Mikropladesonikator valideret i fagfællebedømt proteomikstudie

Hielscher Ultrasonics meddeler, at virksomhedens ultralydssonikator UIP400MTP til mikroplader er blevet valideret med succes i et fagfællebedømt, sammenlignende proteomikstudie offentliggjort i Proteomics (2024). Studiet viser, at ultralydsbaseret prøveforberedelse i mikroplader giver reproducerbare proteinekstrakter af høj kvalitet, som er fuldt kompatible med avancerede arbejdsgange inden for shotgun-proteomik og terminomik.

Publikationen “TermineR: Udledning af information om endogen proteolytisk processering fra shotgun-proteomikdata” introducerer en ny bioinformatisk ramme til analyse af endogen proteolyse direkte ud fra standarddatasæt fra massespektrometri. Som led i metodevalideringen sammenlignede forfatterne tre almindeligt anvendte teknikker til vævshomogenisering: perlehomogenisering (Precellys), sonikering i ultralydsbad (Bioruptor) og ultralydssonikering af mikroplader med UIP400MTP.

Sammenlignelig proteomdækning uden kunstig proteolyse

Et centralt formål med det sammenlignende studie var at vurdere, om forskellige ekstraktionsmetoder påvirker identifikationen og kvantificeringen af semispecifikke peptider, som er afgørende for at undersøge endogen proteolytisk processering. Resultaterne viser, at ultralydsekstraktion med UIP400MTP opnår en proteomdækning, der er sammenlignelig med etablerede mekaniske metoder til nedbrydning af prøver, samtidig med at andelene af fuldt specifikke og semispecifikke peptider forbliver konsistente.
Dataene viser især, at ultralydssonikering af mikroplader med høj effekt ikke medfører kunstig proteinspaltning, hvilket imødekommer en almindelig bekymring inden for terminomik og analyse af semispecifikke peptider. Dette bekræfter, at UIP400MTP giver effektiv nedbrydning af prøver, samtidig med at biologisk betydningsfulde proteolytiske signaturer bevares.

Kvantitativ reproducerbarhed af semispecifikke peptider på tværs af ekstraktionsmetoder –
Varmekort over Pearson-korrelationer mellem log2-transformerede intensiteter af semispecifikke peptider, som sammenligner forskellige proteinekstraktionsmetoder for vildtypeprøver (WT, til venstre) og knockoutprøver (KO, til højre). Der observeres høje korrelationskoefficienter (typisk ≥0,95) mellem ultralydssonikering af mikroplader med UIP400MTP, perlehomogenisering (Precellys®) og sonikering i ultralydsbad (Bioruptor®), hvilket viser fremragende kvantitativ overensstemmelse. Disse resultater bekræfter, at ultralydssonikering i mikroplader bevarer de relative peptidmængder og er fuldt kompatibel med kvantitative proteomik- og terminomikanalyser.
Studie og grafik: ©Cosenza-Contreras et al. 2024

Høj reproducerbarhed i kvantitativ proteomik

Studiet rapporterer desuden høj kvantitativ reproducerbarhed på tværs af ekstraktionsmetoder. Pearson-korrelationsanalyser af peptidintensiteter viste stærk overensstemmelse mellem prøver behandlet med UIP400MTP og prøver forberedt ved perlehomogenisering eller sonikering i ultralydsbad, med korrelationskoefficienter, der typisk oversteg 0,95.
Disse fund bekræfter, at ultralydssonikering af mikroplader bevarer de relative peptidmængder, hvilket gør metoden velegnet til differentiel proteomik, TMT-baseret multipleksning og sygdomsfokuserede studier, der kræver præcise kvantitative sammenligninger.

Antal identificerede peptidprækursorer efter specificitet og ekstraktionsmetode
Sammenligning af antallet af identificerede peptidprækursorer klassificeret efter enzymatisk specificitet (fuldt specifikke, C-terminalt semispecifikke og N-terminalt semispecifikke) på tværs af tre proteinekstraktionsmetoder: perlehomogenisering (Precellys®), sonikering i ultralydsbad (Bioruptor®) og ultralydssonikering af mikroplader med UIP400MTP. Data vises for biologiske replikater af nyreprøver fra vildtypemus (WT) og knockoutmus (KO). Resultaterne viser sammenlignelig proteomdækning og lignende fordelinger af peptidspecificiteter på tværs af alle ekstraktionsmetoder, hvilket indikerer, at sonikering af mikroplader med UIP400MTP giver effektiv proteinekstraktion uden at øge uspecifik proteolytisk spaltning.
Studie og grafik: ©Cosenza-Contreras et al. 2024


Muliggør standardiserede proteomikarbejdsgange med høj prøvekapacitet

Ved at kombinere kontaktfri tilførsel af ultralydsenergi med parallel behandling af hele 96-brøndsplader understøtter UIP400MTP standardiseret prøveforberedelse med høj prøvekapacitet, som er kompatibel med automatisering. I det offentliggjorte studie blev systemet med succes integreret i en proteomikarbejdsgang med DIA og TMT-mærkning, som blev anvendt på en musemodel for polycystisk nyresygdom.
Forfatterne konkluderer, at ultralydssonikering af mikroplader er fuldt kompatibel med moderne shotgun-proteomik og muliggør analyse af endogen proteolyse uden behov for arbejdskrævende biokemiske berigelsestrin.

Engagement i videnskabeligt validerede løsninger

“Inddragelsen af UIP400MTP i et stringent, fagfællebedømt, sammenlignende studie understreger Hielscher Ultrasonics’ engagement i at levere videnskabeligt validerede teknologier til prøveforberedelse,” udtalte en repræsentant for virksomheden. “Uafhængig validering i krævende proteomikarbejdsgange er afgørende for laboratorier, der søger robuste, reproducerbare og skalerbare løsninger.”
Det fulde studie er tilgængeligt som en open access-publikation i Proteomics (DOI: 10.1002/pmic.202300491).

Find oplysninger om sonikatoren UIP400MTP til multibrøndsplader her!