Überblick

Die Targeted Proteomik konzentriert sich auf die Quantifizierung einer vordefinierten Gruppe von Proteinen mit hoher Empfindlichkeit, Spezifität und Durchsatz, im Gegensatz zur Discovery-Proteomik, die eine breite, nicht gezielte Abdeckung anstrebt. Die am weitesten verbreitete Technik ist das Selected Reaction Monitoring (SRM, auch Multiple Reaction Monitoring oder MRM genannt), das auf Triple-Quadrupol-Massenspektrometern durchgeführt wird. SRM-Assays zielen auf spezifische Peptid-Vorläufer-zu-Fragment-Übergänge ab, sogenannte proteotypische Peptide, die das interessierende Protein eindeutig repräsentieren. Dieser Ansatz liefert eine quantitative Präzision, die mit Immunoassays vergleichbar ist, und bietet gleichzeitig eine höhere Multiplex-Fähigkeit und eine schnellere Assay-Entwicklung.

Methoden

Die Assay-Entwicklung beginnt mit der Auswahl proteotypischer Peptide — Peptide, die für das Zielprotein einzigartig sind, im Massenspektrometer gut fliegen und intensive Fragmentionen produzieren. Für jedes Peptid werden mehrere Übergänge (Vorläuferion m/z zu Fragmention m/z) über die chromatographische Elutionsperiode hinweg überwacht. Interne Standards, typischerweise stabilisotopenmarkierte Versionen der Zielpeptide, werden in bekannter Konzentration in die Probe gegeben, um eine absolute Quantifizierung zu ermöglichen. Das Parallel Reaction Monitoring (PRM) auf Orbitrap-Geräten bietet einen verwandten Ansatz mit hochauflösender Vollspektrum-Akquisition. Datenunabhängige Akquisitionsmethoden (DIA) wie SWATH-MS überbrücken die Lücke zwischen Discovery- und Targeted-Analyse, indem sie alle Fragmentionen aller Vorläufer systematisch aufzeichnen.

Anwendungen

Die Targeted Proteomik ist die Methode der Wahl zur Verifizierung und Validierung von Biomarkerkandidaten aus ungezielten Studien. Sie wird in der klinischen Forschung häufig zur Quantifizierung von Protein-Panels eingesetzt, die mit bestimmten Krankheiten in Verbindung stehen. Die Assays ergänzen traditionelle ELISA-Messungen, bieten eine Alternative zu Gel-basierten Ansätzen und können multiplexiert werden, um Dutzende von Proteinen in einem einzigen Lauf zu verfolgen. Die Integration mit HPLC-Trennung und Massenspektrometrie-Detektion gewährleistet eine robuste Quantifizierung, während Proteinquantifizierungs-Assays eine orthogonale Validierung der Gesamtproteinkonzentration liefern.