La sensibilité et la profondeur de l'analyse protéomique sont limitées par les ions isobares et les interférences qui entravent l'identification des peptides de faible abondance. Lorsque nous analysons des échantillons de grande complexité, une séparation extensive de l'échantillon est souvent nécessaire pour étendre la couverture protéomique. Ces dernières années, la spectrométrie de mobilité ionique à forme d'onde asymétrique à haut champ (FAIMS) a gagné en popularité dans le domaine de la protéomique pour sa capacité à séparer les ions isobares, à améliorer la capacité de pic et la sensibilité de la spectrométrie de masse (MS). Nous rapportons ici l'intégration d'un appareil FAIMS Pro™ à un Q-Exactive HF™ ainsi qu'un spectromètre de masse Orbitrap Exploris 480™. Des expériences protéomiques sur des digestions d'extraits protéiques issues de cellules Hela à l'aide d'un spectromètre de masse avec FAIMS ont amélioré le rapport signal sur bruit (S/N) et réduit les ions interférents, ce qui a entraîné une augmentation du taux d'identification des peptides de plus de 42 %. FAIMS est également combiné avec le fractionnement ionique segmenté (SIFT), qui utilise tour à tour une fenêtre de 100 ~ 300 m/z au lieu de la large plage traditionnelle (700 ~ 800 m/z), augmentant ainsi la profondeur de la couverture protéomique tout en réduisant la proportion de spectres MS/MS chimériques de 50% à 27%. Dans l'analyse quantitative, nous démontrons l'application de FAIMS pour améliorer les mesures quantitatives lorsque le marquage peptidique isobare est utilisé. Par rapport aux expériences LC-MS/MS conventionnelles, la combinaison des expériences FAIMS et SIFT réalisées sur un modèle à deux protéomes a montré une amélioration de 65 % de la précision des mesures quantitatives. Les digestions tryptiques d'extraits protéiques de différentes lignées cellulaires du cancer colorectal ont été utilisées pour l'évaluation de stratégie combinée FAIMS et SIFT sur un spectromètre de masse Orbitrap Exploris 480™ offre un gain d'identification de 70 % par rapport à l'approche conventionnelle et combinée aux données transcriptomiques elle facilite l’identification de variants protéiques. / The sensitivity and depth of proteomic analysis in mass spectrometry (MS) is limited by isobaric
ions and interferences that hinder the identification of low-abundance peptides. For high
complexity samples, extensive separation is often required to expand proteomic coverage. In
recent years, high-field asymmetric waveform ion mobility spectrometry (FAIMS) has gained
popularity in the field of proteomics for its ability to resolve confounding ions, improve peak
capacity, and sensitivity. This thesis presents the integration of a FAIMS Pro™ interface with
electrical and gas embedded connections to a Q-Exactive HF™ as well as an Orbitrap Exploris
480™ mass spectrometer. Proteomic experiments on tryptic digests of HeLa cell line using a
FAIMS integrated mass spectrometer improved signal-to-noise ratio (S/N) and reduced the
occurrence of interfering ions. This enabled a 42% increase in peptide identification rate. Also,
FAIMS was combined with segmented ion fractionation (SIFT), which in turn scans with windows
of 100~300 m/z width instead of the traditional width (700~800 m/z), further increasing the depth
of proteome coverage by a reducing from 50% to 27% in terms of MS/MS chimeric spectra
numbers. The application of FAIMS gain improvement on quantitative measurements with TMT
labeling method is presented. Compared to conventional LC-MS/MS tests, the combination of
FAIMS and SIFT experiments showed a improvement by 65% in quantitative accuracy when
performed on a human-yeast two-proteome model. As an application of the method, the tryptic
digests from different colorectal cancer cell lines were used for the evaluation. FAIMS-SIFTcombined strategy on an Orbitrap Exploris 480™ mass spectrometer provides a 70% gain in
identification compared to the conventional LC-MS/MS approach for the same sample amount
and instrument time. This enhanced sensitivity facilitates single amino acid mutations confirmed
by RNAseq analyses.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:umontreal.ca/oai:papyrus.bib.umontreal.ca:1866/27427 |
| Date | 09 1900 |
| Creators | Wu, Zhaoguan |
| Contributors | Thibault, Pierre |
| Source Sets | Université de Montréal |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | thesis, thèse |
| Format | application/pdf |
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