Optimization of Crosslinked Peptide Analysis on an Orbitrap Fusion Lumos Mass Spectrometer
Postery | 2016 | Thermo Fisher Scientific | ASMSInstrumentace
Chemická křížkování bílkovin ve spojení s hmotnostní spektrometrií představuje klíčovou metodu pro mapování kontaktů ve strukturách proteinu a interakcí mezi proteiny v komplexních vzorcích. Vzhledem k rostoucímu zájmu o studium proteinových komplexů in vivo a charakterizaci funkčních interakcí na proteomické úrovni umožňuje tato technika identifikovat kovalentně propojené peptidy a odhalit místa kontaktu, což je zásadní pro vývoj léků, strukturální biochemii a systémy proteomiky.
Cílem studie bylo porovnat výkon tradičních neštěpitelných a MS-štěpitelných křížkovacích činidel BS3 DSS DSSO BuUrBu a různých režimů MS fragmentace CID HCD ETD EThcD včetně úrovní MS2 a MS3 pro optimalizaci identifikace křížkovaných peptidů. Studie hodnotila účinnost křížkování na vzorcích BSA a celkovém lyzátu E coli přičemž byla použita software XlinkX v rámci Proteome Discoverer pro vyhledávání křížkovaných peptidů.
Vzorci BSA byli křížkováni v pufru HEPES pH 8 při různých molárních násobcích činidla 20× 100× 500× a následně se vzorky redukovaly alkylovaly a trávily trypsinem. Celkové lyzáty E coli byly křížkovány 20× frakcovány na kolonce Retain CX podle koncentrace amoniakální soli a desalinizovány C18 před LC MS analýzou. K fragmentaci byly porovnány režimy MS2 CID HCD ETD EThcD a MS3 v kombinaci s lineárně peptidovým či standardním vyhledávacím módem v XlinkX.
Implementace MS-štěpitelných crosslinkerů v kombinaci s pokročilou fragmentací MS3 a EThcD výrazně zlepšuje pokrytí mapy interakcí i v komplexních biologických vzorcích. Tento přístup umožňuje detailní zobrazení kontaktů v proteinových komplexech a rozšiřuje možnosti kvantitativní proteomické analýzy interakcí.
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníProteomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Chemická křížkování bílkovin ve spojení s hmotnostní spektrometrií představuje klíčovou metodu pro mapování kontaktů ve strukturách proteinu a interakcí mezi proteiny v komplexních vzorcích. Vzhledem k rostoucímu zájmu o studium proteinových komplexů in vivo a charakterizaci funkčních interakcí na proteomické úrovni umožňuje tato technika identifikovat kovalentně propojené peptidy a odhalit místa kontaktu, což je zásadní pro vývoj léků, strukturální biochemii a systémy proteomiky.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem studie bylo porovnat výkon tradičních neštěpitelných a MS-štěpitelných křížkovacích činidel BS3 DSS DSSO BuUrBu a různých režimů MS fragmentace CID HCD ETD EThcD včetně úrovní MS2 a MS3 pro optimalizaci identifikace křížkovaných peptidů. Studie hodnotila účinnost křížkování na vzorcích BSA a celkovém lyzátu E coli přičemž byla použita software XlinkX v rámci Proteome Discoverer pro vyhledávání křížkovaných peptidů.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorci BSA byli křížkováni v pufru HEPES pH 8 při různých molárních násobcích činidla 20× 100× 500× a následně se vzorky redukovaly alkylovaly a trávily trypsinem. Celkové lyzáty E coli byly křížkovány 20× frakcovány na kolonce Retain CX podle koncentrace amoniakální soli a desalinizovány C18 před LC MS analýzou. K fragmentaci byly porovnány režimy MS2 CID HCD ETD EThcD a MS3 v kombinaci s lineárně peptidovým či standardním vyhledávacím módem v XlinkX.
Použitá instrumentace
- Orbitrap Fusion Lumos Tribrid mass spectrometer
- Q Exactive HF mass spectrometer
- Thermo Scientific Dionex UltiMate 3000 RP HPLC se sloupcem EASY Spray 50 cm × 75 μm
- Thermo Scientific HyperSep Retain CX kolonka pro frakcionaci peptidů
Hlavní výsledky a diskuse
- Neštěpitelná činidla BS3 a DSS vykázala vyšší účinnost křížkování BSA než MS-štěpitelná DSSO a BuUrBu pravděpodobně vlivem délky a rozpustnosti reagencií.
- U MS-štěpitelných činidel DSSO a BuUrBu vedlo použití MS2-MS3 přístupu s lineárně peptidovým režimem vyhledávání k identifikaci více než 40 inter křížkovaných peptidů BSA zatímco konvenční MS2 CID poskytl méně než 20.
- Optimalizace EThcD energie 20 25 30 ovlivnila intenzitu fragmentů a výtěžek unikatních křížkovaných peptidů přičemž střední energie 25 často poskytla nejlepší kompromis.
- Na komplexním vzorku celého lyzátu E coli kombinace MS2-MS3 se sekundární EThcD fragmentací dosáhla nejvyššího počtu identifikovaných křížkovaných peptidů oproti ostatním režimům.
Přínosy a praktické využití metody
Implementace MS-štěpitelných crosslinkerů v kombinaci s pokročilou fragmentací MS3 a EThcD výrazně zlepšuje pokrytí mapy interakcí i v komplexních biologických vzorcích. Tento přístup umožňuje detailní zobrazení kontaktů v proteinových komplexech a rozšiřuje možnosti kvantitativní proteomické analýzy interakcí.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Další vývoj reagencií s vylepšenou směrodatností fragmentace a vyšší rozpustností pro rozšíření aplikace in vivo.
- Integrace MSn metod a pokročilých algoritmů strojového učení pro rychlejší a přesnější vyhledávání křížkovaných peptidů.
- Automatizace workflow a zpracování velkých datasetů pro vysokoprovozní mapování interakcí ve více vzorcích.
- Široké uplatnění v strukturální biologii vývoji proteinových léčiv a inženýringu enzymů.
Závěr
Studie ukazuje že optimalizované použití MS-štěpitelných crosslinkerů DSSO a BuUrBu spolu s MS2 MS3 a EThcD fragmentací přináší významný nárůst identifikací křížkovaných peptidů a to nejen na jednoduchých standardech jako BSA ale i v komplexních buněčných lyzátech. Tento přístup nabízí spolehlivou platformu pro detailní mapování protein protein interakcí.
Reference
- Kao A et al Development of a novel crosslinking strategy for fast and accurate identification of crosslinked peptides of protein complexes Mol Cell Proteomics 2011 10(1):M110002212
- Müller MQ et al Cleavable crosslinker for protein structure analysis reliable identification of crosslinking products by tandem MS Anal Chem 2010 82(16):6958–68
- Liu F et al Proteome-wide profiling of protein assemblies by cross linking mass spectrometry Nat Methods 2015 12(12):1179–84
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
IMSC: Optimization of crosslinked peptide analysis on an Orbitrap Fusion Lumos mass spectrometer
2016|Thermo Fisher Scientific|Postery
Thermo Scientific™ Proteome Discoverer™ using a XlinkX software node. Methods: Different amine-reactive, homobifuctional crosslinkers including disuccinimidyl Results: For both DSSO and BuUrBu, we identified over 40 BSA inter-crosslinked peptides 2 CID for DSSO. We also to less than(DSS), 20 using…
Klíčová slova
crosslinked, crosslinkedbuurbu, buurbucleavable, cleavablecrosslinkers, crosslinkersethcd, ethcddsso, dssopeptides, peptidesprotein, proteincrosslinking, crosslinkingidentified, identifiedxlinkx, xlinkxsequestht, sequesthtcid, cidlumos, lumosbsa
Evaluation of FAIMS Technology for Mass Spec Analysis of Chemical Cross-linked Peptides
2019|Thermo Fisher Scientific|Postery
Evaluation of FAIMS Technology for Mass Spec Analysis of Chemical Cross-linked Peptides Rosa Viner1; Leigh A Foster2; Ryan D. Bomgarden2; Michael W. Belford1; Satendra Prasad1; Romain Huguet1; Eloy R. Wouters1 , 1Thermo Fisher Scientific, San Jose, CA; 2Rockford, IL ABSTRACT…
Klíčová slova
faims, faimsscx, scxpeptides, peptidescrosslinked, crosslinkeddss, dsscross, crossfractionation, fractionationlinked, linkedmass, massnce, ncemax, maxunmodified, unmodifiedpierce, piercesettings, settingshcd
Crosslinking mass spectrometry (XL-MS) goes mainstream
2018|Thermo Fisher Scientific|Technické články
proteomics WHITE PAPER 65343 Crosslinking mass spectrometry (XL-MS) goes mainstream Mass spectrometrists and structural biologists guide to using XL-MS to understand the structure and function of molecular machines Author Executive summary Julian Saba, Thermo Fisher Scientific, San Jose, CA, USA…
Klíčová slova
crosslinked, crosslinkedprotein, proteinpeptides, peptidescrosslinking, crosslinkingcrosslinkers, crosslinkersdsso, dssointeractions, interactionsmass, masspeptide, peptidecan, canions, ionscleavable, cleavableproteins, proteinscomplexes, complexesresearchers
An optimized enrichment strategy for improved mass spec analysis of chemically crosslinked peptides
2018|Thermo Fisher Scientific|Postery
An optimized enrichment strategy for improved mass spec analysis of chemically crosslinked peptides Leigh Foster1, Ryan Bomgarden1, Erum Raja1, Chris Etienne1, Rosa Viner2, John Rogers1 1Thermo Fisher Scientific, Rockford, IL; 2Thermo Fisher Scientific, San Jose, CA Heat Protein Recovery (Background…
Klíčová slova
aadsbso, aadsbsocrosslinked, crosslinkedbiotinylation, biotinylationultralink, ultralinkstreptavidin, streptavidindsso, dssoneutravidin, neutravidincrosslinks, crosslinksbsa, bsapeptides, peptidesdsbso, dsbsohela, helaenrichment, enrichmentagarose, agaroseavidin