Németh Anikó 1,2, Kosáry Judit 1, Fodor Péter 1, Dernovics Mihály 1

Átírás

1 Németh Anikó 1,2, Kosáry Judit 1, Fodor Péter 1, Dernovics Mihály 1 1 Budapesti Corvinus Egyetem Élelmiszertudomány Kar, Alkalmazott Kémia Tanszék 2 Wessling Hungary Kft., Élelmiszervizsgáló Laboratórium

2 Szelén speciáció Toxikológia, biológiai hasznosulás Szerves vagy szervetlen módosulatok? HPLC-ICP-MS -- ismert, standard formájában elérhető módosulatok Teljes szelén módosulat profil Élettani folyamatok Minőség-biztosítás Nagyfelbontású MS technikák alkalmazása Metabolomika, metallomika Kis mennyiségben jelen lévő, ismeretlen szelén módosulatok azonosítása

3 Paradió Dióhéjban Növények számára nem esszenciális --- S analógia Kétélű fegyver! Nem akkumulátor Másodlagos akkumulátor Hiperakkumulátor Szervetlen és Met Illékony vegyületek Metilezett aminosav származékok gabonák, hagymafélék Lecythidaceae: Brazil dió (paradió) majomcsésze dió Majomcsésze dió

4 Szeleno-metabolomika Tömegspektrometria szervetlen (ICP-MS) szerves (ESI-MS) Robusztusság Alacsony kimutatási határ Standardek szükségesek Szerkezeti információ Tisztított, prekoncentrált minta szükséges Adatbányászat Megoldás: együttes alkalmazásuk Kapcsolt analitikai rendszerek (elválasztástechnika + tömegspektrometria) Többlépéses mintaelőkészítés: SEC és HPLC-ICP-MS Metabolitok meghatározása: RP-HPLC-ESI-Q-TOF-MS

5 Intenzitás 82, cps Intenzitás 82, cps Intenzitás 82, cps Többlépéses minta tisztítás x x III. x IV Elúciós térfogat, ml II. I Idő, perc Idő, perc SEC-ICP-MS SCX-ICP-MS IP-RP-ICP-MS Orthogonális: különböző elválasztási elvek felhasználásával Megfelelően tiszta és koncentrált minta: ionizáció hatásfoka javítható (ESI) fragmentáció

6 Intenzitás, cps Adatelemzési stratégiák Adatbázisos keresés Pontos tömeg alapján (< 5 ppm) Ismert szelén-módosulatok (Met, Cysta, Met-Cys) Jellemző fragmensek keresése Szelenohomocisztein származékok -izotóp mintázatok manuális keresése x x m/z

7 Intenzitás, cps Intensity, cps Intensity, cps Relative intensity Poliszelenidek azonosítása 1.2 x1 5 EIC m/z x1 5 4 x Time, min Mass-to-Charge (m/z) 4.5 x ppm ppm H 2 N H O O C ppm S e S e S e C O O H N H m/z -szelenohomociszteinil-diszeleno-homocisztein

8 További poliszelenidek H 2 N -szelenohomociszteinil-triszeleno-homocisztein H 2 N -szelenohomociszteinil-tetraszeleno-homocisztein H 2 N -szelenohomociszteinil-pentaszeleno-homocisztein

9 Intensity, cps Intensity, cps Polikalkogenidek szintézise és fragmentációja x ppm ppm H 2 N ppm NH 3 HOOC Hidridképzés 4.5 Na 2 + HCys (NaI, H 2 O 2 ) Mass-to-Charge (m/z) 3.2 x ppm ppm H 2 N S ppm S NH 3 HOOC Mass-to-Charge (m/z)

10 Szelén anyagcsere γ-glu-met-met + -Met-Met DMP DM γ-glu-metcys γ-glu γ-glu-met Met H Cys O-phospho-Hr HOOC O-phospho-Hr H 2 N HOOC Cysta H Met-Cys HCy HLan CH 3 CH 3 DMD O-acetyl-r 2- O 2- O R H 2 N n HOOC n = 2-6 NH2 R = lipid anyagcsere köztitermékek pl. hidroxi-geraniol

11 (Szeleno)Proteomika Dinamikus fejlődés Technológiai háttér Publikus adatbázisok Bioinformatikai eszközök Met és Cys Nem specifikus beépülés Szelén tartalmú fehérjék

12 Intensity, cps Intensity, cps De novo fehérje (?) szekvenálás x F M D M R T K b 3 y 2 y 1 y 5 y y b2 y m/z x1 4 1, F M D B R T K F B D M R T K ,6 y 1 y 2 y 3 y4 y 5 y 6 y4 y m/z

13 Adatbázis alapú fehérje azonosítás Shotgun proteomika in silico emésztés és peptid alapú fehérje meghatározás Specifikus fehérje adatbázis Eredmények validálása

14 Intensity, cps TIC intensity, cps Met/Met szubsztitúció x1 7 1,8 x ,9 m/z 35 m/z 374 m/z 422 m/z 398 m/z EIC intensity, cps 2S albumin 4 x Time, min M B B B R ( ) B B M B R MMMMR ( ) B M B B R ( ) B B B M R y b 2 y 2 y 3 y 3 y 4 y m/z

15 Összefoglalás Metabolomika 7 ismert és 19 új módosulat Speciális anyagcsere útvonalak Proteomika 22 szelén tartalmú peptid és 4 fehérje Nagymértékű Met/Met szubsztitúció Cys hiánya Detoxikációs folyamatok

16