Метод извлечения аналитически значимой информации из масс-спектрометрических данных экспериментов протеомики

• Автор: Макаров, Василий Викторович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 118 с. : ил.

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Масс-спектрометрия как один из основных

аналитических инструментов протеомики

1.2. Методики масс-спектрометрической идентификации белков

1.2. 1. Идентификация белков методом пептидного массового картирования

1.2. 2. Идентификация белков методами тандемной масс-спектрометрии

1.3. Перспективные направления развития аналитических методов для решения задач протеомики

1.3.1. Перспективы ВЭЖХ-МС

1.3.2. Перспективы тандемной масс-спектрометрии

1.4. Обработка данных в эксперименте по исследованию пептидов и белков
1.4.1. ПервичЕгая обработка
1.4.2. Вторичная обработка
Заключение
ГЛАВА 2. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛЬНОГО ИЗОТОПНОГО МУЛЬТИПЛЕТА ПЕПТИДА
2.1. Пептиды как предмет масс-спектрометрического анализа
2.2. Модельный изотопный мультиплет пептида
2.3. Расчет параметров модельного изотопного мультиплета пептида
2.3.1. Формирование рабочей выборки
2.3.2. Ограничение диапазона молекулярных масс пептидов
2.3.3. Расчет формы изотопного мультиплета
2.3.4. Подвыборки ряда значений молекулярных масс для расчета плотности распределения относительной интенсивности пиков изотопных мультиплетов
пептидов
2.3.5 Ограничение количества пиков изотопного мультиплета, участвующих в
расчете
2.3.6. Гистограммы плотности распределений относительной интенсивности пиков изотопных мультиплетов пептидов
Заключение

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ДЕКОМПОЗИЦИИ МАСС-СПЕКТРА ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ
3.1. Постановка задачи обработки масс-спектра с целью извлечения аналитически значимой информации
3.2. Анализ различных случаев наложения изотопных мультиплетов
3.3. Классификация возможных ошибок декомпозиции масс-спектра
3.4. Стратегия работы алгоритма декомпозиции с искаженными масс-спектрометрическими данными
3.5. Алгоритм декомпозиции масс-спектра высокого разрешения
3.5.1. Описание алгоритма
3.5.2. Формирование тестовой группы спектральных пиков
3.5.3. Интерпретация тестовой группы спектральных пиков
3.5.4. Пересчет центроидов пиков тестовой группы
3.5.5. Масштабирование и позиционирование модельного изотопного мультиплета на тестовой группе спектральных пиков
3.5.6. Коррекция интенсивности пиков тестовой группы
3.5.7. Группировка выделенных изотопных мультиплетов по принадлежности к компонентам пробы
3.6. Модификация алгоритма декомпозиции для обработки
хромато-масс-спектрометрических данных
3.6.1. Схема обработки массива данных ВЭЖХ-МС эксперимента
3.6.2. Решение задачи кластерного анализа на массиве результатов декомпозиции масс-спектров
3.7. Реализация алгоритма декомпозиции в программном обеспечении обработки
результатов масс-спектрометрических экспериментов
Заключение
ГЛАВА 4. ТЕСТИРОВАНИЕ АЛГОРИТМА ДЕКОМПОЗИЦИИ МАСС-СПЕКТРА
ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ
4.1. Тестирование алгоритма декомпозиции на массиве модельных масс-спектрометрических данных
4.1.1. Процедура генерирования модельных масс-спектров
4.1.2. Примеры модельных масс-спектров
4.1.3. Описание алгоритма выделения спектральных пиков
4.1.4. Исследование работы алгоритма декомпозиции на модельных масс-спектрах различной сложности
4.1.5. Исследование зависимости характеристик качества обработки от параметров процедуры интерпретации тестовой группы пиков
4.1.6. Исследование зависимости времени выполнения процедур обработки от параметров масс-спектра
4.1.7. Сравнение алгоритма декомпозиции с известными алгоритмами решения аналогичных задач
4.2. Тестирование алгоритма декомпозиции на массиве масс-спектрометрических
данных ВЭЖХ-МС эксперимента
4.2.1. Идентификация белка методом пептидного массового картирования
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Таблица параметров модельного изотопного
мультиплета пептидов
Приложение 2. Таблицы сравнения результатов обработки модельных масс-спектров алгоритмом декомпозиции и алгоритмами пакета BioAnalyst (Applied Biosystems)

различных зарядовых состояний. Специфика заключается в образовании дублетов спектральных пиков, имеющих близкие отношения массы к заряду, разность значений которых лежит за пределами разрешающей способности большинства современных приборов. Для иллюстрации этого эффекта на рис. 4 были сопоставлены плотности распределения изотопных мультнплетов ионов различного зарядового состояния. Анализ данной диаграммы показывает, что для изотопных мультнплетов ионов различного зарядового состояния положения максимумов плотности распределения практически совпадают. Поэтому при наложении, например, изотопного мультиплета с г=2 на изотопный мультиплет с г=1 в подавляющем большинстве случаев происходит слияние части спектральных пиков.
Молекулярная масса, а.е.м.
Рис. 2.8. Зависимость дефекта молекулярной массы пептидов БДБшвв-Ргоі.
О 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
молекулярная масса, а.е.м.
Рис.2.9. Зависимость дисперсии молекулярных масс пептидов в массовых кластерах.