タンパク質恒常性モデリングのための重水素化水代謝標識およびデータ非依存型取得質量分析法の利用

科学分野:

• 生化学
• プロテオミクス
• メタボロミクス

背景:

• タンパク質代謝回転は、細胞機能および適応に不可欠です。
• タンパク質代謝回転の正確な定量は、生理学的および病理学的プロセスを理解するために不可欠です。
• タンパク質代謝回転研究のための既存の方法には、プロテオーム網羅性および精度の限界があります。

研究 の 目的:

• タンパク質代謝回転率を定量するための新しいワークフローを開発および検証すること。
• 重水素化水代謝標識とデータ非依存型取得（DIA）タンデム質量分析（MS/MS）を統合すること。
• 正確な重水素富化決定のためのフラグメントイオン同位体分布解析における限界を克服すること。

主な方法:

• 重水素化水代謝標識ワークフローの適用。
• データ非依存型取得（DIA）タンデム質量分析（MS/MS）の利用。
• フラグメント切断を考慮した2質量同位体アプローチを用いた前駆体およびフラグメントイオンを用いた代謝回転率の自動決定。

主要な成果:

• タンパク質代謝回転研究におけるMS/MSでの標識富化の定量に成功しました。
• データ依存型取得（DDA）と比較して、プロテオーム網羅性および深さが増加したことを示しました。
• IGF-1およびデキサメタゾンによって誘発される筋肥大および筋萎縮のマウス筋芽細胞モデルで新しいアプローチを検証しました。

結論:

• 開発されたワークフローは、タンパク質代謝回転率決定のための堅牢かつ正確な方法を提供します。
• DIA-MS/MSと重水素化水標識の組み合わせは、プロテオーム全体のタンパク質代謝回転解析を大幅に強化します。
• このアプローチは、筋適応のような動的な細胞プロセスを調査するための貴重なツールを提供します。