Mikroplaka Sonikatörü Hakemli Proteomik Çalışmasında Onaylandı

Hielscher Ultrasonics, UIP400MTP ultrasonik mikroplaka sonikatörünün Proteomics'te (2024) yayınlanan hakemli bir karşılaştırmalı proteomik çalışmasında başarıyla doğrulandığını duyurdu. Çalışma, ultrasonik mikroplaka tabanlı numune hazırlamanın, gelişmiş shotgun proteomik ve terminomik iş akışlarıyla tamamen uyumlu, tekrarlanabilir, yüksek kaliteli protein özütleri sağladığını göstermektedir.

Yayın, “TermineR: Shotgun proteomik verilerinden endojen proteolitik işleme hakkında bilgi çıkarma”doğrudan standart kütle spektrometresi veri setlerinden endojen proteoliz analizi için yeni bir biyoinformatik çerçeve sunmaktadır. Yöntem doğrulamasının bir parçası olarak, yazarlar yaygın olarak kullanılan üç doku homojenizasyon tekniğini karşılaştırmıştır: boncuk atma (Precellys), banyo sonikasyonu (Bioruptor) ve UIP400MTP kullanılarak ultrasonik mikroplaka sonikasyonu.

Yapay Proteoliz Olmadan Karşılaştırılabilir Proteom Kapsamı

Karşılaştırmalı çalışmanın temel amacı, farklı ekstraksiyon yöntemlerinin, endojen proteolitik işlemlerin incelenmesi için kritik öneme sahip olan yarı spesifik peptitlerin tanımlanmasını ve miktarının belirlenmesini etkileyip etkilemediğini değerlendirmekti. Sonuçlar, UIP400MTP tabanlı ultrasonik ekstraksiyonun, tamamen spesifik ve yarı spesifik peptitlerin tutarlı oranlarını korurken, yerleşik mekanik parçalama yöntemleriyle karşılaştırılabilir proteom kapsamına ulaştığını göstermektedir.
Daha da önemlisi, veriler yüksek güçlü ultrasonik mikroplaka sonikasyonunun yapay protein bölünmesine yol açmadığını göstererek terminomik ve yarı spesifik peptit analizinde yaygın bir endişeyi gidermektedir. Bu, UIP400MTP'nin biyolojik olarak anlamlı proteolitik imzaları korurken etkili örnek bozulması sağladığını doğrulamaktadır.

Ekstraksiyon yöntemleri arasında yarı spesifik peptitlerin kantitatif tekrar üretilebilirliği –
Vahşi tip (WT, sol) ve knock-out (KO, sağ) numuneler için farklı protein ekstraksiyon yöntemlerini karşılaştıran yarı spesifik peptitlerin log2'ye dönüştürülmüş yoğunluklarının Pearson korelasyon ısı haritaları. UIP400MTP ultrasonik mikroplaka sonikasyonu, boncuk atma (Precellys®) ve banyo sonikasyonu (Bioruptor®) arasında yüksek korelasyon katsayıları (tipik olarak ≥0,95) gözlemlenmiştir ve bu da mükemmel bir nicel uyum olduğunu göstermektedir. Bu sonuçlar, mikroplaka bazlı ultrasonikasyonun göreceli peptit bolluğunu koruduğunu ve kantitatif proteomik ve terminomik analizlerle tamamen uyumlu olduğunu doğrulamaktadır.
Çalışma ve grafikler: ©Cosenza-Contreras et al. 2024

Kantitatif Proteomiklerde Yüksek Tekrarlanabilirlik

Çalışmada ayrıca ekstraksiyon yöntemleri arasında yüksek kantitatif tekrarlanabilirlik rapor edilmiştir. Peptit yoğunluklarının Pearson korelasyon analizleri, UIP400MTP ile işlenmiş numuneler ile boncuk atma veya banyo sonikasyonu kullanılarak hazırlananlar arasında güçlü bir uyum olduğunu ve korelasyon katsayılarının tipik olarak 0,95'i aştığını ortaya koymuştur.
Bu bulgular, ultrasonik mikroplaka sonikasyonunun göreceli peptit bolluklarını koruduğunu ve bu sayede diferansiyel proteomik, TMT tabanlı çoğullama ve hassas kantitatif karşılaştırmalar gerektiren hastalık odaklı çalışmalar için çok uygun olduğunu doğrulamaktadır.

Özgüllük ve ekstraksiyon yöntemine göre tanımlanan peptit öncüllerinin sayısı
Enzimatik özgüllüğe göre sınıflandırılan tanımlanmış peptit öncülerinin sayısının karşılaştırılması (tamamen spesifik, C-terminali yarı spesifik ve N-terminali yarı spesifik) üç protein ekstraksiyon yöntemi arasında: boncuk atma (Precellys®), banyo sonikasyonu (Bioruptor®) ve UIP400MTP kullanılarak ultrasonik mikroplaka sonikasyonu. Veriler, vahşi tip (WT) ve knock-out (KO) fare böbrek örneklerinden alınan biyolojik kopyalar için gösterilmiştir. Sonuçlar, tüm ekstraksiyon yöntemlerinde karşılaştırılabilir proteom kapsamı ve benzer peptit özgüllük dağılımları göstermekte olup, UIP400MTP tabanlı mikroplaka sonikasyonunun spesifik olmayan proteolitik bölünmeyi artırmadan etkili protein ekstraksiyonu sağladığını göstermektedir.
Çalışma ve grafikler: ©Cosenza-Contreras et al. 2024

Yüksek Verimli ve Standartlaştırılmış Proteomik İş Akışlarının Etkinleştirilmesi

Temassız ultrasonik enerji dağıtımını 96 kuyulu plakaların tamamının paralel işlenmesiyle birleştiren UIP400MTP, yüksek verimli, standartlaştırılmış ve otomasyona uyumlu numune hazırlamayı destekler. Yayınlanan çalışmada sistem, polikistik böbrek hastalığının fare modeline uygulanan DIA özellikli, TMT etiketli bir proteomik iş akışına başarıyla entegre edilmiştir.
Yazarlar, mikroplaka ultrasonikasyonunun modern shotgun proteomik ile tamamen uyumlu olduğu ve yoğun emek gerektiren biyokimyasal zenginleştirme adımlarına gerek kalmadan endojen proteoliz analizine olanak sağladığı sonucuna varmıştır.

Bilimsel Olarak Doğrulanmış Çözümlere Bağlılık

“UIP400MTP'nin titiz, hakemli bir karşılaştırmalı çalışmaya dahil edilmesi Hielscher Ultrasonics'in altını çizmektedir’ bilimsel olarak onaylanmış numune hazırlama teknolojileri sağlama taahhüdü,” dedi bir şirket temsilcisi. “Zorlu proteomik iş akışlarında bağımsız doğrulama, sağlam, tekrarlanabilir ve ölçeklenebilir çözümler arayan laboratuvarlar için çok önemlidir.”
Çalışmanın tamamı Proteomics'te açık erişimli bir yayın olarak mevcuttur (DOI: 10.1002/pmic.202300491).

Çok kuyulu plaka sonikatörü UIP400MTP hakkında bilgileri burada bulabilirsiniz!