Top‐Down Mapping of Protein Modifications by Multimodal MSⁿ on the New timsOmni Platform
Postery | 2025 | Bruker | ASMSInstrumentace
Histony patří mezi klíčové proteiny regulující strukturu chromatinu a genovou expresi prostřednictvím rozmanitých posttranslačních modifikací. Detailní nativní mapování těchto modifikací na intactních proteinech pomáhá pochopit epigenetické mechanismy a jejich rolí v biologických procesech či onemocněních.
Studie se zaměřuje na aplikaci multimodálních MSn workflow (eXd MS2/MS3) na nové platformě timsOmni pro rychlou identifikaci proteoform a lokalizaci vícečetných acetylací na histonech H3 a H4. Cílem je dosáhnout vysokého pokrytí sekvence a přesného určení pozice koexistujících modifikací, včetně izomerů shodného m/z.
Pro analýzu byla využita platforma timsOmni, která kombinuje TIMS-Q-TOF s lineárním iontovým pastí Omnitrap. Fragmentační režimy zahrnovaly elektronovou disociaci (ECD), excitačně řízenou ECD (RCID) a ionizační disociaci (EID) v MS2 i MS3. Vzorky intactních histonů byly přímou infuzí pod ultrajemným podmínkami bez chromatografie.
Pomocí eXd workflow bylo dosaženo téměř 100% pokrytí aminokyselinové sekvence histonu H4 i H3. U histonu H4 bylo lokalizováno až sedm acetylací (K5, K8, K12, K16, K20, K31, K44) při náboji 13+. U nízkých acetylací (1–4 modifikace) dominovala acetylace N-konce (K5–K16). Pro histon H3.1 pak monoacetylace v poloze K14 jednoznačně potvrdily specifičnost enzymů GCN5 a PCAF.
Vývoj proti vysokopropustnému top-down proteomickému screeningu komplexních vzorků, integrace s bioinformatickými nástroji pro automatizovanou analýzu proteoform a rozšíření metodiky na další typy PTM (fosforylace, metylace) přinese další posun v epigenetice i klinické diagnostice.
Multimodalní eXd MS2/MS3 na platformě timsOmni představuje výkonné řešení pro detailní top-down mapování koexistujících PTM na histonech. Metoda přináší téměř kompletní pokrytí sekvence a umožňuje přesnou lokalizaci vícečetných acetylací na intactních proteinech.
[1] Berthias F et al. Proteomics 2024, 24, e2200471
[2] Shliaha PV et al. Anal. Chem. 2018, 90(21), 12519-12526
[3] Papanastasiou D et al. JASMS 2022, 33(10), 1990-2007
[4] Henry RA et al. Biochemistry 2013, 52(34), 5746-5759
LC/MS, LC/MS/MS, LC/TOF, LC/HRMS, Iontová mobilita, Software
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceBruker
Souhrn
Význam tématu
Histony patří mezi klíčové proteiny regulující strukturu chromatinu a genovou expresi prostřednictvím rozmanitých posttranslačních modifikací. Detailní nativní mapování těchto modifikací na intactních proteinech pomáhá pochopit epigenetické mechanismy a jejich rolí v biologických procesech či onemocněních.
Cíle a přehled studie / článku
Studie se zaměřuje na aplikaci multimodálních MSn workflow (eXd MS2/MS3) na nové platformě timsOmni pro rychlou identifikaci proteoform a lokalizaci vícečetných acetylací na histonech H3 a H4. Cílem je dosáhnout vysokého pokrytí sekvence a přesného určení pozice koexistujících modifikací, včetně izomerů shodného m/z.
Použitá metodika a instrumentace
Pro analýzu byla využita platforma timsOmni, která kombinuje TIMS-Q-TOF s lineárním iontovým pastí Omnitrap. Fragmentační režimy zahrnovaly elektronovou disociaci (ECD), excitačně řízenou ECD (RCID) a ionizační disociaci (EID) v MS2 i MS3. Vzorky intactních histonů byly přímou infuzí pod ultrajemným podmínkami bez chromatografie.
Hlavní výsledky a diskuse
Pomocí eXd workflow bylo dosaženo téměř 100% pokrytí aminokyselinové sekvence histonu H4 i H3. U histonu H4 bylo lokalizováno až sedm acetylací (K5, K8, K12, K16, K20, K31, K44) při náboji 13+. U nízkých acetylací (1–4 modifikace) dominovala acetylace N-konce (K5–K16). Pro histon H3.1 pak monoacetylace v poloze K14 jednoznačně potvrdily specifičnost enzymů GCN5 a PCAF.
Přínosy a praktické využití metody
- Intenzivní spektrální data z eXd MSn umožňují rozlišení izomerů a přesnou lokalizaci modifikací na intactních proteinech.
- Vysoké pokrytí sekvence zajišťuje spolehlivou identifikaci i komplexních proteoform.
- Metoda je využitelná v epigenetickém výzkumu, farmaceutickém vývoji a kvalitativní kontrole proteinových farmak.
Budoucí trendy a možnosti využití
Vývoj proti vysokopropustnému top-down proteomickému screeningu komplexních vzorků, integrace s bioinformatickými nástroji pro automatizovanou analýzu proteoform a rozšíření metodiky na další typy PTM (fosforylace, metylace) přinese další posun v epigenetice i klinické diagnostice.
Závěr
Multimodalní eXd MS2/MS3 na platformě timsOmni představuje výkonné řešení pro detailní top-down mapování koexistujících PTM na histonech. Metoda přináší téměř kompletní pokrytí sekvence a umožňuje přesnou lokalizaci vícečetných acetylací na intactních proteinech.
Reference
[1] Berthias F et al. Proteomics 2024, 24, e2200471
[2] Shliaha PV et al. Anal. Chem. 2018, 90(21), 12519-12526
[3] Papanastasiou D et al. JASMS 2022, 33(10), 1990-2007
[4] Henry RA et al. Biochemistry 2013, 52(34), 5746-5759
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Offline tandem MSn workflows on the timsOmni platform for deep sequencing of intact proteins and mAbs
2025|Bruker|Postery
AS MS 2 0 2 5 – M P 7 1 3 n Offline tandem MS workflows on the timsOmni platform for deep sequencing of intact proteins and mAbs Athanasios Smyrnakis1, Mariangela Kosmopoulou1, Anastasios Grigoriadis1, Florian Busch2, Stuart Pengelley3, Eduardo…
Klíčová slova
iscid, iscidintrachain, intrachainmsn, msnexd, exdccid, ccidrcid, rcidoffline, offlinelift, lifttdms, tdmsintact, intacteid, eidreduction, reductionmabs, mabsquad, quadreduced
Applying cDDA-eXd on a timsOmni to the analysis of the Fab regions of antibodies originating from human serum
2025|Bruker|Postery
Applying cDDA-eXd on a timsOmni to the analysis of the Fab regions of antibodies originating from human serum Simon Ollivier1,2, Manuel Bauer5, Dina Schuster1,2, Athanasios Smyrnakis3, Jan Fiala1,2, Stuart Pengelley4, Oliver Raether4, Mariangela Kosmopoulou3, Detlev Suckau4, Jean-François Greisch1,5, Dimitris Papanastasiou3…
Klíčová slova
timsomni, timsomnicdda, cddafabs, fabsomnitrap, omnitrapprotein, proteintzb, tzbecd, ecdcharge, chargeheterogeneity, heterogeneityproteoform, proteoformproteoforms, proteoformsregions, regionscam, camions, ionsoriginating
Advances in hardware design and function of the new timsOmni MS platform
2025|Bruker|Postery
AS MS 2 0 2 5 – M P 4 7 1 Advances in hardware design and function of the new timsOmni MS platform D. Papanastasiou1; A. Smyrnakis1; M. Kosmopoulou1; A. Grigoriadis1; I. Orfanopoulos1; N. Manolis1; I. Panagiotopoulos1; R. Gioves1;…
Klíčová slova
eid, eidecd, ecdtims, timstimsomni, timsomniciu, ciuactivation, activationexd, exdelectron, electronomnitrap, omnitrapaccu, accuion, ionplatform, platformunfolding, unfoldingacq, acqcollisional
Top-down sequencing of bispecific antibodies by electron capture dissociation on a timsOmni platform
2025|Bruker|Postery
Top-down sequencing of bispecific antibodies by electron capture dissociation on a timsOmni platform Iuliia Stroganova1,2, Simon Ollivier1,2, Jean-François Greisch1,5, Athanasios Smyrnakis3, Mariangela Kosmopoulou3, Detlev Suckau4, Dimitris Papanastasiou3 and Albert J.R. Heck1,2 1Biomolecular Mass Spectrometry & Proteomics, NL, 2Netherlands Proteomics Center,…
Klíčová slova
timsomni, timsomniglycan, glycanbsabs, bsabscapture, captureomnitrap, omnitrapelectron, electronbispecific, bispecificbridges, bridgesides, idesfab, fabtop, topdown, downcqqyyrspltfgggtkveikrtvaapsvfifppsdeqlks, cqqyyrspltfgggtkveikrtvaapsvfifppsdeqlkscvrsvtprycgggfcygefdywgqgtlvtvssstkgpsvfplapssks, cvrsvtprycgggfcygefdywgqgtlvtvssstkgpsvfplapssksdissociation
