ショットガン戦略を使用した包括的なホスホプロテオーム分析の視点

タンパク質のリン酸化は、ほぼすべての細胞プロセスを調節する遍在する翻訳後修飾です。タンパク質のリン酸化の分析は、分析物のダイナミックレンジが高いと低い存在率のために困難です。ショットガンベースのプロテオミクスは、かなりの深さで包括的なホスホプロテオーム分析を実現するための非常に有用なプラットフォームとして浮上しています。過去数年間で、関連する技術の大きな発展とともに、大規模なリン酸化解析に関する重要なブレークスルーが目撃されてきました。効果的な濃縮材料、洗練された分析ワークフロー、新しいタイプの強力な質量分析計、および洗練されたバイオインフォマティックツールの組み合わせは、包括的なホスホプロテオーム分析のパフォーマンスを大幅に向上させます。この観点では、濃縮材料、プレフラクションワークフロー、さまざまな質量分析断片化モードに関する最近の技術開発と、ホスホプロテオームの識別と定量化のためのソフトウェアツールを簡単にレビューしました。次に、包括的なホスホプロテオーム分析の将来のための現在の課題と潜在的な方向について説明しました。また、関連する分析方法と技術のパフォーマンスをさらに向上させる方法についての視点も提供します。

Protein phosphorylation is a ubiquitous post-translational modification that regulates almost all cellular processes. The analysis of protein phosphorylation is challenging due to the high dynamic range and low abundance natures of the analyte. Shotgun based proteomics has emerged as a very useful platform to achieve a comprehensive phosphoproteome analysis in considerable depth. In the past few years, significant breakthroughs on the large scale phosphorylation analysis have been witnessed along with the great development of related technologies. The combination of effective enrichment materials, refined analysis workflows, new type of powerful mass spectrometers, and sophisticated bioinformatic tools greatly boost the performance of comprehensive phosphoproteome analysis. In this Perspective, we briefly reviewed recent technological developments on the enrichment materials, prefractionation workflows, and different mass spectrometry fragmentation modes as well as software tools for phosphoproteome identification and quantification. Then, we described the current challenges and potential directions for the future of comprehensive phosphoproteome analysis. We also provide perspectives on how to further improve the performance of related analysis methods and technologies.