Application of GC Orbitrap Mass Spectrometry for Untargeted Metabolomics of Pathogenic Microorganisms

Postery | 2017 | Thermo Fisher Scientific | ASMSInstrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/HRMS, GC/Orbitrap
Zaměření
Metabolomika
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Význam tématu



Infekce způsobené současnou přítomností Candida albicans a Staphylococcus aureus představují vážné klinické riziko s vysokou mírou mortality. Interakce těchto patogenů v biofilmech zvyšuje rezistenci vůči antimykotikům i antibiotikům a komplikuje léčbu. Metabolomické analýzy umožňují odhalit molekulární mechanismy této synergické virulence.

Cíle a přehled studie



Studie si klade za cíl využít vysoce přesnou GC-Orbitrap hmotnostní spektrometrii k nestrukturované (untargeted) analýze metabolomů mono- a kobiofilmů C. albicans a S. aureus a příslušného kultivačního média, identifikovat klíčové metabolity a porozumět interkingdom metabolickým interakcím.

Použitá metodika a instrumentace



Vzorky biofilmů (mono- a ko-kultury) a média byly vysušeny, derivatizovány methoxymací a trimethylsilylací a analyzovány na systému Thermo Scientific Q Exactive GC Orbitrap GC-MS. Rozbor dat proběhl v software Compound Discoverer pro zarovnání a statistiku a TraceFinder pro identifikaci pomocí autentických standardů a EI knihoven.

Hlavní výsledky a diskuse



Analýza odhalila přibližně 465 metabolitů v médiu a 405 v buňkách, přičemž PCA zřetelně oddělila ko-kultury od mono-kultur v prvních dvou hlavních komponentách. U ko-kultur došlo k posílení toku pentózo-fosfátové dráhy, významnému odběru glukózy a fruktózy a spotřebě myristové kyseliny. Ze skupiny 22 nově detekovaných sloučenin byly validovány pyroglutamát, myristová kyselina a několik sugar phosphates. Trehalóza byla nalezena pouze v médiu s C. albicans.

Přínosy a praktické využití metody



Metoda poskytuje vysokou chromatografickou a hmotnostní rozlišitelnost, umožňuje rozlišení izomerů, kombinuje untargeted a targeted workflow a podporuje pozdější re-interpretaci dat. Nabízí robustní nástroj pro komplexní studium mikrobiálních interakcí a screening biologicky aktivních metabolitů.

Budoucí trendy a možnosti využití



Směr budoucího výzkumu zahrnuje rozšíření accurate mass databází, integraci s dalšími “-omics” přístupy, cílené modulování enzymů pentózo-fosfátové dráhy a aplikaci v mikrobiomu-myko biotopu lidského zdraví.

Závěr



GC-Orbitrap MS se ukazuje jako efektivní a spolehlivá technika pro nestrukturované metabolomické studie patogenních biofilmů, nabízející vysokou přesnost a hluboký vhled do mezidruhových metabolických interakcí.

Použitá instrumentace



  • Thermo Scientific Q Exactive GC Orbitrap GC-MS/MS
  • Derivatizace: methoxymace a trimethylsilylace
  • Software: Compound Discoverer, TraceFinder

Reference


  • Stipetić LH a kol. Metabolomics 12.4 (2016): 1-11.
  • Stipetić LH a kol. Genome Announcements 3.2 (2015): e00336-15.
  • Weidt S. a kol. Metabolomics 12 (2016): 189. doi:10.1007/s11306-016-1134-2.

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Application of GC Orbitrap mass spectrometry for untargeted metabolomics of pathogenic microorganisms
Application of GC Orbitrap mass spectrometry for untargeted metabolomics of pathogenic microorganisms
Simplified molecular imaging analysis of excreted microbial metabolites using a benchtop MALDI-TOF system
Lemon Grass Essential Oil does not Modulate Cancer Cells Multidrug Resistance by Citral—Its Dominant and Strongly Antimicrobial Compound