新型光衍生質譜分析實現脂質深度結構解析|Nature Communications

2021-01-11 科學網
新型光衍生質譜分析實現脂質深度結構解析｜Nature Communications

論文標題：Large-scale lipid analysis with C=C location and sn-position isomer resolving power

期刊：Nature Communications

作者：Wenbo Cao, Simin Cheng et.al

發表時間：2020/01/17

數字識別碼：10.1038/s41467-019-14180-4

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脂質作為四大類生物分子和三大類營養素之一，不僅是質膜基本組成單元和能量的載體，也在信號轉導和蛋白質功能調控等方面發揮著積極和關鍵性作用。儘管大規模脂質的質譜分析已非常成熟，但脂質的精細結構解析問題一直沒有解決，嚴重阻礙了脂質的生物學功能研究。從結構上看，生物體內脂質的複雜性源於脂質類型、脂肪酸鏈及sn位置、以及碳碳雙鍵（C=C）數量、位置及幾何結構等多重結構特徵。

為了利用單一方法實現脂質的近全結構解析，清華大學精密儀器系質譜研究團隊於近期在Nature Communications上發表了題為「Large-scale lipid analysis with C=C location and sn-position isomer resolving power」的論文。該研究基於光衍生試劑2-乙醯吡啶和串聯質譜，發展了可用於大規模脂質精細結構解析的策略。該方法通過單次分析即可實現磷脂類型、脂肪酸鏈及sn位置、C=C位置等結構信息的全面獲取，並實現脂質C=C和sn位置異構體的定量分析。該方法可在大多數具備多級質譜功能的商用質譜儀上實現，無需對質譜儀進行改造，具有廣闊的應用空間。

在生物醫學應用方面，利用該方法對人不同亞型的乳腺癌細胞開展了深度脂質組學分析，揭示出脂質C=C異構體組成隨乳腺癌細胞侵襲性連續變化，表明脂質C=C異構體有可能作為癌症進展的標記物，後續將對此深入研究。此外，通過脂質C=C及sn兩類異構體的定性和定量分析，成功地區分出II型糖尿病人血漿和人肺癌組織，表明脂質深度結構分析有用於疾病診斷的潛力。

圖1： 脂質異構體的全面結構解析。a. 脂質五個層面的結構信息。b.用於脂質深度結構解析的在線光化學衍生-串聯質譜方法。c.癌及癌旁組織中脂質C=C/sn位置異構體組成對比。

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摘要：Lipids play a pivotal role in biological processes and lipid analysis by mass spectrometry (MS) has significantly advanced lipidomic studies. While the structure specificity of lipid analysis proves to be critical for studying the biological functions of lipids, current mainstream methods for large-scale lipid analysis can only identify the lipid classes and fatty acyl chains, leaving the C=C location and sn-position unidentified. In this study, combining photochemistry and tandem MS we develop a simple but effective workflow to enable large-scale and near-complete lipid structure characterization with a powerful capability of identifying C=C location(s) and sn-position(s) simultaneously. Quantitation of lipid structure isomers at multiple levels of specificity is achieved and different subtypes of human breast cancer cells are successfully discriminated. Remarkably, human lung cancer tissues can only be distinguished from adjacent normal tissues using quantitative results of both lipid C=C location and sn-position isomers.

（來源：科學網）

 

 

 

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