Proteomika
VýrobceVýznam tématu
Interpretace produktových hmotnostních spekter peptidů je zásadní pro identifikaci struktury neribozomálních peptidů v oblasti přírodních produktů, farmaceutického vývoje a QA QC procesů.
Cíle a přehled studie
Studie ukazuje modelové postupy pro čtyři typy peptidů lineární, cyklický, lineární s postranním řetězcem a cyklický s postranním řetězcem. Ke každému typu je uvedeno zadání, krok za krokem řešení fragmentačního spektra a konečná sekvence. Součástí je demo softwaru CycloBranch pro de novo sekvenování.
Použitá metodika a instrumentace
- Hmotnostní spektrometrie s nízkým a vysokým rozlišením
- Kolizně indukovaná fragmentace založená na modelu mobilního protonu
- Detekce řad b iontů, y iontů a a iontů
- Analýza izotopové struktury fragmentů
- Bioinformatický nástroj CycloBranch s databází stavebních bloků a de novo algoritmem
Hlavní výsledky a diskuse
- Definování sekvence lineárního peptidu na základě m z hodnot iontů b a y
- Interpretace cyklického peptidu s využitím superpozice linearizovaných fragmentů a označování xy iontů
- Řešení lineárního peptidu s postranním řetězcem a částečné určení větvení
- Identifikace cyklického peptidu s postranním řetězcem a potvrzení větvení
- Prezentace postupů pro poznání modifikací methylace, acetylace a deamidace
- Ukázka přístupu ke scrambling efektu v cyklických strukturách
- Demonstrace cesty od fragmentačních rozdílů k sumárnímu vzorci peptidu
- Nasazení CycloBranch k vygenerování kandidátních sekvencí a skórování proti experimentálnímu spektru
Přínosy a praktické využití metody
Analytická strategie umožňuje systematickou strukturalizaci peptidů bez předchozí znalosti sekvence. Postupy lze uplatnit v oboru přírodních produktů, lékařských preparátů, průmyslové QA QC a biotechnologickém výzkumu.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření databází neribozomálních peptidů a jejich modifikací
- Integrace s NMR a rentgenovou difrakcí pro ověření stereochemie
- Implementace strojového učení k vyššímu rozlišení fragmentační analýzy
- Vyšetřování chiralit pomocí GC MS po hydrolýze peptidů
- Automatizace workflow de novo sekvenování v online platformách
Závěr
Popsané postupy poskytují jasnou metodiku interpretace produktových hmotnostních spekter různých typů peptidů. Kombinace manuálních analýz s bioinformatickým nástrojem CycloBranch zvyšuje efektivitu a spolehlivost de novo sekvenování neribozomálních peptidů.
Reference
- Škultéty L Novák J Havlíček V Chem Listy 114 145 2020
- Novák J Lemr K Schug KA Havlíček V J Am Soc Mass Spectrom 26 1780 2015
- Wright P Alex A Pullen F Rapid Commun Mass Spectrom 30 1163 2016
- Cautereels J Blockhuys F J Am Soc Mass Spectrom 28 1227 2017
- Vaisar T Urban J J Mass Spectrom 33 505 1998
- Caboche S Pupin M Leclère V Fontaine A Jacques P Kucherov G Nucleic Acids Res 36 D326 2008
- Bleiholder C Osburn S Williams TD Suhai S Van Stipdonk M Harrison AG Paizs B J Am Chem Soc 130 17774 2008
- Jegorov A Paizs B Žabka M Kuzma M Havlíček V Giannakopulos AE Derrick PJ Eur J Mass Spectrom 9 105 2003
- Havlíček V Jegorov A Sedmera P Wagnerredeker W Ryska M J Mass Spectrom 30 940 1995
- Zahradníčková H Hartvich P Šimek P Hušek P Amino Acids 35 445 2008
- Pavlásková K a 13 spoluautorů J Nat Prod 73 1027 2010
- Přichystal J Schug KA Lemr K Novák J Havlíček V Anal Chem 88 10338 2016
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.