Protein sample preparation and quantitation for mass spectrometry
Příručky | 2017 | Thermo Fisher ScientificInstrumentaceVýznam tématu
Cíle a přehled studie / článku
Použitá metodika a instrumentace
Použitá instrumentace
Hlavní výsledky a diskuse
Přínosy a praktické využití metody
Budoucí trendy a možnosti využití
Závěr
Reference
Příprava vzorků, Spotřební materiál, LC/MS
ZaměřeníProteomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Proteomika založená na hmotnostní spektrometrii (MS) je klíčová pro identifikaci a kvantifikaci proteinů i jejich modifikací v biologických vzorcích. Úspěch analýzy MS závisí zejména na kvalitě přípravy vzorku, efektivní separaci, obohacení nízce množných proteinů či peptidů a na správné volbě instrumentace a softwaru pro zpracování dat. Optimalizované workflow usnadňuje odhalení nízce exprimovaných cílů, třeba fosfoproteinů, a zvyšuje reprodukovatelnost měření.
Cíle a přehled studie / článku
Text shrnuje komplexní nabídku reagentů, spotřebního materiálu, kitů a instrumentů pro práci s proteiny a peptidy od stanovení koncentrace přes obohacení až po samotné spektrometrické měření. Představuje:
- metody lýzy a extrakce proteinů z buněk, biofluids a subcelulárních frakcí,
- postupy pro vypuzení interferujících složek (albumin, IgG),
- enrichment cílových proteinových podmnožin (fosfopeptidy, aktivované enzymy, interakční partneři),
- protokoly pro enzymatickou přípravu vzorku (in-gel, in-solution, různé proteázy),
- čistící a desalační techniky (dialýza, desalting, odstraňování detergentů, koncentrace),
- metody SDS-PAGE a barvení gelů,
- fosfoproteinová enrichment (Fe-IMAC, TiO2, magnetické TiO2) a frakcionace peptidů při vysokém pH,
- kvalitní LC-MS instrumentace (Orbitrap, triple quad) a SW (Proteome Discoverer, ProteinCenter aj.),
Použitá metodika a instrumentace
Použitá instrumentace
- Elektroforéza: NuPAGE Bis-Tris a Tris-acetát gely, Bolt Bis-Tris Plus, XCell SureLock tanky, DynaMag magnety.
- Chromatografie: EASY-nLC 1200, UltiMate 3000 RSLCnano, Acclaim PepMap a EASY-Spray kolony.
- MS přístroje: Orbitrap Q Exactive HF, Fusion Lumos, TSQ Quantiva, LTQ Velos, MALDI-TOF (Voyager-DE Pro).
- Automatizace: KingFisher Flex fritované magnetické extrakční systémy.
Hlavní výsledky a diskuse
- Pro separaci a obohacení proteinů byly validovány kity pro lýzu (Mass Spec Sample Prep, Mem-PER, subcelulární frakce), depleci albuminu/IgG, měření koncentrace (BCA, Micro BCA), inhibici proteáz/fosfatáz.
- Enrichment nízkomnožných proteinů a jejich komplexů zajistily IP kity (Protein A/G, streptavidin, Dynabeads), aktivační sondy (ActivX ATP, GTP, FP-probes) i crosslinkery (DSS, BS3, DSSO) pro analýzu interakcí.
- Příprava vzorku pro MS (in-gel/in-solution digests) včetně multiplexní TMT rel. kvantifikace proběhla pomocí ověřených proteáz (Trypsin Gold, Lys-C, Lys-N, Asp-N, Glu-C, chymotrypsin) a modifikačních protokolů (alkylace IAA, IAM, NEM; redukce TCEP, DTT; guanidination) s výbornými výtěžky a nízkou mírou chyb.
- Čištění vzorku (dialýza, Zeba® desalting, detergent removal, concentrators) optimalizovalo podmínky pro LC-MS a zabránilo zablokování aparatury.
- Pro fosfoproteomiku vedl oboustranný přístup IMAC Fe-NTA a TiO2 k doplňujícímu obohacení fosfopeptidů (až 5mg na kolonu; >90% selektivita). Kity High pH RP umožnily odfrakcionovat komplexní tryptické směsi pro hloubkovou sekvenci proteomu.
Přínosy a praktické využití metody
- Kompletní end-to-end řešení od lýzy až po identifikaci a kvantifikaci proteinů/fosfoproteinů.
- Modulární konstrukce kitů umožňuje přizpůsobení workflow specifickým požadavkům (vzorek, množství, cíl analýzy).
- Vysoká reprodukovatelnost, snadná automatizace a validované protokoly šetří čas a zdroje laboratoře.
- Zvýšená hloubka proteomu i nízkoabudantních cílových proteinů umožňuje detailní charakterizaci biologických procesů a farmakologických účinků.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozvoj MS-cleavable crosslinkerů (DSSO) a odpovídajících SW pro analýzu protein-protein interakcí in vivo.
- Integrované platformy pro přímou analýzu živých buněk či tkání s minimální přípravou (cut-and-shoot LS-MS).
- Pokročilé algoritmy strojového učení pro komplexní proteomické datasety, včetně identifikace vzácných PTM a variant.
- Nové formáty multiplexního značení pro rozšíření paralelní kvantifikace desítek až stovek vzorků.
Závěr
Kombinace optimalizovaných protokolů přípravy vzorku, speciálních kity pro enrichment a frakcionaci, výkonné LC-MS instrumentace a specializovaného softwaru umožňuje moderní proteomickou analýzu s vysokou hloubkou detekce a kvantitativními výsledky. Gernerické a flexibilní řešení zkracuje čas přípravy, zvyšuje reprodukovatelnost a kvantitativní přesnost, a otevírá nové možnosti ve výzkumu biologických procesů, biomarkerů a farmaceutických cílů.
Reference
1. Wisniewski JR et al. Nat Methods 6:359–360 (2009)
2. Berman MS et al. Proteomics 11:2931–2935 (2011)
3. Haas W et al. Mol Cell Proteomics 5(7):1326–1337 (2006)
4. XlinkX Software Development, Thermo Fisher Scientific, 2020
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Sample preparation for mass spectrometry
2014|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
Thermo Scientific Pierce Products for Mass Spectrometry Sample Preparation sample preparation for mass spectrometry Tools and reagents to extract, digest, enrich and clean up proteins and peptides table of contents Thermo Scientific Pierce Products for Mass Spectrometry Sample Preparation Introduction…
Klíčová slova
pierce, pierceprotein, proteininhibitor, inhibitorphosphatase, phosphataseprotease, proteaseenrichment, enrichmentkit, kitthermo, thermoscientific, scientificspin, spinstain, stainordering, orderingproteins, proteinsdigestion, digestionpeptide
New tools for improved proteomics results
2022|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
Proteomics New tools for improved proteomics results Sample preparation, quantitation, and instrument calibration reagents for proteomic mass spectrometry Introduction We offer a complete portfolio of sample preparation, protein quantitation, and instrument calibration solutions and standards designed for better mass spectrometry…
Klíčová slova
surequant, surequanteasypep, easypepprotein, proteinpierce, piercephosphopeptide, phosphopeptidetmtpro, tmtprotbdspp, tbdsppakt, aktpeptide, peptidethermo, thermokit, kitdisuccinimidyl, disuccinimidylscientific, scientificdspp, dspppeptides
Sequential enrichment using metal oxide affinity chromatography (SMOAC) to enhance phosphoproteome coverage for quantitative proteomic analysis
2018|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 65381 Sequential enrichment using metal oxide affinity chromatography (SMOAC) to enhance phosphoproteome coverage for quantitative proteomic analysis Authors Jae Choi, Ryan Bomgarden, Bhavin Patel, Leigh Foster, Sergei Snovida, John C. Rogers Thermo Fisher Scientific, Rockford, IL, USA Introduction…
Klíčová slova
smoac, smoacphosphopeptides, phosphopeptidesphosphopeptide, phosphopeptideenrichment, enrichmentnta, ntasimac, simacfractionation, fractionationphosphorylation, phosphorylationphosphoproteome, phosphoproteomesequential, sequentialpierce, piercefbs, fbstmt, tmtthermo, thermoscientific
Large Scale EasyPep MS Sample Preparation for Phosphopeptide Enrichment Workflows
2019|Thermo Fisher Scientific|Postery
MS Sample Preparation for Phosphopeptide Enrichment Workflows Ryan D. Bomgarden, Amarjeet Flora, Sergei Snovida, Penny Jensen, John C. Rogers ABSTRACT MATERIALS AND METHODS Phosphorylation is a critical post translational modification that modulates the function of numerous proteins, and recent advances…
Klíčová slova
scale, scalestarved, starvedeasypep, easypepids, idsidentifications, identificationsphosphopeptide, phosphopeptidefractionation, fractionationsmalll, smalllegf, egfpeptide, peptidelarge, largeerlotinib, erlotinibigf, igfenrichment, enrichmentprotein