Carbon and Nitrogen Positional Isotopomer Determination in Metabolites using Orbitrap IQ-X and Stellar MS - a novel hybrid nominal mass instrument
Postery | 2024 | Thermo Fisher Scientific | ASMSInstrumentace
Identifikace polohových izotopomerů poskytuje klíčové informace o průtoku uhlíku a dusíku v buňkách. Díky stabilním izotopům lze objasnit, jak se metabolické cesty mění v závislosti na podmínkách, například při hypoxii. Taková data pomáhají porozumět změnám v energetickém a biosyntetickém metabolismu, což je zásadní pro výzkum onemocnění spojených s poruchou dodávky kyslíku.
Hlavním cílem bylo vyvinout cílený MS2/MS3 přístup pro určení pozice izotopových nábojů v adenozinmonofosfátu (AMP). Metoda kombinuje vysokorozlišovací Orbitrap IQ-X s hybrydním Stellar MS, aby bylo možné získat strukturové informace i na nominal mass přístrojích. Aplikace byla demonstrována na in vitro modelu hypoxie lidských pankreatických KP4 buněk.
Vzorky byly připraveny z E. coli extractů (U-13C a 12C) pro structurální anotaci a z KP4 buněk pěstovaných v normoxii (21 % O₂) a hypoxii (0,5 % O₂). Mediální složení zahrnovalo:
Vyvinutý MS2/MS3 workflow poskytuje robustní nástroj pro detailní tokovou analýzu (fluxomics) i na nominal mass přístrojích. Umožňuje:
Metodu lze rozšířit na další metabolity důležité v onkologii, neurobiologii či farmakometabolomice. Perspektivní je integrace s vysoce propustnými systémy, automatizovaná analýza dat a kombinace s dalšími rozlišovacími principy (ion mobility).
Studie představila úspěšný postup pro stanovení polohových izotopomerů AMP pomocí Orbitrap IQ-X a Stellar MS. Ukázala praktickou aplikaci na hypoxický model a zdůraznila možnosti nominal mass přístrojů v pokročilém fluxomics výzkumu.
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníMetabolomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Identifikace polohových izotopomerů poskytuje klíčové informace o průtoku uhlíku a dusíku v buňkách. Díky stabilním izotopům lze objasnit, jak se metabolické cesty mění v závislosti na podmínkách, například při hypoxii. Taková data pomáhají porozumět změnám v energetickém a biosyntetickém metabolismu, což je zásadní pro výzkum onemocnění spojených s poruchou dodávky kyslíku.
Cíle a přehled studie
Hlavním cílem bylo vyvinout cílený MS2/MS3 přístup pro určení pozice izotopových nábojů v adenozinmonofosfátu (AMP). Metoda kombinuje vysokorozlišovací Orbitrap IQ-X s hybrydním Stellar MS, aby bylo možné získat strukturové informace i na nominal mass přístrojích. Aplikace byla demonstrována na in vitro modelu hypoxie lidských pankreatických KP4 buněk.
Použitá instrumentace
- Thermo Scientific Vanquish Horizon UHPLC se separací na HILIC kolonce
- Orbitrap IQ-X Tribrid mass spectrometer (HRAM)
- Stellar MS (hybridní kvadrupól-iontová past)
Použitá metodika
Vzorky byly připraveny z E. coli extractů (U-13C a 12C) pro structurální anotaci a z KP4 buněk pěstovaných v normoxii (21 % O₂) a hypoxii (0,5 % O₂). Mediální složení zahrnovalo:
- neoznačené živné médium
- 13C6-glukózu
- 15N2-glutamin
- kombinaci 13C6-glukózy a 15N2-glutaminu
Hlavní výsledky a diskuse
- Metoda umožnila rozlišení polohových izotopomerů AMP, včetně atomů dusíku z aspartátu, glutaminu a glycinu.
- Při hypoxii dochází k nárůstu glukózového příjmu, anaerobní glykolýzy a laktátové exkrece se současným poklesem oxidačního metabolismu.
- U AMP-M+9 izotopomeru byla prokázána vyšší redukce pod hypoxií ve srovnání s normoxií.
- Fragmentace MS3 odhalila, že dusík glycinu v adeninu zůstává neoznačený, což potvrzuje specifické zdroje dusíku v různých částech molekuly.
Přínosy a praktické využití metody
Vyvinutý MS2/MS3 workflow poskytuje robustní nástroj pro detailní tokovou analýzu (fluxomics) i na nominal mass přístrojích. Umožňuje:
- přesnou kvantifikaci polohových izotopomerů
- strukturní anotaci metabolitů
- monitorování buněčných adaptačních mechanismů při hypoxii
Budoucí trendy a možnosti využití
Metodu lze rozšířit na další metabolity důležité v onkologii, neurobiologii či farmakometabolomice. Perspektivní je integrace s vysoce propustnými systémy, automatizovaná analýza dat a kombinace s dalšími rozlišovacími principy (ion mobility).
Závěr
Studie představila úspěšný postup pro stanovení polohových izotopomerů AMP pomocí Orbitrap IQ-X a Stellar MS. Ukázala praktickou aplikaci na hypoxický model a zdůraznila možnosti nominal mass přístrojů v pokročilém fluxomics výzkumu.
Reference
- Deshpande R.R., Midha A., Amer B., Moehring T., Jain I., Jacob C.C., Bird S. Carbon and Nitrogen Positional Isotopomer Determination in Metabolites using Orbitrap IQ-X and Stellar MS – a novel hybrid nominal mass instrument. Thermo Fisher Scientific, 2024.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Investigating cellular metabolism on Orbitrap Excidion Pro mass spectrometer by the simultaneous use of differently labeled elemental isotope substrates
2025|Thermo Fisher Scientific|Postery
Fluxomics Investigating cellular metabolism on Orbitrap Excidion Pro mass spectrometer by the simultaneous use of differently labeled elemental isotope substrates Rahul Deshpande1, Ayush Midha2, Claire Dauly3, Bashar Amer1, Isha Jain2 and Susan S. Bird1 1Thermo Fisher Scientific, San Jose, CA,…
Klíčová slova
isotope, isotopemass, massorbitrap, orbitrapexcedion, excedionmetabolic, metabolicpro, prosil, silstable, stableexcidion, excidionpathways, pathwayscompound, compoundlabeling, labelingresolution, resolutionhilic, hilicimportance
Accelerate Your Research with Advanced Omics Solutions
2018|Agilent Technologies|OstatníPrezentace
Accelerate Your Research with Advanced Omics Solutions Christine Miller Omics Market Manager ASMS 2018 ASMS 2018 For Research Use Only. Not for use in diagnostic procedures. Biology Is Integrated Multi-omics increases biological understanding DNA RNA Protein Metabolite • Master program…
Klíčová slova
pathway, pathwayatp, atpproteomics, proteomicsagilent, agilentomics, omicsarchitect, architectskyline, skylinepcdl, pcdlmpp, mppanalysis, analysispathways, pathwaysprofiler, profilermetabolomics, metabolomicsflux, fluxtof
Grant application resource: Thermo Scientific Orbitrap ID-X Tribrid mass spectrometer for metabolomics, lipidomics and structural elucidation
2018|Thermo Fisher Scientific|Technické články
WHITE PAPER 65364 Grant application resource: Thermo Scientific Orbitrap ID-X Tribrid mass spectrometer for metabolomics, lipidomics and structural elucidation Author Goal Thermo Fisher Scientific This document is intended to provide conclusive reasons to justify upgrading from a Thermo Scientific™ Q…
Klíčová slova
orbitrap, orbitrapacquirex, acquirexmsn, msntribrid, tribridmass, massdda, ddainclusion, inclusionexactive, exactivehcd, hcdannotation, annotationexclusion, exclusionlist, listspectrometer, spectrometermetabolomics, metabolomicsion
Development and implementation of a comprehensive fecal metabolites LC-MS library for dietary intervention studies using the Thermo Scientific Stellar mass spectrometer
2024|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | 003114 Metabolomics Development and implementation of a comprehensive fecal metabolites LC-MS library for dietary intervention studies using the Thermo Scientific Stellar mass spectrometer Authors Goal Bashar Amer, Cristina Jacob, The primary goal of this application note is…
Klíčová slova
stellar, stellarfecal, fecalspectrometer, spectrometerdiscovery, discoverydiet, dietmice, micemass, massrich, richmetabolites, metabolitesmufa, mufasfa, sfatargeted, targetedgcdca, gcdcametasci, metascidca