fosfoproteomiikka

Fosfoproteomiikka on proteomiikan ala, joka kartoittaa fosforylaatioita suurten proteomien tasolla. Fosforylaatio on yleinen post-translationaalinen modifikaatio, jossa fosforihapporyhmä lisätään serinien, treoniinien tai tymiinien sivuketjuihin, ja se säätelee proteiinien toimintaa, vuorovaikutuksia ja solunsisäistä säätelyä. Fosfoproteomiikka yhdistää massaspektrometrian ja fosforylaatioon kohdistuvan näytteenvalmistuksen, jotta voidaan tunnistaa ja kvantitoida fosforylaatioita sekä seurata niiden dynamiikkaa.

Keskeinen workflow sisältää näytteen rikastamisen fosfopeptideihin, usein IMAC- tai MOAC-pohjaisilla menetelmillä (esim. TiO2). Rikastettuja fosfopeptidejä analysoidaan LC-MS/MS:llä. Kvantitatiivisia lähestymistapoja on useita: label-based (SILAC, TMT, iTRAQ) sekä label-free. Datan hankinta voidaan toteuttaa DDA- tai DIA-menetelmillä, ja tulokset käsitellään sekä fosfaation paikantamiseksi että dynamiikan kuvaamiseksi.

Datan tulkinta tapahtuu ohjelmistoilla kuten MaxQuant, Proteome Discoverer tai Spectronaut, joiden avulla fosforylaatio-paikat voidaan paikantaa ja kvantitoida sekä analysoida motiiveja ja mahdollisia kinasesubstraatteja. Kinaseinference ja signaalireittien analyysi tukevat biologisen merkityksen tulkintaa. Haasteisiin kuuluvat alhainen stoikiometria, näytteiden suuri monimutkaisuus sekä fosforylaation dynaaminen luonne, joka voi vaikeuttaa paikantamista.

Sovellukset kattavat signaalinvälitysreittien kartoituksen, vasteiden aikadynamiikan tutkimisen, sairauksien mekanismien selvittämisen sekä biomarkkereiden ja terapeuttisten kohteiden löytämisen. Fosfoproteomiikka mahdollistaa sekä laajat kattavuudet että aikadynaamisen analyysin proteiinien säätelyn ymmärtämiseksi ja voidaan integroida muiden -omics-tason tietojen kanssa parempaa biologista tulkintaa varten.