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​Identification des protéines

Confirmation des séquences primaires des protéines et de la masse protéique intacte

Nous utilisons des stratégies de digestion multi-enzymes combinées à une SM à haute résolution pour confirmer la séquence primaire d'une protéine, et nous déterminons son poids moléculaire à l'aide de la protéine MS intacte.

Identification des protéines et estimation de leurs quantités relatives dans un échantillon

Nous utilisons la nano-LC-MS/MS pour identifier les protéines présentes dans un échantillon donné (par exemple complexe protéine/protéine purifiée, bande de gel, IP, BioID, organite, cellule, tissu, biofluide). Nous estimons le pourcentage de contribution de chaque protéine à la teneur totale en protéines détectée dans l'échantillon.

Identification des modifications post-traductionnelles (PTM)

Nous utilisons la nano-LC-MS/MS avec et sans enrichissement spécifique de peptides modifiés pour identifier les PTM et les acides aminés modifiés dans une séquence protéique (par exemple phosphorylation, Lys-acétylation, ubiquitination, clivage protéolytique par des protéases endogènes).

Services que nous offrons

Protéomique quantitative

Quantification relative et impartiale de milliers de protéines

Nous utilisons la quantification sans étiquette (LFQ), les techniques de marquage isobare (iTRAQ, TMT), ainsi que SILAC pour quantifier relativement des milliers de protéines sur plusieurs échantillons.

Quantification relative et impartiale des PTM (par exemple phosphorylation, ubiquitination, Lys-acétylation, clivage protéolytique)

Nous utilisons la quantification sans étiquette (LFQ), les techniques de marquage isobare (iTRAQ, TMT), ainsi que le SILAC en combinaison avec des méthodes d'enrichissement de peptides modifiés (par exemple, IMAC, anticorps contre la Lys-acétyation) pour quantifier relativement des milliers de PTM sur plusieurs échantillons.

Quantification "absolue" hautement multiplexée de cibles protéiques et de PTM sélectionnés

Nous utilisons la spectrométrie de masse ciblée (surveillance de réactions multiples, MRM et surveillance de réactions parallèles, PRM) pour la quantification "absolue" hautement sensible, hautement spécifique et extrêmement précise (CV <20 %) (c'est-à-dire la détermination de la concentration) des protéines et des PTM. . Nous avons développé des tests MRM pour des milliers de protéines et pouvons exécuter des tests multiplexés pour quantifier plus de 200 cibles en une seule analyse. Ces tests sont idéaux à des fins de validation et pour le criblage de centaines d'échantillons.

Métabolomique

Développement de dosages de métabolites personnalisés

Nous développons et effectuons des analyses LC-MS pour une large gamme de métabolites, de substances exogènes et de produits pharmaceutiques.

Profilage quantitatif des métabolites ciblés et non ciblés

Nous effectuons un profilage de métabolites ciblé (analyse LC-MS basée sur MRM des panels de métabolites spécifiques à la voie et à la classe) et non ciblé (analyse LC-MS) dans des échantillons biologiques.

Essais spécialisés de métabolomique (analyse 13C-fluxome,

MetID)

Nous développons et réalisons des tests métaboliques spécialisés personnalisés à l'aide d'analogues de métabolites marqués isotopiquement (analyse de fluxome de traçage de métabolome marqué au 13C, identification complète des métabolites de médicaments dans des cultures d'hépatocytes primaires et des modèles animaux).

SEP clinique

Développement d'analyses personnalisées de protéomique et de métabolomique ciblées spécifiques à une maladie

Nous développons, validons et mettons en œuvre dans la pratique clinique des panels d'essais protéomiques et métabolomiques spécifiques à la maladie.

Développement de chimie clinique personnalisée et TDM LC-MS

Nous développons, validons et mettons en œuvre dans la pratique clinique des tests LC-MS personnalisés pour la détermination des analytes d'intérêt en chimie clinique et les tests de suivi thérapeutique des médicaments.

Développement d'essais immuno-MS pour la quantification de concentrations cibles de protéines sélectionnées avec une sensibilité ultra-élevée

Nous développons des tests très sensibles et précis pour déterminer la concentration de cibles protéiques sélectionnées dans les cellules, les tissus (frais-congelés et FFPE), ainsi que les biofluides. À cette fin, nous combinons l'immuno-enrichissement à l'aide d'anticorps anti-peptide sur mesure avec la SEP. Les anticorps sont dirigés contre un peptide substitut « protéotypique » de la protéine cible qui est libéré lors de la digestion protéolytique d'un échantillon donné. L'ajout d'une quantité connue d'un peptide standard marqué par un isotope stable (SIS) qui a exactement la même séquence d'acides aminés que le peptide cible, permet la quantification «absolue» de la protéine cible en utilisant soit la surveillance de réactions multiples (iMRM) ou MALDI ( iMALDI) spectrométrie de masse. Cela permet de quantifier aussi peu que 100 amol de protéine à partir de 10 µg d'extrait protéique avec une précision et une reproductibilité élevées avec des méthodes de spectrométrie de masse robustes (c'est-à-dire microflow LC-MRM et MALDI).

Protéomique structurale

Caractérisation structurale des protéines thérapeutiques et des biosimilaires (masse intacte, repliement correct, état d'agrégation, PTM)

Nous utilisons la détermination exacte de la masse protéique intacte et la masse intacte, l'échange hydrogène-deutérium ascendant et descendant pour la caractérisation structurelle de la thérapeutique protéique et la comparaison structurelle des biosimilaires protéiques.

Identification des protéines cibles des médicaments et détermination des sites de liaison des médicaments

Nous utilisons une combinaison de techniques d'enrichissement par affinité, de marquage par photo-affinité et d'échange hydrogène-deutérium pour la détermination et la caractérisation des protéines cibles des médicaments à petite molécule et des sites de liaison des médicaments.

Cartographie des interfaces d'interaction protéine-protéine et détermination d'épitopes d'anticorps

Nous utilisons une combinaison de réticulation, de modification de surface covalente, d'échange hydrogène-deutérium et de protéolyse limitée pour l'identification et la caractérisation complètes des interfaces d'interaction protéique.

de novorésolution de structures protéiques

Nous utilisons une combinaison de techniques de protéomique structurale (réticulation à courte distance, modification de surface photo-réactive, échange hydrogène-deutérium, protéolyse limitée) et de simulations de dynamique moléculaire pour résoudre des structures protéiques inconnues.

Détermination de la topologie des complexes protéiques

Nous utilisons la réticulation à longue distance pour la détermination de la topologie des assemblages protéiques multi-sous-unités.

Identification de l'interaction protéine-protéine au niveau du protéome  

Nous utilisons la réticulation pour la détermination des réseaux d'interaction des protéines dans les environnements cellulaires et tissulaires natifs.

Identification des protéines

Identification des protéines et estimation de leurs quantités relatives dans un échantillon

  1. Déméthylation des histones par une famille de protéines contenant le domaine JmjC. Tsukada Y, Fang J, Erdjument-Bromage H, Warren ME, , Tempst P, Zhang Y. . 16 février 2006 ;439(7078):811-6.

  2. Purification et caractérisation fonctionnelle d'une méthyltransférase spécifique de l'histone H3-lysine 4. Wang H, Cao R, Xia L, Erdjument-Bromage H, , Tempst P, Zhang Y. . 2001 Dec;8(6):1207-17.

Identification des modifications post-traductionnelles (PTM)

  1. JNK phosphoryle la paxilline et régule la migration cellulaire. Huang C, Rajfur Z, Borchers C, Schaller MD, Jacobson K. Nature. 10 juillet 2003 ;424(6945):219-23.

  2. L'analyse globale du N-protéome mitochondrial identifie une peptidase de traitement critique pour la stabilité des protéines. Vögtle FN, Wortelkamp S, Zahedi RP, Becker D, Leidhold C, Gevaert K, Kellermann J, Voos W, Sickmann A, Pfanner N, Meisinger C. Cell. 16 octobre 2009;139(2):428-39.

  3. Inhibition du récepteur du facteur de croissance épidermique résistant à l'osimertinib EGFR-T790M/C797S. Lategahn J, Keul M, Klövekorn P, Tumbrink HL, Niggenaber J, Müller MP, Hodson L, Flaßhoff M, Hardick J, Grabe T, Engel J, Schultz-Fademrecht C, Baumann M, Ketzer J, Mühlenberg T, Hiller W, Günther G, Unger A, Müller H, Heimsoeth A, Golz C, Blank-Landeshammer B, Kollipara L, Zahedi RP, Strohmann C, Hengstler JG, van Otterlo WAL, Bauer S, Rauh D. Chem Sci. 4 octobre 2019;10(46):10789-10801.

  4. Affectation efficace des isomères d'acide α2,3/α2,6-sialique par glycoprotéomique basée sur LC-MS/MS. Pett C, Nasir W, Sihlbom C, Olsson BM, Caixeta V, Schorlemer M, Zahedi RP, Larson G, Nilsson J, Westerlind U. Angew Chem Int Ed Engl. 2018 juil 20;57(30):9320-9324.

Protéomique quantitative

Quantification relative et impartiale de milliers de protéines

  1. Paysage de la distribution des protéines subochondriales. Vögtle FN, Burkhart JM, Gonczarowska-Jorge H, Kücükköse C, Taskin AA, Kopczynski D, Ahrends R, Mossmann D, Sickmann A, Zahedi RP, Meisinger C. Nat Commun. 18 août 2017;8(1):290.

La première analyse complète et quantitative de la composition des protéines plaquettaires humaines permet l'analyse comparative des voies structurelles et fonctionnelles. Burkhart JM, Vaudel M, Gambaryan S, Radau S, Walter U, Martens L, Geiger J, Sickmann A, . . 11 octobre 2012;120(15):e73-82.

Quantification relative et impartiale des PTM (par exemple phosphorylation, ubiquitination, Lys-acétylation, clivage protéolytique)

  1. Détection à l'échelle du protéome de cibles et de motifs de S-nitrosylation à l'aide d'une technique d'enrichissement et de commutation bioorthogonale basée sur un lieur clivable. Mnatsakanyan R, Markoutsa S, Walbrunn K, Roos A, Verhelst SHL, Zahedi RP. Nat Commun. 16 mai 2019;10(1):2195. doi : 10.1038/s41467-019-10182-4. PMID : 31097712

  2. PARL médie la maturation protéolytique de Smac dans les mitochondries pour favoriser l'apoptose. Saita S, Nolte H, Fiedler KU, Kashkar H, Venne AS, Zahedi RP, Krüger M, Langer T. Nat Cell Biol. 2017 avril;19(4):318-328. doi : 10.1038/ncb3488. Publication en ligne le 13 mars 2017. PMID : 28288130

  3. La phosphoprotéomique quantitative temporelle de la stimulation de l'ADP révèle de nouveaux nœuds centraux dans l'activation et l'inhibition des plaquettes. Beck F, Geiger J, Gambaryan S, Solari FA, Dell'Aica M, Loroch S, Mattheij NJ, Mindukshev I, Pötz O, Jurk K, Burkhart JM, Fufezan C, Heemskerk JW, Walter U, Zahedi RP, Sickmann A. Sang. 12 janvier 2017;129(2):e1-e12. doi : 10.1182/blood-2016-05-714048. Publication en ligne du 9 novembre 2016. PMID : 28060719

  4. Le peptide amyloïde-β induit un dysfonctionnement mitochondrial par inhibition de la maturation des préprotéines. Mossmann D, Vögtle FN, Taskin AA, Teixeira PF, Ring J, Burkhart JM, Burger N, Pinho CM, Tadic J, Loreth D, Graff C, Metzger F, Sickmann A, Kretz O, Wiedemann N, Zahedi RP, Madeo F , Glaser E, Meisinger C. Cell Metab. 7 octobre 2014;20(4):662-9. doi : 10.1016/j.cmet.2014.07.024. Publication en ligne le 28 août 2014. PMID : 25176146

Quantification "absolue" hautement multiplexée de cibles protéiques et de PTM sélectionnés

  1. Évaluation multisite de la précision et de la reproductibilité des mesures basées sur la surveillance de réactions multiples des protéines dans le plasma. Addona TA, Abbatiello SE, Schilling B, Skates SJ, Mani DR, Bunk DM, Spiegelman CH, Zimmerman LJ, Ham AJ, Keshishian H, Hall SC, Allen S, Blackman RK, , Buck C, Cardasis HL, Cusack MP, Dodder NG, Gibson BW, Held JM, Hiltke T, Jackson A, Johansen EB, Kinsinger CR, Li J, Mesri M, Neubert TA, Niles RK, Pulsipher TC, Ransohoff D, Rodriguez H, Rudnick PA, Smith D, Tabb DL, Tegeler TJ, Variyath AM, Vega-Montoto LJ, Wahlander A, Waldemarson S, Wang M, Whiteaker JR, Zhao L, Anderson NL, Fisher SJ, Liebler DC, Paulovich AG, Regnier FE, Tempest P, Carr SA. . juil. 2009;27(7):633-41.

  2. Test protéomique ciblé multiplexé pour évaluer les concentrations de facteur de coagulation et le cancer associé à la thrombose.

  3. Mohammed Y, van Vlijmen BJ, Yang J, Percy AJ, Palmblad M, , Rosendaal FR. . 2017 juin 20;1(15):1080-1087.

  4. Quantification multiplex de 270 marqueurs de protéines plasmatiques pour identifier une signature pour la détection précoce du cancer colorectal.

  5. Bhardwaj M, Weigl K, Tikk K, Holland-Letz T, Schrotz-King P, , Brenner H. . 2020 mars;127:30-40.

  6. Mouse Quantitative Proteomics Knowledgebase : plages de concentration de protéines de référence dans 20 tissus de souris à l'aide de 5 000 tests de protéomique quantitative. Mohammed Y, Bhowmick P, Michaud SA, Sickmann A, . . 23 janvier 2021 : btab018.

SEP clinique

Développement d'analyses personnalisées de protéomique et de métabolomique ciblées spécifiques à une maladie

  1. Développement et évaluation d'un test immuno-MALDI (iMALDI) pour l'angiotensine I et le diagnostic de l'hypertension secondaire. Camenzind AG, van der Gugten JG, Popp R, Holmes DT, Borchers CH. Clin Protéomique. 2013 décembre 20;10(1):20.

  2. Un test LC-MRM pour la quantification des métanéphrines à partir de gouttes de sang séché pour le diagnostic des phéochromocytomes et des paragangliomes. Richard VR, Zahedi RP, Eintracht S, . Anal Chim Acta. 1er septembre 2020;1128:140-148.

  3. Profilage métabolique des acides biliaires dans le sang humain et de souris par LC-MS/MS en combinaison avec une extraction en phase solide avec déplétion des phospholipides. Han J, Liu Y, Wang R, Yang J, Ling V, . Chimie anale. 2015 janv. 20;87(2):1127-36.

  4. Quantification multiplexée basée sur le MRM de 67 biomarqueurs putatifs de maladies cardiovasculaires dans le plasma humain. Domanski D, Percy AJ, Yang J, Chambers AG, Hill JS, Freue GV, . Protéomique. avril 2012;12(8):1222-43.

  5. Stabilités à court terme de 21 acides aminés dans les taches de sang séché. Han J, Higgins R, Lim MD, Lin K, Yang J, . Clin Chem. 2018 février;64(2):400-402.

  6. Détermination de la concentration de> 200 protéines dans des taches de sang séché pour la découverte et la validation de biomarqueurs. Eshghi A, Pistawka AJ, Liu J, Chen M, Sinclair NJT, Hardie DB, Elliott M, Chen L, Newman R, Mohammed Y, . Protéomique des cellules Mol. 2020 mars;19(3):540-553.

Développement de tests personnalisés de chimie clinique et TDM LC-MS

  1. Mesure directe et précise des niveaux de bevacizumab dans le plasma humain basée sur l'oxydation contrôlée de la méthionine et la surveillance des réactions multiples. Spatz A, ACS Pharmacol Transl Sei. 13 novembre 2020;3(6):1304-1309.

Développement d'essais immuno-MS pour la quantification de concentrations cibles de protéines sélectionnées avec une sensibilité ultra-élevée

  1. iMALDI duplexé pour la détection de l'angiotensine I et de l'angiotensine II. Mason DR, Reid JD, Camenzind AG, Holmes DT, Borchers CH. Méthodes. février 2012;56(2):213-22.

  2. Dosages de désorption / ionisation laser assistés par immuno-matrice pour quantifier AKT1 et AKT2 dans les lignées cellulaires et les tumeurs du cancer du sein et colorectal. Popp R, Li H, LeBlanc A, Mohammed Y, Aguilar-Mahecha A, Chambers AG, Lan C, Poetz O, Basik M, Batist G, Borchers CH. Chimie anale. 3 oct. 2017;89(19):10592-10600.

  3. Spectrométrie de masse immuno-MALDI (iMALDI) pour l'analyse des protéines dans les voies de signalisation. Popp R, Li H, Borchers CH. Expert Rev Protéomique. 2018 septembre;15(9):701-708.

  4. Comment iMALDI peut améliorer les diagnostics cliniques. Popp R , Basik M , Spatz A , Batist G , Zahedi RP , Borchers CH. Analyste. 15 mai 2018;143(10):2197-2203.

Protéomique structurale

  1. Architecture du complexe d'initiation du noyau ARN polymérase II-Mediator. Plaschka C, Larivière L, Wenzeck L, Seizl M, Hemann M, Tegunov D, Petrotchenko EV, Borchers CH, Baumeister W, Herzog F, Villa E, Cramer P. Nature. 19 février 2015;518(7539):376-80.

  2. Recommandations pour la réalisation, l'interprétation et le compte rendu d'expériences de spectrométrie de masse par échange de deutérium hydrogène (HDX-MS). Masson GR, Burke JE, Ahn NG, Anand GS, Borchers C, Brier S, Bou-Assaf GM, Engen JR, Englander SW, Faber J, Garlish R, Griffin PR, Gross ML, Guttman M, Hamuro Y, Heck AJR, Houde D, Iacob RE, Jørgensen TJD, Kaltashov IA, Klinman JP, Konermann L, Man P, Mayne L, Pascal BD, Reichmann D, Skehel M, Snijder J, Strutzenberg TS, Underbakke ES, Wagner C, Wales TE, Walters BT , Weis DD, Wilson DJ, Wintrode PL, Zhang Z, Zheng J, Schriemer DC, Rand KD. Méthodes Nat. juil. 2019;16(7):595-602.

  3. Découverte d'un site de liaison à l'inhibiteur de l'intégrase du VIH-1 à petite molécule. Al-Mawsawi LQ, Fikkert V, Dayam R, Witvrouw M, Burke TR Jr, Borchers CH, Neamati N. Proc Natl Acad Sci US A. 2006 Jun 27;103(26):10080-5.

  4. La protéomique combinée descendante et ascendante identifie un site de phosphorylation dans les protéines de liaison tige-boucle qui contribue à la liaison d'ARN à haute affinité. Borchers CH, Thapar R, Petrotchenko EV, Torres MP, Speir JP, Easterling M, Dominski Z, Marzluff WF. Proc Natl Acad Sci US A. 2006 Feb 28;103(9):3094-9.

  5. Résolution de structures protéiques à l'aide de contraintes de réticulation à courte distance comme guide pour les simulations de dynamique moléculaire discrète. Brodie NI, Popov KI, Petrotchenko EV, Dokholyan NV, Borchers CH. Sci Adv. 7 juillet 2017;3(7):e1700479.

  6. Déploiement des protéines comme passage de l'auto-reconnaissance à la liaison client de haute affinité. Groitl B, Horowitz S, Makepeace KAT, Petrotchenko EV, Borchers CH, Reichmann D, Bardwell JCA, Jakob U. Nat Commun. 2016 janv. 20;7:10357.

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