Sekvenování proteinů nové generace

Společnost Sophgena a.s. jako první v České republice poskytuje služby zájemcům o sekvenování proteinů metodou sekvenování nové generace (NGPS) na přístroji Platinum(TM) společnosti Quantum-Si.

Sekvenování proteinů nové generace

Přístroj Platinum od společnosti Quantum-Si je prvním systémem svého druhu umožňujícím sekvenování proteinů pomocí metody sekvenování nové generace (Next-generation Protein Sequencing, NGPS). Na rozdíl od tradičních metod sekvenování proteinů, jako jsou Edmanova degradace nebo hmotnostní spektrometrie, metoda NGPS umožňuje čtení sekvence aminokyselin, základních stavebních jednotek proteinů, u milionů molekul proteinu najednou, přičemž poskytuje rozlišení na úrovni jednotlivých molekul a aminokyselin. Díky tomuto přístupu je metoda NGPS vysoce propustná a zvyšuje tak celkové množství informací, které lze získat. 

Pracovní postup přípravy vzorků spočívá jednoduše v rozštěpení proteinu na kratší peptidy, ze kterých je ve sledu několika enzymatických reakcí vytvořena tzv. peptidová knihovna obsahující milióny fragmentů původního proteinu se schopností zachytit se na povrchu sekvenačního čipu. Samotná technologie sekvenace je založena na využití takzvaných rozpoznávačů (z angl. recognizers) aminokyselin, které se opakovaně vážou na vyčnívající konce molekul peptidů, a na základě svého vazebného partnera a stability vazby vysílají specifický optický signál, umožňující identifikaci první aminokyseliny v pořadí. Na jednotlivých peptidech postupně dochází k odštěpování rozeznaných aminokyselin prostřednictvím aminopeptidáz a proces identifikace se opakuje na následující aminokyselině v pořadí. Zachycený signál z čipu, který je sekvenčně vysoce specifický, se automaticky zpracuje pomocí analytického softwaru na palubě přístroje a výsledné pořadí aminokyselin v osekvenovaném proteinu se následně porovná se zvolenou referencí, což umožňuje identifikovat například potenciálně patologické varianty proteinu nebo nový funkční typ bílkoviny ve vzorku, ze kterého byla připravena peptidová knihovna. Vzhledem k vazebným vlastnostem rozpoznávačů lze navíc detekovat i některé specifické variace aminokyselin, které standardně vznikají při tvorbě proteinů v buňkách v procesech známých jako post-translační modifikace a výrazně ovlivňují výslednou funkci, lokalizaci, nebo životnost finálního proteinu. Oproti hmotnostní spektrometrii není tato metoda závislá na náboji detekovaných aminokyselin, a tak je možné studovat i proteiny, které mohou pro hmotnostní spektrometrii představovat podstatnou výzvu (např. membránové proteiny apod.). 

Grafickou reprezentaci popsaného procesu sekvenace lze zhlédnout na stránkách výrobce, zde https://www.quantum-si.com/technology/

 

Tato metoda sekvenace proteinů najde využití v široké škále výzkumných a komerčních aplikací, včetně:  

  • Proteinového inženýrství: evaluace produkce proteinů z expresního systému na základě sekvenace molekulárních barkódů, ověření produktu chimérického systému na úrovni sekvence aminokyselin
  • Buněčné biologie: identifikace proteinových izoforem, přiřazení sekvence proteinu k sledovanému fenotypu, ověření přítomnosti a identifikace neočekávaných proteinů ve výstupu analytických metod (např. nespecifický produkt na gelu)
  • Imunologie a výzkumu protilátek: snadná sekvenace těžkých a lehkých řetězců protilátek, možnost sekvenace cílených proteinů a potvrzení specificity protilátek

  • Genomického výzkumu: doplnění sekvence proteinu jako výsledného produktu DNA/RNA genu.

  • Výzkumu biomarkerů pro účely diagnostiky a vývoje terapeutik: reprodukovatelná a spolehlivá metoda pro získání funkčních informací o proteinech, které lze využít k vývoji a nastavení cílené terapie. Možnost screeningu vhodných kandidátů na vakcíny za využití peptidových barkódů.

  • Výroby protilátek: nenákladné ověření specificity protilátek, které může vést k širší a kvalitnější nabídce. Doplnění sekvence aminokyselin jako validační kritérium protilátky a zisk konkurenční výhody. Potvrzení specificity protilátky osekvenováním vázaných proteinů.

 

Vezměte osud a vaše zdraví
do vlastních rukou