LCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

DEREPLIKACE LÁTEK A DE NOVO CHARAKTERIZACE MALÝCH MOLEKUL Z HMOTNOSTNÍCH SPEKTER

Vědecké články | 2022 | Chemické listyInstrumentace
LC/MS
Zaměření
Výrobce

Souhrn

Význam tématu


Metody dereplikace a de novo charakterizace malých molekul v hmotnostní spektrometrii zajišťují rychlý a přesný rozpoznání známých látek a identifikaci nových struktur, čímž podporují výzkum metabolitů, sekundárních metabolitů mikroorganismů a dalších přírodních i syntetických sloučenin. Efektivní biochemická analýza v datech LC-MS a MSI je klíčová pro farmaceutický průmysl, environmentální monitoring a biomedicínský výzkum.

Cíle a přehled studie / článku


Článek představuje otevřenou aplikaci CycloBranch a popisuje principy dereplikace známých chemických látek a de novo generování a hodnocení elementárních součtů nových molekul. Autoři navazují na předchozí publikace o interpretaci hmotnostních spekter a uvádějí přístupy vhodné pro LC-MS i zobrazovací MSI analýzu.

Použitá metodika a instrumentace


Aplikace při výpočtu izotopových obálek využívá multinomiální rozvoj pro nejběžnější biogenní prvky (C, H, N, O, S) s volitelným omezením počtu substitucí stabilními nuklidy, což zkracuje výpočetní nároky. Pro filtrování výsledků se aplikuje celá řada heuristik (Seniorova pravidla, poměry H/C, N/O, kontrola izotopových obálek, FDR). Data LC-MS se zpracovávají z formátu mzML, MSI z imzML s využitím knihovny OpenMS. Instrumentace: ultra-vysoké rozlišení 12T Solarix FTICR (Bruker Daltonics), běžné LC-MS systémy.

Hlavní výsledky a diskuse


Implementovaný algoritmus umožňuje:
  • rychlou dereplikaci látek na základě porovnání experimentálních a teoretických izotopových obálek,
  • de novo generování elementárních součtů s minimalizací falešných pozitiv,
  • vizualizaci výsledků v chromatogramu a fúzi s optickým obrazem ve formátu TIF, JPG, BMP, PNG nebo GIF,
  • nastavitelné filtrační parametry (ppm tolerance, FWHM, minimální počet pí­ků, FDR, výskyt v ROI),
  • zpracování rozsáhlých MSI dat v dávkovém režimu.
Validace na příkladech sideroforů a mikrobiálních metabolitů prokázala vysokou míru správné anotace při toleranci chyby m/z do 5 ppm a izotopové intenzity do 10 %.

Přínosy a praktické využití metody


Metoda a software CycloBranch přinášejí:
  • automatizaci identifikace známých i potencionálně nových malých molekul,
  • možnost rychlé kontroly biologických vzorků v QA/QC i výzkumu,
  • flexibilní nastavení pro různé typy ionizace a aduktů (H+, Na+, Fe2+ apod.),
  • pokročilé filtrování snižující počet falešných nálezů,
  • volně šiřitelný kód umožňující úpravy a doplňky uživatelům.

Budoucí trendy a možnosti využití


Očekává se další rozšíření databází struktur přírodních produktů, implementace pokročilých metod strojového učení pro de novo predikci a optimalizace vizualizačních nástrojů pro MSI. Integrace s proteomickými a lipidomickými platformami dále umožní komplexní multiomickou analýzu.

Závěr


CycloBranch představuje robustní a otevřené řešení pro rychlou dereplikaci a de novo charakterizaci malých molekul v datech LC-MS a MSI. Díky všestrannosti, nastavitelnosti a volnému přístupu podporuje široké spektrum aplikací v analytické chemii a příbuzných oborech.

Reference


  • Škultéty L., Novák J., Havlíček V. Chem. Listy 114, 145 (2020).
  • Novák J., Havlíček V. Chem. Listy 114, 200 (2020).
  • Novák J., Škríba A., Havlíček V. Anal. Chem. 92, 6844 (2020).
  • Luptáková D., Havlíček V. Chem. Listy 114, 216 (2020).
  • McDonnell L. A., Heeren R. M. A. Mass Spectrom. Rev. 26, 606 (2007).
  • Škríba A., Houšť J., Havlíček V. Chem. Listy 114, 119 (2020).
  • Krásný L. et al. Mycoses 54, 37 (2011).
  • Novák J. et al. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 26, 1780 (2015).
  • Pluháček T. et al. Mass Spectrom. Rev. 35, 35 (2016).
  • Hider R. C., Kong X. L. Nat. Prod. Rep. 27, 637 (2010).
  • Novák J. et al. BBA-Proteins Proteomics 1865, 768 (2017).
  • Novák J. et al. J. Mass Spectrom. 53, 1097 (2018).
  • Valkenborg D. et al. Mass Spectrom. Rev. 31, 96 (2012).
  • Audi G., Wapstra A. H. Nucl. Phys. A 565, 1 (1993).
  • Rosman K. J. R., Taylor P. D. P. Pure Appl. Chem. 70, 217 (1998).
  • Sadílek M. Chem. Listy 114, 133 (2020).
  • Käll L. et al. J. Proteome Res. 7, 29 (2008).
  • Palmer A. et al. Nat. Methods 14, 57 (2017).
  • Wang X. S. et al. J. Proteome Res. 17, 2328 (2018).
  • Kind T., Fiehn O. BMC Bioinformatics 8 (2007).
  • Senior J. K. Am. J. Math. 73, 663 (1951).
  • Martens L. et al. Mol. Cell. Proteomics 10 (2011).
  • Schramm T. et al. J. Proteomics 75, 5106 (2012).
  • Röst H. L. et al. Nat. Methods 13, 741 (2016).
  • Caboche S. et al. Nucleic Acids Res. 36, D326 (2008).
  • Sud M. et al. Nucleic Acids Res. 35, D527 (2007).

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
ŘEŠENÉ PŘÍKLADY INTERPRETACE PRODUKTOVÝCH SPEKTER PEPTIDŮ
Chem. Listy 114, 200−208 (2020) Referát ŘEŠENÉ PŘÍKLADY INTERPRETACE PRODUKTOVÝCH SPEKTER PEPTIDŮ tidů2. Spektrum neznámého lineárního peptidu, jehož sekvence je řešena v kap. 2, bylo naměřeno s nízkým rozlišením. Ostatní příklady pak zahrnují hmotnostní spektra s vysokým rozlišením. Profil kolizního…
Klíčová slova
peptid, peptidcyklického, cyklickéhoreferát, referátpeptidu, peptidupeptidů, peptidůřetězcem, řetězcemcyklický, cyklickýneribozomálních, neribozomálníchpostranním, postrannímlineárního, lineárníhosekvencí, sekvencípíky, píkydatabáze, databázelineární, lineárnípřípadě
ZÁKLADY INTERPRETACE HMOTNOSTNÍCH SPEKTER
Chem. Listy 114, 145−154 (2020) Referát ZÁKLADY INTERPRETACE HMOTNOSTNÍCH SPEKTER Ludovít Škultéty, Jiří Novák a Vladimír Havlíček analýza střevní mikroflóry, která je doménou molekulárních sekvenačních technik. Jinou, pro hmotnostní spektrometrii komplikovanou problematikou, je rozlišení některých typů izomerů či nestabilních látek.…
Klíčová slova
referát, referátspekter, spektertabulka, tabulkakamenů, kamenůstavebních, stavebníchlátek, látekhmotnost, hmotnostatomů, atomůpočtem, počtemaminokyselin, aminokyselininterpretace, interpretacehmotností, hmotnostípeptidů, peptidůhmotnosti, hmotnostizávisí
HPST ChromAtoMol #3 - časopis nejen pro analytické laboratoře
1 ChromAtoMol časopis nejen pro analytické laboratoře » Účinná korekce pozadí ICP-OES spekter » ICP-MS/MS – analýza bez interferencí » miRNA microarrays ve studiu regulace genové exprese » Imunodeplece plodové vody » Spojení kapilární elektroforézy s hmotnostní spektrometrií » Přístroje…
Klíčová slova
pro, proicp, icpspecialista, specialistaanalýza, analýzainterferencí, interferencíjsou, jsounebo, neboprvků, prvkůmicroarray, microarraypři, přisystému, systémujako, jakosystém, systémtak, takměření
ÚVOD DO TANDEMOVÉ HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE
Chem. Listy 114, 133−144 (2020) Referát ÚVOD DO TANDEMOVÉ HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE Martin Sadílek 1. Úvod a definice University of Washington, Seattle, WA 98195-1700, Spojené státy americké [email protected] Lidová moudrost, že „ve dvou se to lépe táhne“, platí i v oblasti…
Klíčová slova
iontů, iontůhmotnostní, hmotnostníaktivaci, aktivacireferát, referátths, thselektronu, elektronupro, prodisociace, disociaceenergie, energienízký, nízkýaktivace, aktivaceprostoru, prostoruenergií, energiíhmotnostních, hmotnostníchrozpady
Další projekty
GCMS
ICPMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.