LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníProteomika
VýrobceThermo 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
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.