High sensitivity and high-throughput label free interaction proteomics using PASEF® on the timsTOF Pro mass spectrometer
Aplikace | 2020 | BrukerInstrumentace
Proteinové interakce řídí funkční výsledky biologických systémů a jejich detailní pochopení je zásadní pro biomedicínský výzkum i průmyslovou analytiku. Moderní přístupy vyžadují kombinaci citlivosti a vysoké propustnosti, aby bylo možné systematicky mapovat interaktomy i při omezeném množství vzorku.
Cílem bylo demonstrovat výkonnost bezznačkované interakční proteomiky s využitím technologie PASEF na hmotnostním spektrometru timsTOF Pro. Studie porovnává výsledky 90minutových a 45minutových gradientů při nízkém vstupním množství vzorku odpovídajícím 12jamkové destičce buněčné kultury.
Analýza s využitím PASEF na timsTOF Pro kombinuje vysokou citlivost a propustnost pro bezznačkové interakční proteomické studie. Umožňuje detailní mapování proteomů i při nízkém množství vzorku a nabízí reálnou cestu k vysokopropustným interaktomickým experimentům.
Iontová mobilita, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníProteomika
VýrobceBruker
Souhrn
Význam tématu
Proteinové interakce řídí funkční výsledky biologických systémů a jejich detailní pochopení je zásadní pro biomedicínský výzkum i průmyslovou analytiku. Moderní přístupy vyžadují kombinaci citlivosti a vysoké propustnosti, aby bylo možné systematicky mapovat interaktomy i při omezeném množství vzorku.
Cíle a přehled studie
Cílem bylo demonstrovat výkonnost bezznačkované interakční proteomiky s využitím technologie PASEF na hmotnostním spektrometru timsTOF Pro. Studie porovnává výsledky 90minutových a 45minutových gradientů při nízkém vstupním množství vzorku odpovídajícím 12jamkové destičce buněčné kultury.
Použitá metodika a instrumentace
- Vzorky: buněčné lyzáty z 6- a 12jamkových destiček (250 µg proteinu) inkubované s paramagnetickými kuličkami navázanými na bait-peptid versus scramble-kontrolu.
- On-bead trávení trypsinem a následná desalinace StageTipem.
- Chromatografie: Thermo Easy‐LC 1200 s 15 cm kapilární kolonkou, analýza v replikátech (n=4).
- Hmotnostní spektrometrie: Bruker timsTOF Pro v režimu PASEF, standardní metody v oTOFControl (90 a 45 min gradient).
- Softwarové zpracování: MaxQuant 1.6.7.0 s MaxLFQ, „match between runs“ včetně 4D zpracování CCS hodnot, analýza v Perseus; FDR 1 % pro peptidy i proteiny.
Hlavní výsledky a diskuse
- PASEF na timsTOF Pro zvýšil počet identifikovaných proteinů o ~24 % při 90 min gradientu a o ~15 % při 45 min ve srovnání s předchozí platformou.
- I kratší 45minutové analýzy dosahují lepší hloubky pokrytí než dřívější 90minutové běhy.
- Vysoká korelace replikátů (r > 0,96) potvrzuje spolehlivost kvantifikace.
- PCA jasně odděluje bait a kontrolní pulldown vzorky.
- Volcano plot odhalil pět z deseti očekávaných přímých interaktorů a řadu nových kandidátů včetně nepřímých vazebných partnerů.
Přínosy a praktické využití metody
- Možnost práce s nízkým množstvím vzorku odpovídajícím formátu 6–12 jamkové destičky.
- Výrazné zvýšení citlivosti umožňuje detekci nízkoho počtu molekul.
- Vysoká propustnost díky PASEF zkracuje celkový čas analýzy.
- Vhodné pro systematické mapování interaktomů a vyhledávání posttranslačních modifikací.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Implementace ultrakrátkých gradientů (např. 21 min na platformě Evosep) pro ~60 vzorků/den.
- Rozšíření na multifaktoriální globální interaktomické studie v kvadrplikátech.
- Optimalizace pro různé pufry a podmínky vazby k rozlišení přímých a nepřímých interakcí.
- Aplikace v klinickém výzkumu a screening malých molekul ovlivňujících protein–proteinové interakce.
Závěr
Analýza s využitím PASEF na timsTOF Pro kombinuje vysokou citlivost a propustnost pro bezznačkové interakční proteomické studie. Umožňuje detailní mapování proteomů i při nízkém množství vzorku a nabízí reálnou cestu k vysokopropustným interaktomickým experimentům.
Reference
- Meier F, et al. J Proteome Res. 2015.
- Meier F, et al. Mol Cell Proteomics. 2018.
- Prianichnikov N, et al. Mol Cell Proteomics. 2020.
Podobná PDF
Customer Insights - Accelerating phosphoproteomics research with trapped ion mobility mass spectrometry (TIMS)
2020|Bruker|Ostatní
Professor Yasushi Ishihama Laboratory of Molecular and Cellular BioAnalysis, Kyoto University Customer Insights Accelerating phosphoproteomics research with trapped ion mobility mass spectrometry (TIMS) Innovation with Integrity Mass Spectrometry Accelerating phosphoproteomics research with trapped ion mobility mass spectrometry (TIMS) Researchers at…
Klíčová slova
phosphorylation, phosphorylationphosphoproteomics, phosphoproteomicsproteomics, proteomicstims, timsproteome, proteomemcba, mcbacellular, cellularbruker, brukerlaboratory, laboratorymobility, mobilityresearch, researchphosphoproteome, phosphoproteometrapped, trappedkinase, kinasenanolc
High throughput 4D-Proteomics – Application of dia-PASEF® and the Evosep One for short gradients
2020|Bruker|Aplikace
High throughput 4D-Proteomics – Application of dia-PASEF® and the Evosep One for short gradients The timsTOF Pro offers a combination of two unique technologies, namely a 4th dimension provided by Trapped Ion Mobility Spectrometry (TIMS) to enhance ion separation and…
Klíčová slova
pasef, pasefdia, diaevosep, evoseptimstof, timstofresource, resourcespd, spdmobility, mobilitydata, dataspectronaut, spectronautprecursor, precursorbruker, brukerlibrary, libraryspecific, specifictims, timsion
timsTOF Pro with PASEF and Evosep One: Maximizing throughput, robustness and analytical depth for shotgun proteomics
2018|Bruker|Aplikace
timsTOF Pro with PASEF and Evosep One: Maximizing throughput, robustness and analytical depth for shotgun proteomics The timsTOF Pro powered by PASEF enables sequencing speed of > 120 Hz, high sensitivity and robustness as well as an additional dimension of…
Klíčová slova
timstof, timstofevosep, evoseptims, timspro, prorobustness, robustnesshigh, highshotgun, shotgunpeptides, peptidesbruker, brukernano, nanoproteomics, proteomicsdaltonics, daltonicsmobility, mobilitygroups, groupsincreases
Parallel accumulation – serial fragmentation combined with data-independent acquisition (diaPASEF)
2019|Bruker|Aplikace
Parallel accumulation – serial fragmentation combined with data-independent acquisition (diaPASEF) The timsTOF Pro with diaPASEF enables deeper proteome coverage in a single 4D shotgun proteomics experiment, with highly reproducible qualitative and quantitative results – making it a near-ideal mass analyzer…
Klíčová slova
diapasef, diapasefmobility, mobilitydia, diaion, ionmedian, medianpasef, pasefpeptide, peptideproteins, proteinsdik, dikschemes, schemestims, timspeptides, peptidesplacement, placementduty, dutyccs