi :10.1016/j.cbpa.2020.04.018. PMC 7767890. PMID 32599342.