IMSC: Improvements in LFQ for reproducible quantification of proteomic experiments: how DDA outperform DIA

Postery | 2016 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
Zaměření
Proteomika
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Význam tématu


Label-free kvantitativní proteomika umožňuje citlivou analýzu a porovnávání proteinových vzorků bez potřeby chemických značení. Data-dependent acquisition (DDA) a data-independent acquisition (DIA) na vysokorozlišovacích orbitrapových spektrometrech patří mezi nejpoužívanější přístupy. Porovnání těchto metod z hlediska počtu identifikovaných peptidů a reprodukovatelnosti kvantifikace je zásadní pro optimalizaci proteomických workflow v biologickém a farmaceutickém výzkumu.

Cíle a přehled studie / článku


Cílem studie bylo porovnat výkonnost HRAM quadrupole-Orbitrap DDA a DIA metod při analýze HELA proteinového digestu ve standardizovaném workflow. Hlavními metrikami hodnocení byly citlivost detekce, celkový počet identifikovaných a kvantifikovaných peptidů a proteinů, reprodukovatelnost mezi replikáty a vliv délky analytické kolony.

Použitá metodika a instrumentace


All solvents were LC-MS grade (Fisher Scientific). Solvent A: 100 % voda, 0.1 % kyselina mravenčí. Solvent B: 80 % acetonitril, 20 % voda, 0.1 % kyselina mravenčí. Vzorky: 500 ng/µL HELA digest (Pierce) doplněný HRM peptidovými standardy (Biognosys).
Chromatografie:
  • Thermo Scientific EASY-nLC 1200
  • Acclaim PepMap kolony 75 µm ID, délka 50 cm (ES803) a 75 cm (ES805), částice 2 µm, teplota 55 °C
  • Gradient 5–44 % B během 120 min při 300 nL/min
MS detekce:
  • Thermo Scientific Q Exactive HF MS
  • Režimy DDA a DIA
Software a zpracování dat:
  • Proteome Discoverer 2.2.0.96 (SEQUEST HT, Percolator, Minora, Rt-Aligner, Feature Mapper)
  • Spectral library pro DIA: výstup z DDA zpracovaný v Proteome Discoverer
  • Spectronaut 9.0 pro MS1 kvantifikaci v DIA

Hlavní výsledky a diskuse


DDA v kombinaci s novým LFQ workflow prokázalo vyšší počet identifikací i kvantifikovatelných peptidů oproti DIA:
  • 75 cm kolona: ~40 230 peptidů, 5 070 proteinů (DDA) versus 24 426 kvantifikovatelných peptidů (DIA)
  • 50 cm kolona: ~32 013 peptidů, 4 828 proteinů (DDA) versus 16 968 kvantifikovatelných peptidů (DIA)
  • Průměrná korelace mezi replikáty ~0,96 pro DDA i DIA
  • Nižší variabilita kvantifikace (CV < 20 %) u DDA
  • Delší kolony (75 cm) zvyšují hloubku proteomu v obou režimech
Vizualizace výsledků ukázala přehled chromatogramů, korelační boxploty, Vennovy diagramy překryvů a rozdělení intenzit.

Přínosy a praktické využití metody


Implementace LFQ workflow v Proteome Discoverer umožňuje:
  • Automatizované škálování, normalizaci a sledování studií
  • Vyšší citlivost a hloubku proteomických analýz bez nutnosti předběžné přípravy spektrální knihovny
  • Zjednodušenou integraci do rutinních QA/QC procesů

Budoucí trendy a možnosti využití


Budoucí vývoj se zaměří na:
  • Další zkracování chromatografických běhů při zachování hloubky pokrytí
  • Využití strojového učení pro zlepšení identifikace a kvantifikace
  • Komplexní integraci s klinickými daty pro personalizovanou medicínu
  • Rozšíření workflow na další třídy biomarkerů (např. post-translační modifikace)

Závěr


Studie ukazuje, že DDA na orbitrapových MS s pokročilým untargeted LFQ workflow nabízí vyšší počet identifikací, lepší reprodukovatelnost a větší efektivitu než DIA. Delší chromatografické kolony dále zvyšují proteomový protekční výkon bez kompromisů v kvalitě dat.

Reference


Nejsou uvedeny

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Improvements in LFQ for reproducible quantification of proteomic experiments: how DDA outperforms DIA
Optimized DDA+ and HR-DIA workflows for standardized, reproducible, precise and robust label-free quantitation of proteomes
Pushing the Leading Edge in Protein Quantitation: Integrated, Precise, and Reproducible Protein Quantitation Workflow Solutions
A highly sensitive and robust 150 μm column to enable high-throughput proteomics