کاربرد گزینش پایش واکنش در پروتئومیکس کمی هدفمند با چندگانگی بالا: جایگزینی برای آنالیز وسترن بلات ۲۰۱۳
Application of Selected Reaction Monitoring to Highly Multiplexed Targeted Quantitative Proteomics: A Replacement for Western Blot Analysis 2013

یک آزمایش کلیدی در تحقیقات زیست پزشکی، نظارت بر بیان پروتئین های مختلف به منظور تشخیص تغییراتی است که در سیستم های بیولوژیکی تحت شرایط آزمایشگاهی مختلف رخ می دهند. روشی که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد، وسترن بلات است. در حالی که وسترن بلات یک ابزار کارآمد در آزمایشگاه هایی است که به مطالعه بیان پروتئین می پردازند و مزایای متعددی دارد، محدودیت های قابل توجهی نیز دارد. به طور خاص، این روش نیمه کمی با دامنه دینامیکی محدود است. وسترن بلات بر روی یک پروتئین واحد در هر نمونه متمرکز است و تنها تعداد کمی از نمونه های نماینده در یک آزمایش مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند. مدت هاست که به ابزارهای کمی جدیدی نیاز است تا حداقل مکمل و احتمالاً جایگزین وسترن بلات شوند. روش های طیف سنجی جرمی رقابت با وسترن بلات را برای تجزیه و تحلیل های کمی معمول پروتئین ها آغاز کرده اند. یکی از این روش ها مبتنی بر تکنیک طیف سنجی جرمی تندم، با نام نظارت بر واکنش انتخابی (SRM) است که نظارت بر واکنش های چندگانه (MRM) نیز نامیده می شود. نظارت بر واکنش انتخابی در واقع یک تکنیک قدیمی تر طیف سنجی جرمی تندم است که اولین بار در اواخر دهه 70 توصیف شد و به طور گسترده در تجزیه و تحلیل کمی مولکول های کوچک مانند داروها و متابولیت ها مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از نظارت بر واکنش انتخابی برای تجزیه و تحلیل کمی پروتئین ها مزایای متعددی دارد. مهمتر از همه، اساساً کمی با دامنه دینامیکی گسترده است. خروجی این تجزیه و تحلیل یک نتیجه عددی است که می تواند در چندین مرتبه بزرگی متغیر باشد. از دیگر مزایا می توان به ویژگی و حساسیت کافی برای تشخیص پروتئین های با فراوانی کم در مخلوط های پیچیده اشاره کرد. در نهایت، نظارت بر واکنش انتخابی را می توان به صورت چندگانه (Multiplexed) انجام داد تا امکان تجزیه و تحلیل کمی تعداد نسبتاً زیادی از پروتئین ها را در یک نمونه واحد در یک آزمایش واحد فراهم کند. این خلاصه، جزئیات نظری و تجربی آزمایش نظارت بر واکنش انتخابی را همانطور که در مورد پروتئین ها اعمال می شود، توضیح خواهد داد.

A key experiment in biomedical research is monitoring the expression of different proteins in order to detect changes that occur in biological systems under different experimental conditions. The method that is most widely used is the Western blot analysis. While Western blot is a workhorse in laboratories studying protein expression and has several advantages, it also has a number of significant limitations. In particular, the method is semi-quantitative with limited dynamic range. Western blot focuses on a single protein per sample with only a small number of representative samples analyzed in an experiment. New quantitative tools have been needed for some time to at least supplement, & possibly replace, the Western blot. Mass spectrometric methods have begun to compete with Western blot for routine quantitative analyses of proteins. One of these methods is based on the tandem mass spectrometry technique of selected reaction monitoring (SRM), which is also called multiple reaction monitoring (MRM). Selected reaction monitoring is actually an older tandem mass spectrometry technique, first described in the late 70s, that is widely utilized in the quantitative analysis of small molecules like drugs & metabolites. The use of selected reaction monitoring for the quantitative analysis of proteins has a number of advantages. Most importantly, it is fundamentally quantitative with a wide dynamic range. The output of the analysis is a numerical result that can range over several orders of magnitude. Other advantages include sufficient specificity & sensitivity to detect low abundance proteins in complex mixtures. Finally, selected reaction monitoring can be multiplexed to allow the quantitative analysis of relatively large numbers of proteins in a single sample in a single experiment. This Brief will explain both the theoretical & experimental details of the selected reaction monitoring experiment as it is applied to proteins. ​