Maximizing proteome coverage through improved on-line Orbitrap peak determination

Postery | 2017 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
Zaměření
Proteomika
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Význam tématu


Rostoucí hloubka proteomových analýz vyžaduje efektivní identifikaci a vzorkování prekurzorů v reálném čase. Tradiční THRASH algoritmus již nedostačuje pro plné využití možností moderních Orbitrap Fusion Lumos Tribrid hmotnostních spektrometrů, což omezuje pokrytí komplexních biologických vzorků.

Cíle a přehled studie / článku


Cílem studie bylo implementovat a otestovat nový algoritmus Advanced Peak Determination (APD) pro on-line stanovení špiček v Orbitrap spektrech. Studie porovnává výkon APD se stávajícím THRASH algoritmem při analýze tryptických HeLa peptidů i intact protein standardu.

Použitá metodika a instrumentace


  • Orbitrap Fusion Lumos Tribrid mass spectrometer
  • Thermo Scientific Easy-nLC 1000 a Dionex UltiMate 3000 UHPLC systémy
  • Data-dependent LC-MS/MS metody s rychlým (turbo) skenováním ITMS2, automaticky určeným hmotnostním rozmezím a variabilním maximálním injekčním časem (optimálně 20–35 ms)
  • Vzorky: Pierce HeLa digest (1 μg) a Pierce Intact Protein Standard mix
  • Vyhledávání: Thermo Scientific Proteome Discoverer 2.1, Percolator, 1 % FDR

Hlavní výsledky a diskuse


  • APD detekuje stovky tisíc dodatečných prekurzorů díky lepšímu rozlišení překrývajících se izotopických obálek a přesnějšímu přiřazování nábojového stavu.
  • Při zapnutém APD se během 2hodinové LC-MS/MS analýzy získalo přibližně 250 000 MS2 spekter, což vedlo k >45 000 unikátním peptidovým identifikacím, tj. o >35 % více než s THRASH.
  • Reprodukovatelnost mezi třemi replikami se zlepšila, počet peptidů identifikovaných ve všech třech bězích vzrostl o ~50 % (z 26 158 na 38 045).
  • Optimalizované parametry ITMS2 (maximální injekční čas 20 ms, rychlý skenovací režim, 200–1400 m/z) vyváží kvalitu spekter a vysokou akviziční frekvenci přes 35 Hz.
  • APD rovněž zlepšuje stanovení nábojového stavu velkých biomolekul, což umožňuje pokročilé top-down analýzy intaktních proteinů.

Přínosy a praktické využití metody


  • Výrazně vyšší proteomové pokrytí při zachování nebo zkrácení doby analýzy.
  • Lepší reprodukovatelnost a detekční limity, vhodné pro náročné QA/QC aplikace, farmaceutický výzkum a klinické studie.
  • Možnost rutinního nasazení APD algoritmu na Orbitrap Fusion Lumos platformách v analytických laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Integrace strojového učení pro další vylepšení detekce špiček a predikci izotopických vzorů.
  • Rozšíření APD do dalších hmotnostních spektrometrů a top-down proteomiky s cílem detailního studia posttranslačních modifikací.
  • Využití při real-time rozhodování o selekci prekurzorů pro dynamicky řízené experimenty.

Závěr


Nový algoritmus Advanced Peak Determination významně posiluje schopnost Orbitrap Fusion Lumos Tribrid spektrometrů, zvyšuje počet identifikovaných peptidů i přenositelnost metodiky pro top-down analýzy. Díky optimalizovaným ITMS2 nastavením a lepší detekci izotopických obálek dosahuje >35 % zlepšení v proteomové pokrytí a lepší reprodukovatelnosti.

Reference


  1. Hoopmann MR, Finney GL, MacCoss MJ. High speed data reduction, feature selection, and MS/MS spectrum quality assessment of shotgun proteomics datasets using high resolution mass spectrometry. Anal. Chem. 2007, 79, 5630-5632.
  2. Senko MW, Beu SC, McLafferty FW. Automated assignment of charge states from resolved isotopic peaks for multiply charged ions. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 1995, 6, 52-56.
  3. Senko MW, Beu SC, McLafferty FW. Determination of monoisotopic masses and ion populations for large biomolecules from resolved isotopic distributions. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 1995, 6, 229-233.
  4. Horn DM, Zubarev RA, McLafferty FW. Automated reduction and interpretation of high resolution electrospray mass spectra of large molecules. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2000, 11, 320-332.

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Maximizing Proteome Coverage with Advanced Peak Determination Algorithm on Tribrid Mass Spectrometers
MSUM: NEW on Thermo Scientific Orbitrap Fusion Lumos Tribrid MS
Optimization of RP-LC-MS Top-down Protein Analysis on an Orbitrap Fusion Lumos Tribrid MS with the Advanced Peak Determination Algorithm
Thermo Scientific Orbitrap Fusion Lumos Tribrid Mass Spectrometer with Advanced Peak Determination