PASEF™ on a timsTOF Pro defines new performance standards for shotgun proteomics with dramatic improvements in MS/MS data acquisition rates and sensitivity

Aplikace | 2017 | BrukerInstrumentace
Iontová mobilita, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
Zaměření
Proteomika
Výrobce
Bruker

Význam tématu


Proteomika vyžaduje vysokorychlostní a citlivé metody pro identifikaci a kvantifikaci proteinů v komplexních směsích. Implementace mobilně-iontové separace (TIMS) a metody PASEF v přístroji timsTOF Pro posouvá hranice shotgun proteomiky díky lepšímu rozlišení, rychlejším datovým akvizicím a vyšší citlivosti při analýze vzorků nízké koncentrace.

Cíle a přehled studie


Studie hodnotila schopnosti kombinace TIMS a PASEF v instrumentu timsTOF Pro při analýze 200 ng HeLa peptidové digestu na nanoUHPLC s 90min gradientem. Cílem bylo porovnat výkon při zapnuté versus vypnuté mobilně-iontové separaci z hlediska počtu MS/MS spekter, unikátních peptidů a identifikovaných proteinů.

Použitá metodika a instrumentace


Analýza vycházela z rozhraní nanoElute UHPLC (Bruker) s C18 kolonkou (25 cm×75 µm, 1,6 µm) při 400 nL/min a gradientu 2–37 % ACN/0,1 % FA. Přístroj timsTOF Pro obsahuje dvoukomorový TIMS analyzátor a QTOF detektor, což umožňuje paralelní akumulaci a sériovou fragmentaci (PASEF) s téměř 100 % duty cycle. MS rozsah byl 100–1700 m/z, TIMS cykly 100 ms a jeden běžný PASEF cyklus obsahoval 1 MS plus průměrně 10 MS/MS událostí. Data zpracováno pomocí MASCOT a Percolator.

Hlavní výsledky a diskuse


Výsledky ukázaly že:
  • s PASEF bylo získáno ~610 000 MS/MS spekter oproti ~105 000 bez TIMS;
  • identifikovalo se přes 39 000 unikátních peptidů a ~5 500 proteinových skupin (FDR < 1 %), zatímco bez TIMS ~20 000 peptidů a ~3 200 proteinů;
  • výrazně se zvýšila citlivost na nízko intenzivní prekurzory díky mobilně-iontovému časovému zaostření a možnosti opakované selekce;
  • příklady nízko intenzivních peptidů (m/z ~888–890) prokázaly vysoké skóre a spolehlivost identifikací po sumarizaci MS/MS spekter.

Přínosy a praktické využití metody


Přístup PASEF na timsTOF Pro nabízí:
  • výrazné zvýšení rychlosti datové akvizice a duty cycle až téměř 100 %;
  • lepší rozlišení komplexních vzorků díky extra dimenzi separace v TIMS;
  • možnost detekce a identifikace nízko abundantních proteinů z minimálních množství vzorku (200 ng);
  • široké uplatnění v objevné i cílené proteomice pro výzkum, QA/QC i klinické aplikace.

Budoucí trendy a možnosti využití


Očekává se další optimalizace softwaru pro plánování PASEF skenů, zkrácení gradientů a rozšíření použití v cílené kvantifikaci založené na kolizních průřezech (CCS). Dále se počítá s rozvojem aplikací pro analýzu post-translačních modifikací a integraci do platforem pro multi-omické studie.

Závěr


Kombinace TIMS a PASEF na přístroji timsTOF Pro stanovila nový standard pro shotgun proteomiku díky dramatickému nárůstu rychlosti a citlivosti. Umožňuje hlubší a spolehlivější profilování proteomu i při minimálním množství vzorku.

Reference


  1. Meier M. et al. Parallel Accumulation - Serial Fragmentation (PASEF): Multiplying Sequencing Speed and Sensitivity by Synchronized Scans in a Trapped Ion Mobility Device. J Proteome Res. 2015.
  2. Beck S. et al. The Impact II, a Very High-Resolution Quadrupole Time-of-Flight Instrument for Deep Shotgun Proteomics. Mol Cell Proteomics. 2015.
  3. Lubeck M. et al. Evaluation of a peptide selection algorithm for trapped ion mobility with parallel accumulation serial fragmentation (tims PASEF) on a QTOF instrument. Poster ASMS 2017.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

timsTOF Pro with PASEF and Evosep One: Maximizing throughput, robustness and analytical depth for shotgun proteomics
Short gradients with Bruker’s nanoElute coupled to the timsTOF Pro with PASEF — Throughput and deep proteome measurements
Accurate Label-Free Protein Quantitation on the timsTOF Pro with 4D-Proteomics™
Parallel accumulation – serial fragmentation combined with data-independent acquisition (diaPASEF)