Mikropladesonator valideret i fagfællebedømt proteomikstudie

Hielscher Ultrasonics meddeler, at dens UIP400MTP ultralydsmikroplade sonikator er blevet valideret med succes i en peer-reviewed komparativ proteomics undersøgelse offentliggjort i Proteomics (2024). Undersøgelsen viser, at ultralydsmikropladebaseret prøveforberedelse leverer reproducerbare proteinekstrakter af høj kvalitet, der er fuldt kompatible med avancerede shotgun proteomics og terminomics workflows.

Udgivelsen, “TermineR: Udtræk af information om endogen proteolytisk behandling fra shotgun proteomics-data”introducerer en ny bioinformatisk ramme til analyse af endogen proteolyse direkte fra standard massespektrometri-datasæt. Som en del af metodevalideringen sammenlignede forfatterne tre almindeligt anvendte vævshomogeniseringsteknikker: bead beating (Precellys), bad sonikering (Bioruptor) og ultralyds mikroplade sonikering ved hjælp af UIP400MTP.

Sammenlignelig proteomdækning uden kunstig proteolyse

Et centralt mål med den sammenlignende undersøgelse var at vurdere, om forskellige ekstraktionsmetoder påvirker identifikationen og kvantificeringen af semispecifikke peptider, som er kritiske for at studere endogen proteolytisk behandling. Resultaterne viser, at UIP400MTP-baseret ultralydsekstraktion opnår proteomdækning, der kan sammenlignes med etablerede mekaniske afbrydelsesmetoder, samtidig med at der opretholdes ensartede proportioner af fuldt specifikke og semispecifikke peptider.
Det er vigtigt, at dataene viser, at ultralydsbehandling af mikroplader med høj effekt ikke introducerer kunstig proteinspaltning, hvilket imødekommer en almindelig bekymring i terminomics og semi-specifik peptidanalyse. Dette bekræfter, at UIP400MTP giver effektiv prøveforstyrrelse, samtidig med at biologisk meningsfulde proteolytiske signaturer bevares.

Kvantitativ reproducerbarhed af semispecifikke peptider på tværs af ekstraktionsmetoder –
Pearson korrelations heatmaps af log2-transformerede intensiteter af semispecifikke peptider, der sammenligner forskellige proteinekstraktionsmetoder for wild-type (WT, venstre) og knock-out (KO, højre) prøver. Høje korrelationskoefficienter (typisk ≥0,95) observeres mellem UIP400MTP ultralyds mikroplade sonikering, bead beating (Precellys®) og bad sonikering (Bioruptor®), hvilket viser fremragende kvantitativ overensstemmelse. Disse resultater bekræfter, at mikropladebaseret ultralydbehandling bevarer relative peptidmængder og er fuldt kompatibel med kvantitative proteomics- og terminomics-analyser.
Undersøgelse og grafik: ©Cosenza-Contreras et al. 2024

Høj reproducerbarhed i kvantitativ proteomik

Undersøgelsen rapporterer desuden om høj kvantitativ reproducerbarhed på tværs af ekstraktionsmetoder. Pearson-korrelationsanalyser af peptidintensiteter afslørede en stærk overensstemmelse mellem UIP400MTP-behandlede prøver og dem, der blev fremstillet ved hjælp af bead beating eller bad sonikering, med korrelationskoefficienter, der typisk overstiger 0,95.
Disse resultater bekræfter, at ultralydsbehandling af mikroplader bevarer relative peptidmængder, hvilket gør den velegnet til differentiel proteomik, TMT-baseret multiplexing og sygdomsfokuserede undersøgelser, der kræver præcise kvantitative sammenligninger.

Antal identificerede peptidforstadier efter specificitet og ekstraktionsmetode
Sammenligning af antallet af identificerede peptidforstadier klassificeret efter enzymatisk specificitet (fuldt specifik, C-terminal semi-specifik og N-terminal semi-specifik) på tværs af tre proteinekstraktionsmetoder: bead beating (Precellys®), bad sonikering (Bioruptor®) og ultralyds mikroplade sonikering ved hjælp af UIP400MTP. Data vises for biologiske replikater fra prøver af musenyrer af vildtypen (WT) og knock-out (KO). Resultaterne viser sammenlignelig proteomdækning og lignende fordelinger af peptidspecificiteter på tværs af alle ekstraktionsmetoder, hvilket indikerer, at UIP400MTP-baseret mikropladesonikering giver effektiv proteinekstraktion uden at øge ikke-specifik proteolytisk spaltning.
Undersøgelse og grafik: ©Cosenza-Contreras et al. 2024

Muliggør høj gennemstrømning og standardiserede proteomik-arbejdsgange

Ved at kombinere berøringsfri ultralydsenergitilførsel med parallel behandling af hele 96-brøndsplader understøtter UIP400MTP standardiseret og automatiseringskompatibel prøveforberedelse med høj kapacitet. I den offentliggjorte undersøgelse blev systemet med succes integreret i en DIA-aktiveret, TMT-mærket proteomik-arbejdsgang, der blev anvendt på en musemodel af polycystisk nyresygdom.
Forfatterne konkluderer, at ultralydbehandling af mikroplader er fuldt kompatibel med moderne shotgun-proteomik og muliggør analyse af endogen proteolyse uden behov for arbejdskrævende biokemiske berigelsestrin.

Forpligtelse til videnskabeligt validerede løsninger

“Inddragelsen af UIP400MTP i en streng, peer-reviewed sammenlignende undersøgelse understreger Hielscher Ultrasonics’ forpligtelse til at levere videnskabeligt validerede prøveforberedelsesteknologier,” sagde en repræsentant for virksomheden. “Uafhængig validering i krævende proteomik-workflows er afgørende for laboratorier, der søger robuste, reproducerbare og skalerbare løsninger.”
Den fulde undersøgelse er tilgængelig som en open access-publikation i Proteomics (DOI: 10.1002/pmic.202300491).

Find oplysninger om sonikatoren til multibrøndplader UIP400MTP her!