การทำบริสุทธิ์โปรตีนในเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อวิเคราะห์โปรตีโอมด้วยแมสสเปกโทรเมทรี

Abstract

         เยื่อหุ้มเซลล์เป็นส่วนที่ขวางกั้นระหว่างสิ่งแวดล้อมภายในและภายนอกเซลล์ ดังนั้น โปรตีนบนเยื่อหุ้มเซลล์จึงทำหน้าที่สำคัญในการสื่อสาร การจดจำชนิดของเซลล์ การส่งสัญญาณ และการขนส่งระดับโมเลกุล ด้วยเหตุนี้ การตรวจวัดการเปลี่ยนแปลงของโปรตีนจึงอาจนำไปสู่การค้นพบตัวบ่งชี้ทางชีวภาพ และการพัฒนาตัวยาใหม่ เพื่อประโยชน์ในการวินิจฉัยและการรักษาโรค ในปัจจุบันการพัฒนาของเทคโนโลยีทางด้านแมสสเปกโทรเมทรีเปิดโอกาสให้สามารถศึกษาภาพรวมของโปรตีนทั้งหมดในระบบได้ในระยะเวลาอันรวดเร็ว แต่การศึกษาโปรตีโอมของเยื่อหุ้มเซลล์ยังคงมีข้อจำกัดบางอย่าง ปัญหาหลักของการวิเคราะห์เกิดจากปริมาณโปรตีนที่มีอยู่น้อย และคุณสมบัติไฮโดรโฟบิกของโปรตีน บนเยื่อหุ้ม บทความนี้มุ่งเน้นไปที่การรวบรวมหลักการและการประยุกต์เทคนิคเพิ่มความเข้มข้นของโปรตีนบนเยื่อหุ้มเซลล์ เพิ่มความบริสุทธิ์และลดการปนเปื้อนจากออร์แกเนลล์ชนิดอื่น รวมถึงวิธีการทั่วไปและเทคนิคขั้นสูงซึ่งมีข้อดีและข้อเสียที่แตกต่างกัน การพิจารณาเลือกวิธีที่ใช้ในการเตรียมตัวอย่างนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเพิ่มขีดความสามารถในการระบุชนิดของโปรตีน และการวิเคราะห์เชิงปริมาณ เพื่อนำไปสู่การค้นพบหน้าที่ของโปรตีนเหล่านั้นที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองต่อสภาวะการเกิดโรค           As a barrier between intracellular and extracellular environment, plasma membrane (PM) proteins play crucial roles in cell communication, cell recognition, signaling and molecular transport. Thus, detection of changes in PM proteome could lead to identification of novel biomarkers for disease diagnostics and development of novel drug targets for therapeutics. Current development of mass spectrometry technologies has made it possible to study a snapshot of all proteins presented in the system; however, there are some limitations for the PM proteomic study. Main challenges result from their low abundance and their hydrophobic property. This review focuses on principles and applications of commonly used and advanced approaches for enrichment of the PM proteins, in order to increase their purity and deplete contaminating proteins from other organelles. Since each method has its own advantages and limitations, careful consideration for sample preparation techniques could help enhancing PM proteins identification and quantification to elucidate their roles in disease-associated cellular responses.