Acoustic technology-assisted rapid proteolysis for high-throughput proteome analysis

Recent developments and improvements of multiple technological elements including mass spectrometry (MS) instrument, multi-dimensional chromatographic separation, and software tools processing MS data resulted in benefits of large scale proteomics analysis. However, its throughput is limited by the speed and reproducibility of the protein digestion process. In this study, we demonstrated a new method for rapid proteolytic digestion of proteins using acoustic technology. Tryptic digests of BSA prepared at various conditions by super acoustic for optimization time and intensity were analyzed by LC-MS/MS showed higher sequence coverage in compared with traditional 16 hrs digestion method. The method was applied successfully for complex proteins of a breast cancer cells at 30 min of digestion at intensity 2. This new application reduces time-consuming of sample preparation with better efficiency, even with large amount of proteins, and increases high-throughput process in sample preparation state.

대량 발굴 프로테옴 분석을 위한 어쿠스틱 기술 기반 고속 단백질 절편화

최근 질량분석기와 다차원 크로마토그래피 분석법과 대용량 데이터를 처리하는 생물정보학 프로그램 등과 같은 복합적인 기술요소들의 발전은 대량 프로테옴을 분석하는 것을 가능하게 했다. 하지만, 이런 대량의 프로테옴을 분석하는 것은 단백질 절편화 과정의 긴 소요 시간과 낮은 재현성으로 인하여 한계를 가진다. 이 연구에서는 어쿠스틱 기술을 이용해 빠르게 단백질을 분해하는 새로운 방법을 제시했다. 이 어쿠스틱 기술의 시간과 강도를 최적화하기 위해서 여러 가지 조건에서 BSA 단백질을 트립신으로 절편화한 후 액체 크로마토그래피와 질량분석기로 분석하였다. 16시간동안 인큐베이션하는 기존의 방법과 슈퍼 어쿠스틱 기술을 사용한 방법을 비교하였을 때 슈퍼 어쿠스틱 기술이 기존의 방법보다 더 높은 아미노산 동정율을 보였으며, 유방암 세포와 같은 단백질 복합체에 적용하였을 때 30분의 절편화 시간에서도 효율적인 결과를 확인할 수 있었다. 이 새로운 방법은 샘플 전처리 과정에서 많은 양의 단백질일지라도 더 좋은 효율성을 가지게 되고 또한, 소비되는 시간도 줄여주며 일정 시간내의 샘플 처리량도 증가하게 된다.