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2020CMSS精彩继续,质谱揭开生命组学与药代的神秘面纱

2020.9.16

  分析测试百科网讯 2020年9月15日,2020年中国质谱学会质谱网络研讨会(2020CMSS)进行到第二天,由北京生命科学研究所董梦秋研究员、中国科学院生态环境研究中心汪海林研究员、同济大学田志新教授、中国医学科学院药物研究所张金兰研究员;吉林大学药物代谢研究中心顾景凯教授、军事医学科学院放射与核辐射医学研究所马百平研究员;中国科学院长春应用化学研究所宋凤瑞研究员等国内知名质谱界学者为大家带来精彩报告。

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  北京生命科学研究所 董梦秋研究员

  报告题目:Observing Protein Unfolding Using a New, Fast-reacting Cross-linker Followed by LC-MS/MS Analysis

  会议伊始,首先由北京生命科学研究所董梦秋介绍团队在交联质谱研究中所取得的成果。董梦秋表示,交联质谱的核心是使用交联剂形成蛋白间的共价交联,从而形成不同肽段的相互连接。通过质谱分析后,可以得到各自肽端的分子信息,进而得到蛋白相互作用区域、空间折叠等信息。自建立以来,交联质谱发展迅速,在蛋白质组学中得到广泛应用。仅可以得到蛋白相关信息外,交联质谱技术也可以帮助冷冻电镜技术建立分子模型、定位蛋白二硫键位置、找出蛋白构象状态间的差异等。

  尽管交联质谱分析性能强大,但传统的NHS交联剂存在反应慢、易水解反应等问题。为此,团队与合作者共同开发全新DOPA交联剂,利用氨基基团等避免了NHS上述问题。与DSS交联剂对比发现,虽然DOPA得到交联肽段对数量少,但对蛋白的吻合度更好。此外,DOPA交联剂在正常反应条件下,可在10秒钟基本完成交联反应,在0℃低温、酸性条件下反应结合效率更高。利用这些特性,团队成功探索了蛋白动态展开、折叠过程,第一次看到了蛋白构象随时间的变化。

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  中国科学院生态环境研究中心 汪海林研究员

  报告题目:高灵敏LC-MS分析与核酸表观修饰研究

  上世纪90年代,南安普顿大学Barker假设一些成年人疾病与胎儿成长有关,但受限于当时分析技术,这一猜想并未得到验证。随着人们对DNA甲基化深入研究,发现可以利用甲基化配合质谱分析技术对其进行探索。经过10余年研究,团队通过提高DNA 5mC离子化效率、定量能力、样品制备和酶解效率,配合重稳定同位素标记,对肝癌的产生机理、药物治疗原理、治疗效果进行探索。利用DNA 6mA结合LC-MS,团队确认了在果蝇体内存在N6-甲基腺嘌呤,扩展了DNA甲基化在高等真核生物胞嘧啶和腺嘌呤分析中的应用。最后,汪海林介绍到,根据团队多年观察,哺乳动物中的6mA应该是由于DNA聚合酶产生的,而DNA聚合酶lambda是6mA的主要反应对象之一。

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  赛默飞应用工程师 杨湘云

  报告题目:赛默飞质谱技术进展及在蛋白质组学中的应用

  杨湘云介绍到,当前蛋白质组学存在样本复杂、样品来源多样等问题,赛默飞Orbitrap系列拥有超高分辨率、超高灵敏度、宽动态范围等优势,可以很好解决上述问题。在Orbitrap质谱中,赛默飞提供了FAIMS Pro技术,有效提升了蛋白质组解析的准确性和实效性,实现深度、快速蛋白质组覆盖;配合赛默飞DIA定量解决方案,实现了biomarker发现阶段的分析。赛默飞的TMT工作流,可实现16倍生产力的提高。例如,Precursor Fit选项提升母离子隔离特性;使用TurboTMT功能,可增加可定量肽段的鉴定通量;利用实时搜索功能可显著改善TMT结果。对于靶向蛋白分析,赛默飞提供了SureQuant解决方案。在面对单细胞分析的难点时,赛默飞提供了基于FAIMS Pro技术、TMT标记工作流程,解决了待测样品含量低的难题。

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  同济大学化学系 田志新教授

  报告题目:Recent progresses on site -and structure-specific quantitative N-glycoproteomics

  糖基化在人体中广泛存在,也是人们常用的生物标记物和识别靶点之一。结合质谱技术,可以解析糖肽段信息、糖基化位点等。经过多年探索,团队通过利用赛默飞Orbitrap质谱对高HCD NEC片段离子进行定位分析,实现了位点特异性定位;结合iMEF算法,开发了具有特异位点和结构的N-糖基化搜索引擎——GPSeeker;通过结合SIDE、HCD分析和GPSeeker引擎,成功鉴定了HepG2 MCEZMCF7和MCF-7/ADR CSCs的糖基差异化。


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  安捷伦创新合作研究中心 冉小蓉

  报告题目:代谢组学整合方案深入拓展疾病机理机制研究

  代谢组学是最接近表型的组学,已经成为生物标记物发现的重要手段之一。例如,人们已经将代谢组学应用到疾病的机理、机制。结合安捷伦全面的分析产品,人们可以实现从生物标记物发现到机理机制的阐释。目前,安捷伦可提供代谢组学样品自动化制备平台、VistaFlux代谢流分析平台、Seahorse XF细胞外流量分析仪、xCELLigence实时细胞分析系统等。此外,安捷伦提供生物标志物识别、药物开发。最后,冉小蓉介绍了使用上述方案的使用实例。

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  上海中科新生命生物技术有限公司市场拓展主管 秦祎婷

  报告题目:数据非依赖采集技术(DIA)在蛋白修饰组分析中的技术进展及应用

  蛋白翻译后修饰(PTM)广泛存在在人体中,而磷酸化修饰是PTM最为重要的形式,超过三分之一的PTM为磷酸化修饰,因此了解磷酸化修饰成为探索深入PTM的重要突破之一。随着大数据时代来临,磷酸化修饰正式步入高通量研究时代。相比于DDA分析,DIA分析规避了随机扫描特性,具有覆盖性高、重复性好的特点。因此公司希望将DIA技术应用于磷酸化分析,实现磷酸化蛋白组全扫描,获取更多信息。经实际分析发现,DIA修饰鉴定能力达到15000+,重现性提升近1倍,定量准确性接近靶向检测技术。目前,公司将DIA分析技术应用到信号通路转导、多组学整合对COVID-19以及农林行业相关分析等研究中。

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  中国医学科学院药物研究所 张金兰研究员

  报告题目:内源性胆汁酸表征质谱分析新方法研究

  针对现阶段常见的肝脏疾病,张金兰表示胆汁酸代谢异常可能是诱发的根本原因。作为类固醇酸代谢物,胆汁酸代谢异常还会引发胃肠癌、结直肠癌、高脂血症和二型糖尿病等常见慢性疾病。为探清发病机理,团队一直致力于胆汁酸及其类似物的研发。传统胆汁酸检测方法依靠GC-MS,但这种方法检出的种类较少,而LC-MS虽然可检测到近90种胆汁酸,但鉴于胆汁酸品种的多样性,异构体多和缺乏标准品等因素,许多未知胆汁酸未被发现。针对此类问题,张金兰团队建立了覆盖面广、高效分离效率的内源性胆汁酸表征质谱分析新方法。通过生物样本表面表征来进行结构鉴定,已经鉴定出201种胆汁酸结构,并用于胆汁酸代谢异常相关疾病的研究。

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  吉林大学药物代谢研究中心 顾景凯教授

  报告题目:多分散性高分子聚合物的质谱分析:从PEG,PEO到PEG化药物

  顾景凯中药注射液安全性一直备受关注。由于中药辅料有着较强的毒性,很可能与药物存在着相互作用,因此鉴定其产物成为人们研究的重点。LC-MS作为药物分析的金标准,顾景凯团队一直基于MRM的LC-MS/MS方法的开发和应用。顾景凯表示,无论活性物质分子量大小,只要是确定的,就能够定性定量分析,但潜在问题是MRM只能分析有限和明确的前体离子。通过MRM来分析多组分、多形态的PEG是一个巨大挑战。为此,团队研发多级混合质谱(Q1、Q2和TOF组成),称之为离子扫描和MSALL扫描,只要母离子可碎裂,无论质核比为多少,都能成为适合分析PEG的方法。此方法为药物分析的新方法。

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  安捷伦液质售前应用工程师 王晖

  报告题目:安捷伦液质联用系统在药物杂质分析中的应用

  王晖介绍到,QTOF是药物研发领域里经常用到的仪器,且因为复杂的过程,往往需要很多种分析手段来进行药物分析。在药物分析中,杂质分离困难杂质图谱数据解析困难和LC到LCMS方法转换困难等常见问题。安捷伦的6500系列QTOF可解决上述大部分问题,在客户中被广泛应用。其性能特点为:双极离子镜,可大大提高分辨率;运用了离子压缩技术,提高分辨率的同时还提高了质量准确度,在碰撞池中的离子加速,提高了二级扫描速度,分离度灵敏度。此外,在灵敏度、动态范围和信噪比也有不同程度的提升。

  安捷伦以2D/QTOF联用技术对API度洛西汀杂质鉴定和眼药水瓶中的可提取物和可浸出物进行筛查鉴定为例,用来演示自主开发的药物杂质分析方法,结合MSC软件或Mass Profiler软件,帮助提高在药物杂质鉴定或药物相容性研究的效率和鉴定的可信度。

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  军事医学科学院放射与核辐射医学研究所 马百平研究员

  报告题目:基于液质联用技术的中药分析及质量研究

  中药化学成分非常复杂,常常是某种化学物质有一系列同系物或者同分异构体。另外产地不同和炮制方法不同,导致品质和有效成分含量也不同。因此建立定性定量检测方法获得包含多个特征成分的分析方法及指纹图谱,使之具有特异性和可行性,是中药控制的基础。马百平对比了不同地区品种、不同部位的差异性成分鉴定结果及野生与栽培淫羊藿差异,通过UHPLC-PDA-Q-TOF/MS结合多元统计分析,实现了对淫羊藿的整体分析,得到了野生淫羊藿与栽淫羊藿种化学成分及含量较一致的结果,并且稳定性较好。为淫羊藿药材栽培推广及资源合理开发利用提供了科学依据。

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  中国科学院长春应用化学研究所 宋凤瑞研究员

  报告题目:离子淌度质谱研究生物分子与中药小分子的相互作用

  肌萎缩侧索硬化症简称ALS(渐冻人症),通常表现为相关的蛋白SOD发生变异或者铜锌含量的异常引起SOD1突变。研究发现可以通过小分子适配体稳定性SOD1二聚体的结构来防止蛋白错误折叠,从根本上干预ALS,因此建立研究SOD构象与结构稳定性分析方法对探索ALS发病机理十分重要。宋凤瑞团队利用质谱技术研究SOD1与apo-SOD1的稳定性。同时结合光谱研究茶多酚与SOD1的相互作用,用来区分小分子异构体。经过多年努力,团队确定了SOD1二聚体在气相中的构象变化和3种解离途径;通过比较实验得出金属离子维持SOD1稳定性的重要性;通过质谱技术成功区分SOD复杂体系中异构体。

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  华质泰科总经理 刘春胜

  报告题目:原位质谱在高通量药代毒理毒化研究中的最新进展

  刘春胜向大家介绍了团队刚刚完成一项“接地气”的实验结果:利用原位质谱DART分析出外卖回锅肉、辣子鸡中含有大量的合成辣椒素,从而引发地沟油烹饪的怀疑。刘春胜表示,华质泰科长期服务于组学、精准医疗,在应用上已具备准确检测乳腺癌和卵巢癌患者血清代谢谱的成熟方法,例如,在血清蛋白沉淀后使用DART直接分析,可将极性、弱极性和非极性组分同时进行离子化,对大批量样本结果验证,实现了“高通量”化。在临床筛查中,华质泰科针对卵巢癌患者筛查灵敏度达到100%,筛查特异性达98%。华质泰科自主研发的LESA液滴萃取表面分析纳喷电离和LDTD激光阵列高速热解析电离源+µLC/nanoLC,具备表面静态微萃取、全自动、极高通量等特点,可用于药物的研发,如药代、药动、毒代和毒化等。

  至此,2020 CMSS第二天精彩报告正式结束,敬请期待分析测试百科网为您带来第三天精彩内容......

  精彩继续,本次质谱网络研讨会持续五天,每天都有不一样的精彩报告,欢迎前来聆听国内质谱大咖的学术报告。扫描或识别下方二维码,期待您的到来。

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