Proteins are very significant molecules that can construct the fingerprint of cancer. When dealing with large molecules, such as proteins, the crucial issue is their trustful and precise identification. In the majority of cases, mass spectrometry is used to identify the protein. Processing of data gathered in mass spectrometry experiment consists of several steps, and one of them is deisotoping. It is an essential part of preprocessing because some peaks in the spectrum are not the unique compound, but they are members of an isotopic envelope. There are several existing methods of deisotoping, but none of them is general and can be used in any experimental settings. To manage this, we propose a new algorithm based on fuzzy inference systems. The method was tested on the data provided by Institute of Oncology in Gliwice, that has been gathered in MALDI experiment in two different settings on head and neck cancer tissue samples. The comparison study, done between the developed fuzzy-based algorithm and mMass method revealed that the proposed method was able to identify more consistent with the expert annotation isotopic envelopes.
PL
Praca przedstawia nowy algorytm identyfikacji obwiedni izotopowych w widmach proteomicznych MALDI ToF. W ostatnich latach proteomika wraz z genetyką i transkryptomiką, silnie wspierają diagnostykę chorób nowotworowych. Bardzo ważne jest precyzyjne zidentyfikowanie białek znajdujących się w obszarze raka, gdyż pozwala to zrozumieć proces nowotworzenia oraz zaplanować własciwą terapię. Spektrometia mas, a właściwie technika zwana MALDI ToF (ang. Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry) jest powszechnie stosowana do pozyskania widm masowych, w których zawarta jest informacja o liczbie jonów o danym stosunku masy do ładunku. Etap przetwarzania wstępnego sygnału wymaga m.in. usunięcia szumu, linii bazowej i normalizacji. Identyfikacja przetwarzania wstępnego, który pozwala na usuniecie redundancji i zredukowanie wymiarowości danych. Istnieje wiele algorytmów identyfikacji obwiedni izotopowej, jednak każdy z nich przeznaczony jest dla innego rodzaju techniki spektrometrii masowej (MALDI, LC-MS, ESI, etc.) bądź dla konkretnego rodzaju cząsteczek. Zaproponowany algorytm oparty jest na teorii systemów rozmytych, a reguły wnioskowania zostały opracowane we współpracy z zespołem ekspertów w dziedzinie spektrometrii masowej. Przetestowany został na danych uzyskanych z Instytutu Onkologii im. Marii Skłodowskiej-Curie w Gliwicach, pochodzących z badań nad rakiem głowy i szyi. Wyniki autorskiego algorytmu do identyfikacji obwiedni izotopowych porównano z jedną z istniejących metod do identyfikacji obwiedni izotopowych.
Laserowa jonizacja próbki wspomagana matrycą z detektorem czasu przelotu MALDI-TOF (Matrix-Assisted Laser Desorption/ Ionization - Time Of Flight) jest szybką i dokładną metodą badawczą pozwalającą wyznaczyć masę cząsteczkową. Technika ta wykorzystując tzw. miękką jonizację nie uszkadza struktury badanego materiału. Ta innowacyjna metoda umożliwia badanie dużych cząsteczek, np. peptydów, białek, nukleotydów, węglowodanów, lipidów oraz innych biologicznie czynnych związków. MALDI-TOF w połączeniu z innymi metodami staje się skutecznym systemem mającym szerokie zastosowanie w proteomice, analizie polimerów czy obrazowaniu. W dziedzinie badań mikrobiologicznych technika MALDI dokonała rewolucji w zakresie szybkiej i precyzyjnej identyfikacji drobnoustrojów. Technika MALDI znajduje coraz większe zastosowanie w przemyśle spożywczym, np. w monitorowaniu jakości mikrobiologicznej żywności, projektowaniu i kontroli żywności, analizie mieszanin związków, ich składu czy właściwości strukturalnych.
EN
Matrix-Assisted Laser Desorption//Ionization - Time-Of-Flight (MALDI-TOF) Detector is a rapid and accurate method allowing determining a molecular weight. This technique employs a soft ionization which does not damage a sample structure. The above-mentioned innovative method allows the examination of large molecules such peptides, proteins, nucleotides, carbohydrates, lipids, and other biologically active molecules. MALDI-TOF in conjunction with other methods is an efficient system that is widely utilized in proteomics, analysis of polymers, or imaging. In the area of microbiological analysis, MALDI technique has made a revolution in a swift and precise identification of microorganisms. The food industry is a field in which the MALDI technique is increasingly applied, for example, to monitor the microbiological quality of food, design and control food, analyze compounds’ mixtures, their composition and structural properties.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.