Optimized XL-MS workflows for heterobifunctional crosslinkers SDA and DizSEC
Postery | 2024 | Thermo Fisher Scientific | HUPOInstrumentace
Význam tématu
Cross-linking hmotnostní spektrometrie (XL-MS) je klíčová pro objasnění trojrozměrné struktury proteinů a mapování jejich vzájemných interakcí. Heterobifunkční fotoaktivovatelné crosslinkery jako SDA a nově vyvinutý DizSEC umožňují selektivní navázání na lysinové zbytky a další aminokyseliny, avšak tradiční neštěpitelné větve ztěžují identifikaci a analýzu. Optimalizované workflow zkracuje čas analýzy, zvyšuje spolehlivost výsledků a otevírá cestu k rozsáhlým proteomickým studiím.
Cíle a přehled studie / článku
Hlavním cílem bylo:
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky standardních proteinů (human serum albumin, yeast enolase) byly crosslinkovány se SDA, sulfo‐SDA a DizSEC. Rozdělovač Vanquish Neo LC s PepMap Neo/RSLC C18 kolonkou použil gradient 6–50 % ACN za 60 min. Spektrometrie probíhala na Thermo Scientific Orbitrap Exploris 480 a Orbitrap Ascend; nastavení zahrnovalo masový rozsah 375–1600 m/z, rozlišení až 240 000, SCE HCD/CID a optimalizované AGC targety / injekční časy pro MS2 i MS3. Data byly zpracovány v Proteome Discoverer v3.2 (XlinkX uzel, SEQUEST) a v xiSEARCH/xiFDR, viz XMAS plug-in pro vizualizaci v ChimeraX.
Hlavní výsledky a diskuse
Přínosy a praktické využití metody
Optimalizované workflow výrazně zkracuje dobu analýzy a zvyšuje důvěryhodnost dat ve strukturální biochemii, farmaceutickém výzkumu i QA/QC laboratořích. Metoda je vhodná pro detailní studium proteomických interakcí, modelování komplexních proteinových architektur i validaci terapeutických cílů.
Budoucí trendy a možnosti využití
Závěr
Studie představuje ucelené a ověřené workflow pro heterobifunkční crosslinkery SDA a MS‐štěpitelný DizSEC. Optimalizované parametry LC‐MS2 a LC‐MS2‐MS3 na Orbitrap Exploris a Ascend přístrojích přinášejí robustní, reproducibilní a vysoce citlivou metodu pro strukturální analýzu proteinů v proteomickém měřítku.
Reference
1. Tanaka Y, Kohler JJ. Photoactivatable crosslinking sugars for capturing glycoprotein interactions. J Am Chem Soc. 2008;130(11):3278–3279.
2. Mendes ML et al. An integrated workflow for crosslinking mass spectrometry. Mol Syst Biol. 2019;15(9):e8994.
3. Fischer L, Rappsilber J. Quirks of Error Estimation in Cross-Linking/Mass Spectrometry. Anal Chem. 2017;89(7):3829–3833.
4. Faustino AM et al. Progress toward Proteome-Wide Photo-Cross-Linking to Enable Residue-Level Visualization of Protein Structures and Networks In Vivo. Anal Chem. 2023;95(28):10670–10685.
5. Lagerwaard IM et al. Xlink Mapping and AnalySis (XMAS)—Smooth Integrative Modeling in ChimeraX. bioRxiv. 2022.
LC/MS, LC/Orbitrap, LC/HRMS, LC/MS/MS, Software
ZaměřeníProteomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Optimalizace cross-linking hmotnostní spektrometrie pro heterobifunkční crosslinkery SDA a DizSEC
Význam tématu
Cross-linking hmotnostní spektrometrie (XL-MS) je klíčová pro objasnění trojrozměrné struktury proteinů a mapování jejich vzájemných interakcí. Heterobifunkční fotoaktivovatelné crosslinkery jako SDA a nově vyvinutý DizSEC umožňují selektivní navázání na lysinové zbytky a další aminokyseliny, avšak tradiční neštěpitelné větve ztěžují identifikaci a analýzu. Optimalizované workflow zkracuje čas analýzy, zvyšuje spolehlivost výsledků a otevírá cestu k rozsáhlým proteomickým studiím.
Cíle a přehled studie / článku
Hlavním cílem bylo:
- Vyvinout a optimalizovat DDA metody (MS2, MS2‐MS3) na Orbitrap Exploris 480 a Ascend pro crosslinkery SDA, sulfo‐SDA a MS‐štěpitelný DizSEC.
- Porovnat tři crosslinkery u standardních proteinů (HSA, enoláza) z hlediska počtu crosslinků, smyček a proteinu–protein interakcí.
- Snížit falešné pozitivní nálezy pro DizSEC implementací specifičtější MS2‐MS3 strategie.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky standardních proteinů (human serum albumin, yeast enolase) byly crosslinkovány se SDA, sulfo‐SDA a DizSEC. Rozdělovač Vanquish Neo LC s PepMap Neo/RSLC C18 kolonkou použil gradient 6–50 % ACN za 60 min. Spektrometrie probíhala na Thermo Scientific Orbitrap Exploris 480 a Orbitrap Ascend; nastavení zahrnovalo masový rozsah 375–1600 m/z, rozlišení až 240 000, SCE HCD/CID a optimalizované AGC targety / injekční časy pro MS2 i MS3. Data byly zpracovány v Proteome Discoverer v3.2 (XlinkX uzel, SEQUEST) a v xiSEARCH/xiFDR, viz XMAS plug-in pro vizualizaci v ChimeraX.
Hlavní výsledky a diskuse
- Srovnání tří crosslinkerů ukázalo, že SDA a sulfo‐SDA poskytují obdobný počet crosslinků pro monomerické proteiny, zatímco u multimer se DizSEC projevuje mírně nižší účinnost.
- DizSEC generuje snadno štěpitelné urea vazby, které při optimálním kolizním napětí produkují charakteristické fragmenty pro přesnou identifikaci.
- Implementace MS2‐MS3 metody u DizSEC snížila falešné nálezy a zvýšila přesnost lokalizace crosslinků oproti standardnímu MS2.
- Vennovy diagramy, distribuce vzdáleností crosslinků a srovnání získaných CSM (cross‐spectral matches) potvrzují robustnost upravených parametrů na obou přístrojích.
Přínosy a praktické využití metody
Optimalizované workflow výrazně zkracuje dobu analýzy a zvyšuje důvěryhodnost dat ve strukturální biochemii, farmaceutickém výzkumu i QA/QC laboratořích. Metoda je vhodná pro detailní studium proteomických interakcí, modelování komplexních proteinových architektur i validaci terapeutických cílů.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Další rozvoj MS‐štěpitelných crosslinkerů s cílenou reaktivitou pro specifické aminokyseliny.
- Integrace data‐independent acquisition (DIA) strategií pro komplexní biologické vzorky.
- Automatizované AI‐podporované softwarové nástroje pro rychlejší a přesnější interpretaci XL‐MS dat.
- Rozšíření metodiky do in vivo studií, mapování interaktomů celých buněk či tkání.
Závěr
Studie představuje ucelené a ověřené workflow pro heterobifunkční crosslinkery SDA a MS‐štěpitelný DizSEC. Optimalizované parametry LC‐MS2 a LC‐MS2‐MS3 na Orbitrap Exploris a Ascend přístrojích přinášejí robustní, reproducibilní a vysoce citlivou metodu pro strukturální analýzu proteinů v proteomickém měřítku.
Reference
1. Tanaka Y, Kohler JJ. Photoactivatable crosslinking sugars for capturing glycoprotein interactions. J Am Chem Soc. 2008;130(11):3278–3279.
2. Mendes ML et al. An integrated workflow for crosslinking mass spectrometry. Mol Syst Biol. 2019;15(9):e8994.
3. Fischer L, Rappsilber J. Quirks of Error Estimation in Cross-Linking/Mass Spectrometry. Anal Chem. 2017;89(7):3829–3833.
4. Faustino AM et al. Progress toward Proteome-Wide Photo-Cross-Linking to Enable Residue-Level Visualization of Protein Structures and Networks In Vivo. Anal Chem. 2023;95(28):10670–10685.
5. Lagerwaard IM et al. Xlink Mapping and AnalySis (XMAS)—Smooth Integrative Modeling in ChimeraX. bioRxiv. 2022.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
LC separation optimization for XL-MS Analysis
2024|Thermo Fisher Scientific|Postery
LC separation optimization for XL-MS Analysis Yi He1, Erum Raja2, Leigh Foster2, Max Ruwolt3, Anthony Ciancone4, Fan Liu3, Francis O’Reilly4, Ryan Bomgarden2, Rosa Viner1 1Thermo Fisher Scientific, San Jose, CA, USA; 2Thermo Fisher Scientific, Rockford, Illinois, USA; 3Department of Structural…
Klíčová slova
aurora, auroraµpac, µpacpepmap, pepmapastral, astralorbitrap, orbitrapdizsec, dizsecthermo, thermoscientific, scientificlinking, linkingdsso, dssoagc, agccross, crossprotein, proteinascend, ascendnormalized
Proteome wide interactomics analysis using MS-cleavable crosslinkers and the Orbitrap Astral Zoom mass spectrometer
2025|Thermo Fisher Scientific|Technické články
Technical note | TN003979 Omics Proteome wide interactomics analysis using MS-cleavable crosslinkers and the Orbitrap Astral Zoom mass spectrometer Authors Goal Yi He , Tabiwang N. Arrey , Eugen Develop an end-to-end crosslinking mass spectrometry (XL-MS) workflow for MS-cleavable Damoc2,…
Klíčová slova
astral, astralorbitrap, orbitrapzoom, zoomcrosslinkers, crosslinkersdsbso, dsbsocrosslinked, crosslinkedpierce, piercedsso, dssocleavable, cleavablethermo, thermoprotein, proteinscientific, scientificfaims, faimscrosslinks, crosslinksmass
Novel XL-MS analysis workflows for membrane protein characterization
2024|Thermo Fisher Scientific|Postery
P-II-0592 Membrane protein analysis Novel XL-MS analysis workflows for membrane protein characterization Yi He1, Weijing Liu1, Donggyun Kim2, Vadim Cherezov2, Gregory J Dodge3, Barbara Imperiali3, Susan Leonhardt4, Mark Yeager 4, Rosa Viner1 1Thermo Fisher Scientific, San Jose, CA; 2Bridge Institute,…
Klíčová slova
membrane, membranedss, dsscsm, csmproteins, proteinstbuphox, tbuphoxfaims, faimsmaah, maahsmalp, smalpdsso, dssoethcd, ethcdlmng, lmngprotein, proteindisuccinimidyl, disuccinimidylphosphonate, phosphonatedmt
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