分享一篇发表在angew上的文章,文章的题目是“Lipid Mass Tags via Aziridination for Probing Unsaturated Lipid dIsomers and Accurate Relative Quantification”,通讯作者是来自美国德克萨斯农工大学的Xin Yan老师,她的课题组主要进行代谢组学和脂质组学的新型质谱方法的开发。
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了解生物体内脂质浓度,对于生理研究和biomarker开发至关重要,由于脂质分子结构的多样性,精准地对它们进行定量具有挑战性。质谱由于其高灵敏度和特异性,已成为脂质样品分析的重要手段,目前主要通过同位素标记的脂质内标物来实现定量。但是由于脂质复杂多样,同一分子存在多种异构体,且诸如甘油酯和胆固醇酯CE较难离子化,导致现有的脂质组学发展收到阻碍。出于类似的原因,iTRAQ和TMT等等压标签已被广泛应用于蛋白质组学,但对于脂质组学还没有等压标签被开发。因此在本文中作者提出了一种基于氮丙啶的构建等压标签的策略,并将其应用于各种不饱和脂质的定量。
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氮丙啶可以从烯键得到,其存在于很多天然产物中。作者希望在不饱和脂质的烯基上引入氮丙啶结构作为中间体,再进一步引入等压标签用于定量。作者从已报道的2个反应中,以羟胺-O-磺酸(HOSA)为N源在油酸乙酯上引入了氮丙啶结构,该结构可以在CID模式下断裂,生成2个来自脂质的片段和1个氮丙啶片段,后者可以用于MS2定量。作者进一步测试了带有多个C=C键的胆固醇酯,结果显示使用酮催化剂的路线只会产生单氮丙啶化的脂质,大大降低了识谱难度。作者随后将方法推广到多种脂肪酸和脂肪酸酯,结果显示多种脂质都能成功氮丙啶化,且该反应对酯、羧酸、醇、季胺等官能团没有影响。
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在证实了氮丙啶化的可行性后,作者接着进行了等压标签的引入工作。作者通过带有不同同位素质量的NHS-tag(如TMT)通过一步酰胺化反应,就可以将等压标签引入在氮丙啶的N-H上。作者首先在单分子水平测试了定量的准确性,用不同质量的tag标记脂质分子后送入nanoESI-MS,随后进行HCD裂解,最后通过m/z 126 127进行定量,结果显示该方法在0.1-10 µM内都具有非常好的定量准确性。
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建立好方法之后,作者将其应用在了人血浆样品中。作者选择了血浆中最丰富的胆固醇酯CEs作为研究对象,使用异辛烷和乙酸乙酯提取血浆中CEs,然后使用酮催化的氮丙啶化标记,最后使用不同质量的标签标记2份样品,并将他们1:2混合送入HPLC-MS/MS。结果中作者成功鉴定到9种不饱和CEs和13种CEs脂质异构体,该方法展现出很好的异构体区别能力。同时报告离子的定量结果也符合1:2的加入比,体现出良好的定量能力。
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文章的最后作者在阿尔茨海默症的小鼠和正常小鼠中应用该方法比较了它们血清中CEs含量的差异,作者总共鉴定到17个CE异构体,其浓度变化显著。
总的来说作者在本文中开发了一种基于氮丙啶结构的用于定量脂质组学的等压标签,并将其初步应用在AD小鼠中。在未来作者相信该方法可以帮助人们进一步了解不同脂质的特定功能。
本文作者:LYP
责任编辑:Guo ZH
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202207098
原文引用:DOI:10.1002/anie.202207098