用于定量不饱和脂质异构体的氮丙啶等压质量标签

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。

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。

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。

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。

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。