Масс-спектрометрия для биотехнологии. Интерпретация данных, методология, применение. Рубрика в журнале - Научное приборостроение

Алгоритм Ipex-2D для извлечения информации о компонентах пробы из массивов данных (ВЭЖХ-МС)-экспериментов протеомики

Макаров В.В., Лютвинский Я.И., Веренчиков А.Н.

Статья научная

Описан алгоритм обработки хромато-масс-спектрометрических данных с целью извлечения информации о молекулярных массах, времени хроматографического элюирования и интенсивности сигналов компонентов пробы. Алгоритм адаптирован для обработки масс-спектров многокомпонентных смесей пептидов, характерных для экспериментов протеомики. Описан исследовательский комплекс программ, в котором реализован данный алгоритм. Приводятся результаты тестирования алгоритма на масс-спектрометрических данных, полученных в модельном эксперименте по идентификации белка.

Бесплатно

Анализ меламина в молочных продуктах с помощью приборного комплекса МХ-5310

Новиков А.В., Бубляев Р.А., Манойлов А.В., Краснов Н.В., Миргородская О.А.

Статья научная

С помощью приборного комплекса МХ-5310 разработан подход для количественного определения меламина в молочных продуктах. В качестве стандарта был использован трис(гидроксиметил)аминометан. Для указанного прибора построена калибровочная кривая, позволяющая определять концентрацию меламина в молочных продуктах.

Бесплатно

Анализ продуктов реакции окисления 2-метил-(4s)-изопропил-2-оксазолина методом ESI-TOF

Замаратских Е.С., Краснов И.А., Подольская Е.П., Балова И.А.

Статья научная

Основным продуктом окисления хирального 2-метил-(4S)-изопропил-2-оксазолина комплексом (мочевина-перекись водорода) в присутствии MeReO3 является соответствующий N-(2-гидроксиэтил)ацетамид. ESI-TOF-масс-спектрометрический анализ использован для идентификации продукта в сложной реакционной смеси. Наиболее интенсивный ион в спектре отвечает димеру с потерей молекулы воды.

Бесплатно

Идентификация алкилированного аддукта сывороточного альбумина человека методами масс-спектрометрии

Краснов И.А., Подольская Е.П., Гончаров Н.В., Бабаков В.Н., Глашкина Л.М., Ермолаева Е.Е., Дубровский Я.А., Прокофьева Д.С., Войтенко Н.Г., Смолихина Т.И., Поляков Н.Б., Радилов А.С., Краснов Н.В.

Статья научная

Исследована белковая фракция сыворотки крови человека, подвергавшаяся воздействию сернистого иприта (b,b'-дихлордиэтилсульфида, по международной номенклатуре HD) in vitro. Методами MALDI-TOF и ESI-TOF были обнаружены несколько пептидов альбумина, которые содержали ковалентную модификацию HD. Методами MALDI-TOF и MALDI-TOF-TOF был определен триптический пептид с молекулярной массой 2536.19 Да. Также методом ESI-TOF был обнаружен ряд химотриптических пептидов c молекулярными массами: 838.37 Да, 1200.53 Да, 2378.13 Да, модифицированных остатком HD и относящихся к альбумину.

Бесплатно

Идентификация продуктов полимеризации N-акрилоил-11-аминоундекановой кислоты методом масс-спектрометрии

Зорин И.М., Макаров И.А., Поляков Н.Б., Подольская Е.П., Билибин А.Ю.

Статья научная

Поли(N-акрилоил-11-аминоундекановая кислота) получена путем радикальной полимеризации как в мицеллярном, так и в молекулярно-дисперсном растворах. По данным матричной лазерной десорбционной масс-спектрометрии сделаны выводы о структуре продуктов полимеризации в диметилформамиде, обсуждаются механизмы их формирования.

Бесплатно

Изменения спектра производных фибринопептида в плазме крови при действии о-изобутил-s-(2-диэтиламиноэтил) метилтиофосфоната

Краснов И.А., Подольская Е.П., Гончаров Н.В., Бабаков В.Н., Глашкина Л.М., Ермолаева Е.Е., Дубровский Я.А., Прокофьева Д.С., Войтенко Н.Г., Смолихина Т.И., Поляков Н.Б., Радилов А.С., Краснов Н.В.

Статья научная

Известно, что при воздействии фосфорорганических соединений (ФОС) на организм происходит подавление активности ряда ключевых ферментов, что подтверждается простыми методами лабораторной и клинической биохимии. Однако диагностика при хроническом действии малых доз ФОС или в отдаленные сроки после острой интоксикации затруднена вследствие отсутствия подавления или восстановления активности этих ферментов. Определение пептидного спектра плазмы или сыворотки крови может служить альтернативным и более чувствительным методом диагностики интоксикации. В данной работе приведены пептидные спектры плазмы и сыворотки крови крыс и человека, полученные при субхроническом воздействии российского VX (RVX) на крыс in vivo или однократном воздействии на кровь человека in vitro. Показано, что основной пептидный фон в плазме крови или сыворотки человека и крысы после воздействия RVX составляют производные фибринопептида А, что свидетельствует об инактивации экзопептидаз при воздействии RVX.

Бесплатно

Интерпретация масс-спектров ионизации воздуха при атмосферном давлении с высокой точностью измерения масс

Веренчиков А.Н., Макаров В.В., Подольская Е.П., Лютвинский Я.И., Апацкая М.В., Краснов Н.В., Хасин Ю.И.

Статья научная

Многоотражательный времяпролетный масс-спектрометр с разрешающей способностью более 20 000 использован для анализа состава ионов при ионизации лабораторного воздуха при атмосферном давлении. Массы ионов измерены с точностью порядка 1-2 ppm и в широком динамическом диапазоне - более 10^6 по отношению ко всему ионному составу и более 10^5 по отношению к мажорным пикам в спектре. Восстановлен элементный состав для большинства ионов. Все ионы интерпретированы как органические соединения, принадлежащие к разным классам. Обнаружены радикал-ионы, образующиеся вследствие процессов фрагментации в транспортном интерфейсе. Использовано удобное представление результатов на графике "масса-дефект массы" и показано образование периодических структур, отражающих особенности элементного состава.

Бесплатно

Исследование неферментативного взаимодействия селена и серебра с цистеином и глутатионом с помощью приборного комплекса МХ-5310

Новиков А.В., Кошелева Г.Н., Бубляев Р.А., Манойлов А.В., Козьмин Ю.П., Краснов Н.В., Миргородская О.А.

Статья научная

С помощью разработанного в Институте аналитического приборостроения РАН приборного комплекса, включающего времяпролетный масс-спектрометр с электрораспылением МХ-5310 и жидкостной хроматограф Милихром А-02, было проведено исследование взаимодействия селена (Se) с элементами биологических систем на примере цистеина (Cys) и глутатиона (GSH). Выявлено образование двух типов продуктов - дисульфидов и Se-дисульфидов и определены условия, позволяющие изменять соотношения концентраций между этими типами продуктов при взаимодействии Se c GSH. Проведено сравнение процессов взаимодействия Se с GSH, Cys, и смеси GSH с Cys, которое выявило конкуренцию за Se у таких сульфгидрильных соединений. Определено также, что в конкурентных условиях не происходит образование Se-дисульфида Cys, но в значительной степени образуется смешанный дисульфид без Se и с Se. Показано, что образование смешанного Se-дисульфида может протекать через замещение GSH на Cys в симметричном Se-дисульфиде GSH. Можно полагать, что именно селективность замещения лежит в основе регуляции физиологических процессов с участием Se и различных тиолов в биологических средах.

Бесплатно

Исследование поверхностных свойств наноструктур (пленок Лэнгмюра-Блоджетт), содержащих ионы железа, и определение их состава с привлечением методов масс-спектрометрии

Рожкова Е.А., Краснов И.А., Суходолов Н.Г., Иванов Н.С., Янклович А.И., Подольская Е.П., Краснов Н.В.

Статья научная

На основе данных о качественном составе монослоев стеариновой кислоты, находящихся на поверхности водной субфазы, содержащей ионы Fe3+, полученных с помощью методов масс-спектрометрии интерпретированы данные об их поверхностных свойствах. Исследованы изотермы сжатия таких монослоев, и рассчитаны значения площади, приходящейся на одну стеарат-группу в молекуле при различных значениях рН. Доказано, что основными продуктами взаимодействия монослоев стеариновой кислоты с ионами трехвалентного железа являются частицы, содержащие в своем составе две стеаран-группы. Получение аналогичных результатов для ионов Cr3+ доказывает, что именно стерический фактор препятствует образованию тристеаратов.

Бесплатно

Калориметрическое определение энтальпии растворения тетратрифторацетата и тетраацетата димолибдена(II) в донорных растворителях. Определение состава аддуктов методом масс-спектрометрии

Слюсарева И.В., Краснов И.А., Подольская Е.П., Кондратьев Ю.В.

Статья научная

Выполнено калориметрическое определение энтальпий растворения тетратрифторацетата Мо2(СF3СОО)4 и тетраацетата Мо2(СН3СОО)4 димолибдена(II) в гексаметилфосфосфотриамиде (ГМФТА) и диметилформамиде (ДМФА). Методом масс-спектрометрии установлено, что состав аддуктов, образуемых при растворении тетракарбоксилатов в избытке донорных растворителей, соответствует формулам Mo2(RCOO)4·2 ГМФТА и Mo2(RCOO)4·2 ДМФА.

Бесплатно

Клиническая протеомика: новые диагностические возможности масс-спектрометрии

Миргородская О.А., Манойлов А.В., Торопыгин И.Ю., Козьмин Ю.П., Краснов Н.В., Самус Н.Л., Новиков А.В., Бубляев Р.А.

Статья научная

Разработан масс-спектрометрический метод идентификации сывороточного амилоида А (САА) - характерного маркера для диагностика рака яичника. Его определение осуществлено непосредственно в сыворотке крови человека без предварительного фракционирования с использованием регулируемого трипсинолиза. Разработаны подходы к количественному определению содержания этого белка в сыворотке крови по содержанию триптического фрагмента (68-87) САА, присутствующего в гидролизатах. Разработан масс-спектрометрический метод определения α2-макроглобулина (α2-М) в сыворотке и плазме крови человека. С использованием разработанного метода проанализировано содержание α2-М в сыворотке крови при раке яичника и плазме крови при болезни Альцгеймера. Показано, что концентрация α2-М существенно возрастает при раке яичника и уменьшается при болезни Альцгеймера.

Бесплатно

Контроль концентрации метотрексата методом ВЭЖХ на коротких колонках при химиотерапевтическом лечении

Федорова Г.А., Грачев М.А., Подольская Е.П., Краснов Н.В., Гимбицкая Е.К., Урсуленко Е.В., Ованесян С.В., Толмачева О.П.

Статья научная

Предложена методика определения метотрексата в сыворотке крови, пригодная для контроля его концентрации при проведении химиотерапевтического лечения. Подготовка пробы заключается в предварительной экстракции липидов гексаном, осаждении белков в присутствии перхлората лития, уксусной кислоты и ацетонитрила. Супернатант инжектируется в хроматограф, и компоненты пробы разделяются на колонке 2 x 75 мм с обращенной фазой С 18 в режиме градиентного элюирования. В качестве подвижных фаз использованы водный раствор 0.2 М перхлората лития (рН 3) и ацетонитрил. Для идентификации пика метотрексата на хроматограмме и подтверждения его гомогенности использовали спектральные отношения и сочетание ЖХ-МС в режиме прямой стыковки. Методика была апробирована для коррекции схемы лечения при проведении химиотерапии у детей с острым лимфобластным лейкозом.

Бесплатно

Масс-спектрометрия с мягкими методами ионизации в токсикологическом анализе (обзор)

Подольская Е.П., Бабаков В.Н.

Статья обзорная

В обзоре рассмотрено применение масс-спектрометрии с мягкими методами ионизации в ретроспективном токсикологическом анализе высокоопасных отравляющих веществ. Описаны преимущества и недостатки методов LC-MS и MALDI-MS при выявлении отравляющих веществ и биомаркеров интоксикации.

Бесплатно

Определение циклоспорина А в сыворотке крови для терапевтического лекарственного мониторинга

Фдорова Г.А., Подольская Е.П., Новиков А.В., Лютвинский Я.И., Краснов Н.В.

Статья научная

Предложена экономичная ВЭЖХ-методика для определения циклоспорина А в сыворотке крови пациентов. Хроматографический анализ выполнен на жидкостном хроматографе Милихром А02. Для идентификации пика циклоспорина А на хроматограмме и подтверждения его гомогенности использовали спектральные отношения и сочетание ЖХ-МС в режиме прямой стыковки. Методика позволяет определять циклоспорин А во всем интервале терапевтических концентраций (100-400 нг/мл) с погрешностью не более 15 %. Результаты определения использованы для терапевтического лекарственного мониторинга циклоспорина А в онкогематологическом отделении Иркутской государственной областной детской клинической больницы.

Бесплатно

Особенности включения стабильного изотопа 18О в сильнокислой среде в карбоксильные группы пептидов

Манойлов А.В., Новиков А.В., Бубляев Р.А., Серебрякова М.В., Козьмин Ю.П., Краснов Н.В., Миргородская О. а

Статья научная

С использованием ESI-MS и MALDI-MS изучен процесс изотопного обмена 16О на 18О в карбоксильных группах пептидов. Показано, что лимитирующей стадией при обмене является протонизация карбоксильной группы. Причем протонизация зависит от кислотности карбоксильных групп и кислотности среды. Определены оптимальные условия для получения 18О-содержащих пептидов и производных аминокислот, которые могут быть использованы в качестве стандартов для количественного анализа. Оценена стабильность вводимой метки в условиях, близких к физиологическим, а также в средах, наиболее часто используемых при работе с образцами в экспериментах с применением ВЭЖХ.

Бесплатно

Оценка емкости масс-спектров высокого разрешения при анализе сложных смесей

Лютвинский Я.И., Макаров В.В., Козлов Б.Н., Подольская Е.П., Труфанов А.С., Апацкая М.В., Краснов И.А., Краснов Н.В., Веренчиков А.Н.

Статья научная

Использование высокоразрешающих многоотражательных планарных времяпролетных масс-спектрометров (МОП ВПМС) привело к значительному увеличению емкости и информативности масс-спектров. В качестве модельных смесей обследовались триптические гидролизаты смеси двух белков как в режиме прямой инжекции пробы, так и в режиме ХЖ-МС. С помощью компьютерного моделирования показано преимущество МОП ВПМС перед традиционными ВПМС для анализа полного гидролизата бактерий по методу AMT Tag.

Бесплатно

Частичная расшифровка аминокислотной последовательности пептида по его фрагментному масс-спектру: алгоритм и результаты применения

Лютвинский Я.И., Макаров В.В., Краснов Н.В., Подольская Е.П., Веренчиков А.Н.

Статья научная

Разработан новый алгоритм восстановления части аминокислотной последовательности пептида по фрагментному масс-спектру пептида. Алгоритм оптимизирован по числу проверяемых гипотез, что обеспечивает его высокое быстродействие. При оценке возможных гипотез используется байесов подход, основанный на фактической статистике пиков фрагментного масс-спектра. Поведена проверка алгоритма на данных тандемного времяпролетного масс-спектрометра Q-TOF и масс-спектрометра на основе ловушки Паули.

Бесплатно