High throughput 4D-Proteomics – Application of dia-PASEF® and the Evosep One for short gradients
Aplikace | 2020 | BrukerInstrumentace
Proteomika se stala klíčovým nástrojem pro detailní analýzu proteomů v biomedicínském výzkumu a klinické praxi. Kombinace Trapped Ion Mobility Spectrometry (TIMS) a Parallel Accumulation Serial Fragmentation (PASEF) na platformě timsTOF Pro přidává čtvrtý rozměr iontové mobility a zásadně zvyšuje citlivost, rychlost i reprodukovatelnost dat.
Tento odborný příspěvek prezentuje aplikaci dia-PASEF metody spojené se systémem Evosep One pro analýzu proteomů lidských buněčných vzorků. Cílem je demonstrovat možnost vysoce průkazné kvantifikace až 300 vzorků denně, dosahující identifikace tisíců proteinových skupin během ultrakrátkých LC gradientů.
Pro optimalizovanou analýzu byly využity následující komponenty:
Analýza 200 ng HeLa vzorku pomocí 60 SPD metody umožnila průměrně 39 936 peptidových sekvencí a 5 204 proteinových skupin na jediné injekci. Dále:
Vysoce robustní a rychlá workflow nabízí:
Očekává se další zvyšování propustnosti přes 300 SPD, zlepšení automatizace přípravy vzorků a rozšíření aplikací do rutinní klinické diagnostiky a personalizované medicíny. Integrace umělé inteligence pro zpracování 4D dat dále posílí výkonnost a interpretaci výsledků.
Kombinace timsTOF Pro s dia-PASEF a Evosep One představuje špičkové řešení pro vysoce výkonnou proteomiku, schopné kvantifikovat tisíce proteinů při zachování rychlosti, citlivosti a robustnosti vhodné pro rozsáhlé studiové kohorty.
Iontová mobilita, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníProteomika
VýrobceBruker
Souhrn
Význam tématu
Proteomika se stala klíčovým nástrojem pro detailní analýzu proteomů v biomedicínském výzkumu a klinické praxi. Kombinace Trapped Ion Mobility Spectrometry (TIMS) a Parallel Accumulation Serial Fragmentation (PASEF) na platformě timsTOF Pro přidává čtvrtý rozměr iontové mobility a zásadně zvyšuje citlivost, rychlost i reprodukovatelnost dat.
Cíle a přehled studie
Tento odborný příspěvek prezentuje aplikaci dia-PASEF metody spojené se systémem Evosep One pro analýzu proteomů lidských buněčných vzorků. Cílem je demonstrovat možnost vysoce průkazné kvantifikace až 300 vzorků denně, dosahující identifikace tisíců proteinových skupin během ultrakrátkých LC gradientů.
Použitá metodika a instrumentace
Pro optimalizovanou analýzu byly využity následující komponenty:
- HPLC: Evosep One se standardními metodami 60, 100, 200 a 300 vzorků za den (SPD)
- Mass spektrometr: Bruker timsTOF Pro s duálním TIMS a dia-PASEF akvizicí
- Příprava vzorku: HeLa buňky, lyze v TFE, redukce DTT, alkylace IAA, tryptická štěpení, SPE C18 čištění
- Datové knihovny: resource-specific knihovna z 24 frakcí pomocí PASEF; projektově specifické knihovny z dia-PASEF dat metod 100–300 SPD; hybridní knihovna pro cílenou extrakci
- Software: Spectronaut v14 s Pulsar vyhledávačem, 1 % FDR na PSM, peptid a proteinové úrovni
Hlavní výsledky a diskuse
Analýza 200 ng HeLa vzorku pomocí 60 SPD metody umožnila průměrně 39 936 peptidových sekvencí a 5 204 proteinových skupin na jediné injekci. Dále:
- 300 SPD metoda (4,8 minut) identifikovala >10 000 peptidů a >2 000 proteinů
- Čas cyklu dia-PASEF činí 900 ms (1× MS1 + 8× MS2), pokrývá 24 oken 25 Da v m/z–iontové mobilitě
- 94 % proteinových skupin detekováno ve třech technických replikátech
- Reprodukovatelnost CV 20 % pro 81 % a CV 10 % pro 65 % proteinů
- Identifikace až 3 964 peptidů za minutu gradientu
Přínosy a praktické využití metody
Vysoce robustní a rychlá workflow nabízí:
- Vysokou proteomickou pokrytí i při ultrakrátkých bězích
- Vynikající kvantitativní přesnost a nízké CV
- Kompatibilitu s velkokapacitními klinickými projekty
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se další zvyšování propustnosti přes 300 SPD, zlepšení automatizace přípravy vzorků a rozšíření aplikací do rutinní klinické diagnostiky a personalizované medicíny. Integrace umělé inteligence pro zpracování 4D dat dále posílí výkonnost a interpretaci výsledků.
Závěr
Kombinace timsTOF Pro s dia-PASEF a Evosep One představuje špičkové řešení pro vysoce výkonnou proteomiku, schopné kvantifikovat tisíce proteinů při zachování rychlosti, citlivosti a robustnosti vhodné pro rozsáhlé studiové kohorty.
Reference
- Meier F et al. (2018). Mol Cell Proteomics. doi:10.1074/mcp.TIR118.000900
- Meier F et al. (2019). bioRxiv. doi:10.1101/656207
- Bruker Daltonics (2020). Application Note LCMS-167 dia-PASEF applied on different gradient lengths.
- Bache N et al. (2018). Mol Cell Proteomics. doi:10.1074/mcp.TIR118.000853
- Wang et al. (2015). J Proteome Res. 4(6):2397–2403
- Kelstrup et al. (2018). J Proteome Res. 17(1):727–738
- Muntel et al. (2019). Mol Omics. 15:348
Podobná PDF
High throughput proteomics Application of dia PASEF and Evosep One for short gradients
2020|Bruker|Postery
High throughput proteomics – Application of dia-PASEF and Evosep One for short gradients ASMS 2020, MP122 Stephanie Kaspar-Schoenefeld1, Markus Lubeck1, Thomas Kosinski1, Scarlet Koch1, Oliver Raether1, Gary Kruppa1 1Bruker Daltonik GmbH, 28359 Bremen, Germany Introduction Data-independent acquisition (DIA) promises reproducible…
Klíčová slova
pasef, pasefdia, diaevosep, evoseplibrary, librarylibraries, librariestimstof, timstofhela, helausing, usingdata, datashort, shortmuntel, muntelresourcespecific, resourcespecificresource, resourcegradients, gradientsproteomics
dia-PASEF® applied on different gradient lengths
2020|Bruker|Technické články
dia-PASEF® applied on different gradient lengths Data Independent Acquisition (DIA) workflows have gained in popularity as they overcome the issue of stochastic selection of peptide precursors encountered in typical data-dependent approaches (DDA) and thereby promise reproducible and accurate protein identification…
Klíčová slova
pasef, pasefdia, diahela, helayeast, yeastmobility, mobilitycumulative, cumulativeprotein, proteinlibrary, librarycoverage, coveragepeptides, peptideswindows, windowsspectronaut, spectronaution, iontims, timsgroups
Ultra-high sensitivity proteomics on the timsTOF SCP
2021|Bruker|Aplikace
Ultra-high sensitivity proteomics on the timsTOF SCP The sensitivity of the mass spectrometer plays a crucial role in analyzing low input samples and single cell proteomics. Abstract The timsTOF Pro platform, introduced in 2017, already featured a sensitivity boost from…
Klíčová slova
scp, scptimstof, timstofevosep, evoseppeptide, peptideion, ionwhisper, whisperloads, loadsmimicking, mimickingcell, cellbeam, beamresulting, resultingproteomics, proteomicsnanogram, nanogramsingle, singleoptic
diaPASEF: label-free quantification of highly complex proteomes
2019|Bruker|Aplikace
diaPASEF: label-free quantification of highly complex proteomes The timsTOF Pro with diaPASEF provides reproducible and accurate qualitative and quantitative results in complex proteomics samples – making it perfectly suited for data-independent acquisition approaches. Abstract Data-independent acquisition (DIA) promises reproducible and…
Klíčová slova
hye, hyediapasef, diapasefdia, diaspectronaut, spectronauttimstof, timstofpasef, pasefproteomics, proteomicstriply, triplywindows, windowsapproaches, approachesproteomes, proteomesion, ionprotein, proteinpro, proreproducible