Cada célula do corpo contém milhares de moléculas de proteína diferentes e elas podem mudar essa composição sempre que forem induzidas a realizar uma tarefa específica ou se converter em um tipo de célula diferente. Compreender como as células funcionam depende da proteômica, a capacidade de medir todas as mudanças nos componentes proteicos de uma célula.

Em um artigo recente publicado na revista Química Analítica , Martin Wühr e colegas do Departamento de Biologia Molecular da Universidade de Princeton descreveram um método aprimorado para contar com precisão as proteínas presentes em uma célula em diferentes circunstâncias.

A ferramenta básica para contar proteínas é uma máquina chamada espectrômetro de massa. Amostras de células podem ser executadas por meio deste tipo de instrumento, uma de cada vez, mas isso é trabalhoso e pode ser difícil detectar quaisquer alterações entre as diferentes amostras. Uma abordagem alternativa é rotular todas as proteínas em uma amostra particular com uma etiqueta "isobárica" ​​exclusiva. Múltiplas amostras - até 11 - podem ser misturadas e executadas no espectrômetro de massa ao mesmo tempo, com a etiqueta isobárica funcionando como um código de barras de identificação que informa ao pesquisador de qual amostra a proteína veio originalmente. Isso acelera as coisas e torna mais fácil quantificar quaisquer mudanças na composição da proteína de diferentes amostras.

"Contudo, com a versão mais simples de marcação isobárica, conhecido como TMT-MS2, existem grandes dificuldades em distinguir sinais reais de ruído de fundo, "Wühr explica." Isso torna as leituras não confiáveis ​​e apenas semiquantitativas. "

Uma versão mais complexa de marcação isobárica, chamado TMT-MS3, pode melhorar este problema de sinal-ruído, mas é mais lento e menos sensível. Além disso, ele depende de um tipo de espectrômetro de massa muito mais caro, fora do alcance da maioria dos pesquisadores.

Enquanto ele era um pós-doutorado na Universidade de Harvard, Wühr desenvolveu uma abordagem diferente para a marcação isobárica que resolveu o problema de sinal-ruído, ao mesmo tempo em que permaneceu compatível com a mais barata, espectrômetros de massa amplamente disponíveis. Mas a técnica - conhecida como TMTc - tinha seus próprios problemas, particularmente uma falta de precisão que tornava difícil obter resultados consistentes.

Em seu recente Química Analítica papel, Wühr e dois de seus alunos de pós-graduação, Matthew Sonnett e Eyan Yeung, descreveram uma versão melhorada do TMTc que chamaram de TMTc +. Alterando a forma como as amostras de células são preparadas e alterando o algoritmo do computador que extrai dados do espectrômetro de massa, Wühr e colegas conseguiram resolver muitas das limitações associadas aos vários métodos de marcação isobárica.

"O método TMTc + é uma espécie de ponto ideal em comparação com os outros métodos, "Wühr diz." Ele fornece excelente exatidão e precisão de medição, é pelo menos tão sensível quanto qualquer outro método, e é compatível com cerca de dez vezes mais espectrômetros de massa do que TMT-MS3. "

Naturalmente, Wühr diz, ainda há espaço para melhorias. TMTc + permite apenas um máximo de 5 amostras a serem executadas ao mesmo tempo, e a detecção de proteínas nessas amostras é relativamente ineficiente. Ambos os problemas podem ser resolvidos com o desenvolvimento de novos tipos de marcadores isobáricos. "Temos que explorar o espaço químico dessas tags e encontrar aquelas que funcionem muito bem, "Wühr diz." Para este fim, começamos uma colaboração com o grupo Carell, especialistas em química orgânica da LMU Munique, e já publicou um artigo de prova de princípio. Eventualmente, esses esforços devem levar a uma abordagem que permitirá aos pesquisadores contar cada proteína em uma célula à medida que muda sua forma e função. "