Development of automated proteomic workflows utilizing silicon-based coupling agents
Notice bibliographique
Résumé
Automated methods for enzyme immobilization via 4-triethoxysilylbutyraldehyde (TESB) derived silicone-based coupling agents were developed. TESB and its oxidized derivative, 4-triethoxysilylbutanoic acid (TESBA), were determined to be the most effective. The resulting immobilized enzyme particles (IEPs) displayed robustness, rapid digestion, and immobilization efficiency of 51 ± 8%. Furthermore, we automated the IEP procedure, allowing for multiple enzymes, and/or coupling agents to be fabricated at once, in a fraction of the time via an Agilent Bravo. The automated trypsin TESB and TESBA IEPs were shown to rival a classical in-gel digestion method. Moreover, pepsin IEPs favored cleavage at leucine (>50%) over aromatic and methionine residues. The IEP method was then adapted for an in-situ immobilized enzyme microreactor (IMER) fabrication. We determined that TESBA could functionalize the silica capillary's inner wall while simultaneously acting as an enzyme coupler. The IMER digestion of bovine serum albumin (BSA), mirroring IEP digestion conditions, yielded a 33-40% primary sequence coverage per LC-MS/MS analysis in as little as 15 min. Overall, our findings underscore the potential of both IEP and IMER methods, paving the way for automated analysis and a reduction in enzyme waste through reuse, thereby contributing to a more cost-effective and timely study of the proteome. SIGNIFICANCE: This research introduces 4-triethoxysilylbutyraldehyde (TESB) and its derivatives as silicon-based enzyme coupling agents and an automated liquid handling method for bottom-up proteomics (BUP) while streamlining sample preparation for high-throughput processing. Additionally, immobilized enzyme particle (IEP) fabrication and digestion within the 96-well plate allows for flexibility in protocol where different enzyme-coupler combinations can be employed simultaneously. By enabling the digestion of entire microplates and reducing manual labor, the proposed method enhances reproducibility and offers a more efficient alternative to classical in-gel techniques. Furthermore, pepsin IEPs were noted to favor cleavage at leucine residues which represents an interesting finding when compared to the literature that warrants further study. The capability of immobilized enzyme microreactors (IMER) for rapid digestion (in as little as 15 min) demonstrated the system's efficiency and potential for rapid proteomic analysis. This advancement in BUP not only improves efficiency, but also opens avenues for a fully automated, mass spectrometry-integrated proteomics workflow, promising to expedite research and discoveries in complex biological studies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».