Wybrane monitorowanie reakcji

W monitorowaniu wybranych reakcji etap selekcji masy MS1 wybiera jony prekursorowe , które ulegają fragmentacji, a następnie selekcję jonów produktu w etapie MS2. Można przeprowadzić dodatkowe etapy selekcji i fragmentacji.

Monitorowanie wybranych reakcji ( SRM ), zwane także monitorowaniem wielu reakcji ( MRM ), jest metodą stosowaną w tandemowej spektrometrii mas , w której jon o określonej masie jest wybierany w pierwszym stopniu tandemowego spektrometru mas i produkt jonowy o reakcja fragmentacji jonów prekursorowych jest wybierana w drugim etapie spektrometru mas do detekcji.

Warianty

Ogólny przypadek SRM może być reprezentowany przez

${\ Displaystyle ABCD ^ {+} \ do AB + CD ^ {+}}$

gdzie jon prekursorowy ABCD ⁺ jest wybierany w pierwszym etapie spektrometrii mas (MS1), dysocjuje na cząsteczkę AB i jon produkcyjny CD ⁺ , a ten ostatni jest wybierany w drugim etapie spektrometrii mas (MS2) i wykrywany. Para jonów prekursora i produktu nazywana jest „przejściem” SRM.

Konsekutywne monitorowanie reakcji ( CRM ) to seryjne zastosowanie trzech lub więcej etapów spektrometrii mas do SRM, reprezentowane w prostym przypadku przez

${\ Displaystyle ABCD ^ {+} \ do AB + CD ^ {+} \ do C + D ^ {+}}$

gdzie ABCD ⁺ jest wybrane przez MS1, dysocjuje na cząsteczkę AB i jon CD ⁺ . Jon jest selekcjonowany w drugim etapie spektrometrii mas MS2, a następnie przechodzi dalszą fragmentację z wytworzeniem jonu D ⁺ , który jest wybierany w trzecim etapie spektrometrii mas MS3 i wykrywany.

Monitorowanie reakcji wielokrotnych ( MRM ) to zastosowanie monitorowania wybranych reakcji do jonów wielu produktów z jednego lub większej liczby jonów prekursorowych, na przykład

$^ {+}}$

${\ Displaystyle ABCD ^ {+} \do AB^{+}+CD}$

gdzie ABCD ⁺ jest wybierany przez MS1 i dysocjuje dwoma szlakami, tworząc AB ⁺ lub CD ⁺ . Jony są wybierane sekwencyjnie przez MS2 i wykrywane. Monitorowanie reakcji równoległych ( PRM ) to zastosowanie SRM z równoległą detekcją wszystkich przejść w pojedynczej analizie przy użyciu spektrometru masowego o wysokiej rozdzielczości.

Proteomika

SRM można wykorzystać do ukierunkowanej proteomiki ilościowej za pomocą spektrometrii masowej . Po jonizacji , na przykład, w źródle elektrorozpylania , prekursor peptydu jest najpierw izolowany w celu uzyskania znacznej populacji jonów , głównie zamierzonych gatunków. Ta populacja jest następnie fragmentowana w celu uzyskania jonów produktu, których obfitość sygnału wskazuje na obfitość peptydu w próbce. Ten eksperyment można przeprowadzić na potrójnych kwadrupolowych spektrometrach masowych , w których rozdzielczość masowa Q ₁ izoluje prekursor, q ₂ działa jak komórka kolizyjna, a rozdzielający masę Q ₃ przechodzi cyklicznie przez jony produktu, które są wykrywane po wyjściu z ostatniego kwadrupola przez multiplikator elektronów . Para prekursor/produkt jest często określana jako przejście . Dużo pracy wymaga zapewnienie, że wybrane przejścia mają maksymalną specyficzność.

Stosując znakowanie izotopowe z silnie znakowanymi (np. D , ¹³ C lub ¹⁵ N ) peptydami do złożonej matrycy jako wzorcami stężenia , SRM można wykorzystać do skonstruowania krzywej kalibracyjnej , która może zapewnić bezwzględną ocenę ilościową (tj. liczbę kopii na komórkę ) natywnego, lekkiego peptydu, a co za tym idzie, jego białka macierzystego .

SRM zastosowano do identyfikacji białek kodowanych przez geny typu dzikiego i zmutowane ( białka zmutowane ) oraz ilościowego określenia ich bezwzględnej liczby kopii w nowotworach i płynach biologicznych, odpowiadając w ten sposób na podstawowe pytania dotyczące bezwzględnej liczby kopii białek w pojedynczej komórce, co będzie niezbędny w cyfrowym modelowaniu komórek ssaków i ciała ludzkiego oraz względnych poziomów genetycznie nieprawidłowych białek w nowotworach, a także okaże się przydatny w zastosowaniach diagnostycznych. SRM był również używany jako metoda wyzwalania skanów jonów pełnego produktu peptydów w celu a) potwierdzenia specyficzności przejścia SRM lub b) wykrycia specyficznych modyfikacje potranslacyjne , które są poniżej granicy wykrywalności standardowych analiz MS. W 2017 roku SRM został opracowany jako wysoce czuła i powtarzalna platforma wykrywania ukierunkowanego na białka oparta na spektrometrii mas (zatytułowana „SAFE-SRM”) i wykazano, że nowy rurociąg oparty na SRM ma duże zalety w zastosowaniach proteomiki klinicznej w porównaniu z tradycyjnymi potokami SRM i wykazał radykalnie lepszą wydajność diagnostyczną w porównaniu z metodami diagnostycznymi biomarkerów białkowych opartymi na przeciwciałach, takimi jak ELISA .

Zobacz też

• Proteomika ilościowa
• Spektrometria mas białek

Linki zewnętrzne

• SRMatlas ; oznaczać ilościowo białka w złożonych produktach trawienia proteomu za pomocą spektrometrii mas