Improving high-throughput Top-Down proteomics using a modified hybrid quadrupole-ultra-high-field-Orbitrap mass spectrometer
Postery | 2017 | Thermo Fisher Scientific | ASMSInstrumentace
Top-down proteomika umožňuje přímou analýzu intactních proteinů a jejich proteoform, čímž se zlepšuje charakterizace posttranslačních modifikací a variant. Tento přístup je klíčový v lékařském, farmaceutickém a biotechnologickém výzkumu, kde je nezbytné dosáhnout vysoké citlivosti, rozlišení a průchodnosti analýzy složitých biologických vzorků.
Studie demonstruje modifikaci orbitrapového spektrometru Q Exactive HF-X a implementaci pokročilých DDA algoritmů pro high-throughput top-down proteomiku. Porovnávají se režimy „Medium-High“ a „High-High“ akvizice na standardní trojici modelových proteinů, extraktu z E. coli a lidských 40S a 60S ribozomálních proteinů.
Tato metoda umožňuje vysoce průchodné analýzy intactních proteinů s vysokým rozlišením a přesností hmotnostního měření. Je vhodná pro detailní proteoformní charakterizaci v biomedicínském výzkumu, kontrolu kvality biotechnologických produktů a studium posttranslačních modifikací.
Integrace iontové mobility, strojového učení pro DDA strategie a rychlejších detektorů slibuje další zvýšení selektivity a prozkoumání složitých biologických matic v reálném čase. Kombinace top-down proteomiky s obrazováním molekulárních struktur otevře nové cesty v klinické diagnostice a personalizované medicíně.
Modifikace Q Exactive HF-X a implementace inteligentního DDA workflow výrazně posouvají hranice high-throughput top-down proteomiky. Díky selektivnější fragmentaci a efektivnějšímu zpracování dat lze rychle a spolehlivě identifikovat proteoformy ve složitých biologických vzorcích.
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníProteomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Top-down proteomika umožňuje přímou analýzu intactních proteinů a jejich proteoform, čímž se zlepšuje charakterizace posttranslačních modifikací a variant. Tento přístup je klíčový v lékařském, farmaceutickém a biotechnologickém výzkumu, kde je nezbytné dosáhnout vysoké citlivosti, rozlišení a průchodnosti analýzy složitých biologických vzorků.
Cíle a přehled studie
Studie demonstruje modifikaci orbitrapového spektrometru Q Exactive HF-X a implementaci pokročilých DDA algoritmů pro high-throughput top-down proteomiku. Porovnávají se režimy „Medium-High“ a „High-High“ akvizice na standardní trojici modelových proteinů, extraktu z E. coli a lidských 40S a 60S ribozomálních proteinů.
Použitá metodika a instrumentace
- Režimy DDA: „Medium-High“ (rozlišení 7 500 při m/z 200, transient 16 ms) a „High-High“ (rozlišení 120 000 při m/z 200, transient 256 ms).
- UHPLC: Thermo Vanquish Horizon s kolonkou MabPac-RP 2.1 × 100 mm, 4 µm, gradient 15 min.
- Spektrometrie: upravený Thermo Scientific Q Exactive HF-X se zvýšenou kapacitou iontového trychtýře (HCTT), elektrodynamickým iontovým trychtýřem a vylepšenými algoritmy pro přiřazení nábojového stavu a on-the-fly dekonvoluci.
- Fragmentace: HCD s optimalizovanou energií pro každý vybraný proteoform.
- Software: Thermo BioPharma Finder 2.0, Proteome Discoverer 2.1 s nodem ProSight PD.
Hlavní výsledky a diskuse
- Redukce redundantní fragmentace až o 50 % a nárůst identifikovaných proteoform o 35 % oproti standardnímu Q Exactive HF.
- 3× lepší signál-šum (S/N) pro intactní proteiny (např. Carbonic Anhydrase II) při 16 ms vs. 32 ms transientech.
- Modelové proteiny (ubiquitin, myoglobin, carbonic anhydrase II) jednoznačně identifikovány za méně než 3 s při direct infusion.
- U E. coli ribozomálních proteinů identifikováno 67 ze 67 očekávaných subunit; u lidských 40S 32 ze 33 a 60S 45 ze 47 subunit.
- Pokročilé DDA algoritmy cíleně vybírají pouze nejintenzivnější nábojový stav proteoformy a vylučují opakované fragmentace, čímž se zvyšuje dynamický rozsah a hloubka pokrytí vzorku.
Přínosy a praktické využití metody
Tato metoda umožňuje vysoce průchodné analýzy intactních proteinů s vysokým rozlišením a přesností hmotnostního měření. Je vhodná pro detailní proteoformní charakterizaci v biomedicínském výzkumu, kontrolu kvality biotechnologických produktů a studium posttranslačních modifikací.
Budoucí trendy a možnosti využití
Integrace iontové mobility, strojového učení pro DDA strategie a rychlejších detektorů slibuje další zvýšení selektivity a prozkoumání složitých biologických matic v reálném čase. Kombinace top-down proteomiky s obrazováním molekulárních struktur otevře nové cesty v klinické diagnostice a personalizované medicíně.
Závěr
Modifikace Q Exactive HF-X a implementace inteligentního DDA workflow výrazně posouvají hranice high-throughput top-down proteomiky. Díky selektivnější fragmentaci a efektivnějšímu zpracování dat lze rychle a spolehlivě identifikovat proteoformy ve složitých biologických vzorcích.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Top-down Characterization of Monoclonal Antibody on an Orbitrap Fusion Lumos Tribrid Mass Spectrometer
2016|Thermo Fisher Scientific|Postery
Poster Note 64778 Top-down Characterization of Monoclonal Antibody on an Orbitrap Fusion Lumos™ Tribrid Mass Spectrometer Seema Sharma, Stephane Houel, Christopher Mullen, Chad Weisbrod, Romain Huguet, John Syka, Dave Horn, Jonathan Josephs, Jae Schwartz, Vlad Zabrouskov Thermo Fisher Scientific, San…
Klíčová slova
abundance, abundancefragmentation, fragmentationantibody, antibodyintact, intactetd, etdrelative, relativemab, mabtop, topdown, downheavy, heavydeglycosylated, deglycosylatedmonoclonal, monoclonaluvpd, uvpdpulses, pulsessequence
Optimization of LC/MS Intact /Top-Down Protein Analysis on an Orbitrap Fusion Mass Spectrometer
2015|Thermo Fisher Scientific|Postery
proteins on a proteomics scale is challenging and requires significant method optimization of front–end separation, instrument parameters and data analysis. In this study, we developed a general RP-LC-MS method for intact/ top-down analysis on an Orbitrap Fusion mass spectrometer using…
Klíčová slova
protein, proteinfusion, fusionintact, intacttop, toporbitrap, orbitrapfigure, figuredown, downenolase, enolasefragmentation, fragmentationmixture, mixtureproteins, proteinsyeast, yeasthorse, horsewere, werepmol
A Complete Workflow Solution for Intact Monoclonal Antibody Characterization Using a New High-Performance Benchtop Quadrupole-Orbitrap LC-MS/MS
2012|Thermo Fisher Scientific|Postery
A Complete Workflow Solution for Intact Monoclonal Antibody Characterization Using a New High-Performance Benchtop Quadrupole-Orbitrap LC-MS/MS Zhiqi Hao,1 Yi Zhang,1 David Horn,1 Seema Sharma,1 Shiaw-Lin Wu, 2 Irene Ae-Ning Lin, 3 Yi-Hsuan Pan, 3 Ya-Fen Yang, 3 and Andreas F.…
Klíčová slova
mab, mababundance, abundanceintact, intactrelative, relativeexactive, exactivehcd, hcdspectrum, spectrumfile, fileorbitrap, orbitrapenvelope, envelopemass, massdeconvolution, deconvolutioncharge, chargedown, downantibody
Combination of Bottom-Up and Top-Down Characterization of Biologics Using a High Throughput Capable Workflow in Proteome Discoverer Software
2015|Thermo Fisher Scientific|Postery
For bottom-up experiments, the monoclonal antibodyy Rituximab was denatured for 30 min in 7 M Urea and 50 mM Tris HCL at pH 8.00. The sample was reduced with 5 mM 37°C and alkylated by addition of 10 mM IAA…
Klíčová slova
top, topdown, downbottom, bottomfigure, figuresequest, sequestbyonic, byonicndance, ndanceabun, abunterminal, terminalrelative, relativeprosight, prosightzoominto, zoomintotthe, tthekfl, kflthebottom