IMSC: From Ocean To Table: An Integrated Mass Spectrometry Approach To Identify The Fish OnYour Plate

Význam tématu

Proteomická analýza s vysokým rozlišením hromadové spektrometrie umožňuje detailní kvantifikaci a identifikaci proteinů v biomedicínských, průmyslových i potravinářských aplikacích. Autentizace druhů v rybím průmyslu je kritická pro odhalení podvodů a zajištění bezpečnosti potravin.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce je představit novou bezznačkovou (label-free) kvantifikační workflow v softwaru Proteome Discoverer 2.2, která rozšiřuje předchozí možnosti spektrometrické analýzy. Součástí je srovnání nové metody s existujícími přístupy (spectral counting, Top N) a praktická ukázka autentizace filetu mníka obecného (Merluccius) pomocí kombinace bottom-up, top-down a PRM analýz.

Použitá metodika a instrumentace

• Nové uzly softwaru: Minora Feature Detector, Retention Time Aligner, Feature Mapper pro pokročilou detekci a mapování LC-MS prvků.
• Standardní dataset: proteasomické vzorky Arabidopsis ve směsi s E. coli (PRIDE PXD003002) pro testy kvantifikace.
• Bottom-up analýza: ultrazvuková digestace trypsinem, EASY-nLC 1200, Q Exactive™ Orbitrap, databázové vyhledávání v Proteome Discoverer 2.1.
• Top-down analýza: přímá infuze nerozštěpených proteinů do Q Exactive™, dekonvoluce v ProSight Lite.
• PRM metodika: výběr a sledování specifických tryptických peptidů parvalbuminů pro diskriminaci druhu.

Hlavní výsledky a diskuse

• Nová label-free workflow umožňuje získat poměry, škálované abundanční hodnoty a statistické chyby, což předchozí Top N přístup neumožňoval.
• Bottom-up analýza filetu mníka identifikovala přes 200 proteinů, přičemž tři parvalbuminy vykazovaly >65 % pokrytí, avšak jejich vysoká sekvenční homogenita bránila jednoznačné speciální identifikaci.
• Top-down analýza odhalila dominantní intaktní hmotnost ~11 365,68 Da odpovídající Parvalbuminu β2 z Merluccius paradoxus s 45 % pokrytím fragmentací.
• PRM rozhodovací schéma založené na unikátních peptidových biomarkerech (AEGTFK, SPADIK, SPAADIK) umožnilo rychlou a spolehlivou diskriminaci rodů a druhů Merlucciidae.

Přínosy a praktické využití metody

Nová workflow zkracuje čas analýzy na méně než 30 min, poskytuje robustní label-free kvantifikaci a spolehlivou autentizaci potravinářských vzorků. Metoda je vhodná pro QA/QC laboratoře, potravinářský průmysl a výzkum biodiverzity.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s přístupy datově nezávislé akvizice (DIA) pro pokročilé label-free kvantifikace.
• Automatizace rozhodovacích stromů a strojové učení pro rozpoznávání biomarkerů v komplexních vzorcích.
• Rozšíření metodologie na jiné druhy potravinových produktů a environmentální vzorky.

Závěr

Nová bezznačková workflow v Proteome Discoverer 2.2 významně rozšiřuje možnosti kvantitativní proteomiky a umožňuje rychlou a přesnou autentizaci rybích druhů kombinací bottom-up, top-down a PRM analýz.

Reference

1. Monica Carrera, Benito Canas, Daniel Lopez-Ferrer et al. Anal. Chem. 2011, 83, 5688–5695.