イオン・モビリティ・マス・スペクトロメトリーによる固定酵素ネットワークの定量オンラインモニタリング

科学分野:

• 生化学工学
• システム生物学
• 分析化学

背景:

• インビトロ酵素反応ネットワーク (ERN) の設計には,複雑な運動学と相互作用の理解が必要です.
• 流体化学システムにおける反応産物の分析は,ネットワーク設計における重要なボトルネックです.

研究 の 目的:

• ERNのリアルタイム分析と運動モデリングのための統合システムを開発する.
• 流動化学に基づくERN設計における分析的なボトルネックを克服する.

主な方法:

• 12つの酵素の固定された酵素ネットワークは,連続したタンク炉で区画化されました.
• 原子炉は,イオン移動質量スペクトロメーター (IMS-MS) と製品分析のためにインタフェースされた.
• 均一に13Cとラベル付けされたインプットは,同位体でラベル付けされた中間物質と製品をIMS-MSで生成し検出するために使用されました.

主要な成果:

• メタボリックフリュースは,ERN出力をラベルのない標準で薄めることで,継続的に定量的に監視された.
• ネットワークの予測運動モデルをトレーニングするために,リアルタイムの定量的IMS-MSデータを使用しました.
• このモデルは,単一の実験後にERNの出力を制御することを可能にしました.

結論:

• この統合されたIMS-MSとフロー化学のアプローチは,ERN分析のための高解像度,時間経過データを提供します.
• この方法は,複雑な酵素反応ネットワークの設計と制御を容易にする.
• システム生物学と生化学工学の 重要な進歩です