TOOLS FOR MASS SPECTROMETRY - PROTEOMICS AND METABOLOMICS

Význam tématu

S rozvojem vysoce citlivé a selektivní hmotnostní spektrometrie je dnes možné systematicky zkoumat kompletní soubor proteinů (proteomika) a malých metabolitů (metabolomika). Tyto přístupy umožňují objevovat biomarkery, monitorovat metabolické dráhy a optimalizovat farmaceutický výzkum. Kvalitní soupravy reagencií, peptidové standardy, stabilně izotopově značené sloučeniny i adaptabilní nástroje pro přípravu vzorku patří mezi klíčové prvky úspěšného workflow.

Cíle a přehled článku

Dokument představuje komplexní nabídku produktů Sigma-Aldrich pro celý MS workflow v proteomice i metabolomice: od přípravy vzorku přes štěpení a značkování, chromatografickou separaci až po samotnou detekci a analýzu. Obsahuje přehled metodik, typy reagencií pro stabilní izotopové značení, produkty pro odstranění rušivých složek i standardizační směsi pro kalibraci a kontrolu kvality.

Použitá metodika a instrumentace

Katalog uvádí široké portfólio nástrojů a reagentů:

• Metabolitické knihovny METLIN a SupelMIP pro selektivní extrakci trace analyzátů
• Stabilně izotopově značené amino kyseliny, peptidy (AQUA), proteiny (SILuMab) a metabolity pro kvantitativní MS
• Přípravné technologie: Seppro depleční kity, HybridSPE-Phospholipid pro odstranění fosfolipidů, Supel-Select SPE
• Chemické značkování a derivatizace (TMS, mTRAQ, iTRAQ, Amplifex) zajišťující zvýšenou ionizaci a multiplexní stanovení
• Chromatografické fáze: UHPLC kolony Ascentis Express, BIOshell Fused-Core, TSKgel HPLC a STAT iontově výměnné kolony
• MALDI-MS standardy a kalibranty ProteoMass, MSRT pro RT kalibraci v LC-MS
• Reference databáze METLIN pro identifikaci metabolitů v tandemu s vlastními MS/MS spektry

Hlavní výsledky a diskuse

Nabídka reagencií a standardů přináší následující přínosy:

• Zdokonalené stanovení nízkoodběrových a málo abundantních složek díky izotopově značeným interním standardům
• Významné zvýšení průchodnosti a reproducibility analýz s použitím ready-to-use kalibračních mixů a QC standardů (MSQC, UPS)
• Zjednodušení a zrychlení workflow včetně high-throughput přípravy vzorků (96-well SPE, SPME automatizace)
• Podpora přesného měření PTM (phospho-mix, Silac, ICAT, iTRAQ/mTRAQ) a přiřazení retenčních časů
• Dostupnost širokého spektra fází pro řešení specifických selektivit a obtížných separací

Přínosy a praktické využití metody

Integrované řešení usnadňuje nasazení MS v rutinní, výzkumné a klinické praxi:

• Biomarker discovery a validace díky robustním standardům
• Klinické farmakokinetické studie pomocí SILuMab a CYP450 kvantifikace
• Kontrola kvality a standardizace laboratoří prostřednictvím QC směsí a RT kalibrace
• Široká kompatibilita s většinou moderních LC-MS, UHPLC a MALDI platforem

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj v oblasti:

• Ultrarychlých a miniaturizovaných kapilárních LC-MS analizátorů
• Pokročilých AI-podporovaných bioinformatických řešení pro rychlou anotaci metabolomických dat
• Nových multiparametrických multiplexních značkovacích metod pro simultánní analýzu více PTM nebo metabolických tříd
• Dynamic-range standardů a kalibračních směsí přesahujících dosavadní koncentrace pro biofarmaceutickou kontrolu

Závěr

Sigma-Aldrich nabízí komplexní a koherentní portfólio reagencií, standardů a fází pro celý MS workflow v proteomice i metabolomice. Uživatelé tak získávají univerzální, vysoce výkonné a validované nástroje pro vývoj, rutinní i výzkumné aplikace, maximalizující citlivost, přesnost a průchodnost hmotnostně spektrometrických analýz.

Reference

1. Johnson KL, Muddiman DC. A method for calculating 16O/18O peptide ion ratios for the relative quantification of proteomes. J Am Soc Mass Spectrom. 2004;15:437–445.
2. Fenselau C. A review of quantitative methods for proteomic studies. J Chromatogr B. 2007;855:14–20.
3. Wang J, et al. Integration of 18O labeling and solution isoelectric focusing in a shotgun analysis of mitochondrial proteins. J Proteome Res. 2007;6:4601–4607.
4. Lane CS, et al. Comparative cytochrome P450 proteomics in the livers of immunodeficient mice using 18O stable isotope labeling. Mol Cell Proteomics. 2007;6:953–962.