Dans les organismes vivants, les molécules de protéines avec différentes structures chimiques appelées protéoformes sont produites à partir d’un seul gène pour remplir une variété de fonctions protéiques physiologiques. On sait depuis un certain temps que les humains ont environ 22 000 gènes, mais le nombre total de protéoformes humaines est encore inconnu.
Actuellement, la chromatographie liquide-spectrométrie-masse (LC-MS), une méthode très sensible pour mesurer les biomolécules, est la principale méthode utilisée pour analyser les protéoformes. Alors que l’approche traditionnelle de l’analyse des protéoformes nécessite de les décomposer en petits peptides, une approche plus récente de l’analyse des protéomiques intactes par LC-MS est appelée protéomique descendante.
Dans le sens du projet du génome humain qui a cartographié tous nos gènes, il y a eu des tentatives pour construire un atlas de protéomiques des denfaitements en utilisant une protéomique descendante. Cependant, les composants protéoformes extraits d’échantillons biologiques sont complexes, et LC-MS ne peut pas détecter de manière globale toutes les protéoformes.
Dans 2020le groupe Takemori de l’Université Ehime a initialement développé Peppi-MS, une méthode innovante pour le fractionnement à haute résolution des protéoformes en utilisant le système SDS-Page peu coûteux et simple. Le fractionnement de l’échantillon utilisant Peppi-MS a réussi à augmenter considérablement le nombre de protéoformes détectables par LC-MS, et ses performances ont conduit à l’adoption de PEPPI dans des préparations d’échantillons, appelées fractionnement « pré », dans de nombreuses études de protéomique descendantes .
Dans 2022en collaboration avec le groupe du professeur Andreas Tholey à l’Université de Kiel (Christian-Albrechts-Universität Zu Kiel), en Allemagne, un système de mesure de protéoforme ultra-sensible a été construit qui peut séparer les spectrométrie de masse de mobilité FIMM Protéoformes en phase gazeuse.
En utilisant ce système, dans 2023 Ils ont réalisé une analyse détaillée des cellules cultivées humaines via une protéomique descendante et établi une méthodologie pour une nouvelle protéomique moyenne, dans laquelle les produits de digestion Glu-C des protéoformes sont analysés.
Le fractionnement Peppi-MS ne nécessite aucun équipement spécial et peut être effectué avec un équipement de laboratoire biochimique standard. Son facilité et son accessibilité ont conduit à devenir une méthode standard pour le fractionnement de l’échantillon en protéomique profonde descendante.
Pour promouvoir davantage l’analyse des protéoformes, le groupe Takemori a établi des protocoles expérimentaux pour le fractionnement de protéoforme à haute résolution en appliquant PeppI-MS et une protéomique de haut en bas / intermédiaire en utilisant le système FAIMS-LC-MS et récemment publié un protocole rationalisé combinant son travail de 2020 à 2024 Protocoles de la nature.
The complete set of PEPPI-MS protocols enables high-resolution fractionation of trace biological samples and large-scale proteoform analysis by LC-MS and is expected to contribute to the construction of proteoform atlases for various living species and the development of disease diagnostic methods based sur des informations précises sur les protéoformes.
Plus d’informations:
Ayako Takemori et al, Peppi-MS: pré-fractionnement de l’échantillon basé sur le gel pour une protéomique profonde de haut en bas et moyen, Protocoles de la nature (2025). Doi: 10.1038 / s41596-024-01100-0