maldi tof ms - türk mikrobiyoloji cemiyeti€ışını kristalografi, nüklearmanyetik rezonans...

MALDI‐TOF MS

Matrix‐Assisted Laser DesorptionIonization time‐of‐flight Mass Spectrometry (MALDI‐TOF MS)

(Matriks ile desteklenmiş lazer desorpsiyoniyonizasyonuccediluş zamanı kuumltle spektrometresi)

Dr Meltem Yalınay CcedilırakGazi Uumlniversitesi Tıp Fakuumlltesi

Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı

XXXIV Mikrobiyoloji Kongresi07‐11 Kasım 2010

Belli bir zamanda belli bir huumlcrede belli bir dokuda belli bir organizmada bulunan

gereken tuumlm biyokimyasal tepkimeleri yuumlruumlten proteinlerin tamamı proteom

Proteomik ise belli bir organizmada bulunan proteinlerin toplamını incelemek iccedilin

kullanılan youmlntemlerin tuumlmuuml

ELISA İki youmlnluuml elektroforez (2D‐PAGE) Doku ve protein ccedilip teknolojisi (mikroarray)Kuumltle spektrometresi

MALDI‐TOF MS (Matrix‐assisted laser desorptionionization time of flight Mass Spectrometry)SELDI‐TOF MS (Surface enhanced laser desorptionionization time‐of‐flight Mass Spectrometry)

Proteomik ccedilalışmalarda kullanılan youmlntemler

Kantitatif kuumltle spektrometresiLazer yakalama mikrodisseksiyon [Laser capturemicrodissection (LCM)] Protein‐protein protein‐DNA bağlanma reaksiyonları iccedilin afinite kromatografi floresans rezonans enerji transferi (FRET) Peptid ve proteinlerin uumlccedil boyutlu incelenmesi

X‐ ışını kristalografi nuumlklear manyetik rezonans

Matrix‐Assisted Laser DesorptionIonization time‐of‐flight Mass Spectrometry (MALDI‐TOF MS) (Matriks ile desteklenmiş lazer desorpsiyoniyonizasyonuccediluş zamanı kuumltle spektrometresi)

1980rsquolerin sonunda Alman ve Japon bir grup Proteinlerin peptid kuumltle parmak izi

Prensip

MALDI kuumltle spektrometrede kullanılan biriyonizasyon tekniğiBiyomolekuumlllerin (protein peptid ve şekergibi) buumlyuumlk organik molekuumlllerin (polimer dendrimer makromolekuumll gibi) analiziİyonizasyon lazer atışıMatriks biyomolekuumlluumln amacı direkt lazeratışının tahribinden korumak ve iyonizasyonukolaylaştırmak

Matriks

UV absorbe eden matriks (Hillenkamp ve Karas) Matriks ve polimer molekuumller duumlzeyde uygun bir ccediloumlzuumlcuuml (formik asit trifloroasetik asit asetik asit vb) iccedilinde karıştırılır Ccediloumlzuumlcuuml polimerin agregasyonunu engeller Oumlrnekmatriks karışımı oumlrnek prop ucuna yerleştirilir Vakum koşullarıyla ccediloumlzuumlcuuml uzaklaştırılarak matriksmolekuumllleri iccedilinde homojen olarak yayılmış polimer molekuumlllerini bırakır

Lazer vuruş atımları uygun frekansa ayarlanınca kısmen buharlaşmış ve buhar fazında intakt polimeri taşıyan ve polimer

zincirlerinin elektrik yuumlklenmesine neden olan matrikse enerji aktarılır

MALDI-TOF Kuumltle spektrometre

Biraz fizikhellip

Lazer vuruşları ile oluşan dijitalize veriler TOF kuumltle spektrumu oluşturacak şekilde toplanır TOF kuumltle spektrumu zamanın bir fonksiyonu olarak saptayıcı sinyalin bir kaydıdır Kuumltlenin (m) bir molekuumlluumlnuumln uccediluş zamanı ve bu mesafeyi geccedilerken yuumlklendiği akım (z) (mz)12ye orantılıdır Zaman ve (mz)12 arasındaki ilişki iyonların kuumltlelerini hesaplamada kullanılabilir

Biyoinformatik Analiz

BioTyper (Bruker Daltonics Inc Bremen Almanya)Saramis (AnagnosTec GmbH Potsdam‐GolmAlmanya)

Applied Biosystems VoyagerDE Pro MALDI‐TOF Applied Biosystems Q‐Star ESI‐Quadrupole‐TOFShimadzu LC MS IT‐TOF massspectrometerSequenom Mass ARRAY Compact Analyser

Belirleyiciler

Diagnostik Prognostik Prediktif

ldquoMALDI‐TOFrdquo 8396ldquoMALDI‐TOFrdquo ldquobacteriardquo 1393ldquoMALDI‐TOFrdquo ldquofungirdquo 847ldquoMALDI‐TOFrdquo ldquovirusrdquo 249

httpwwwncbinlmnihgovsitesentrezKasım 2010

MALDI‐MS mikroorganizma analizi iccedilin oumlnemli bir tanı aracıMALDI‐MS

hastalık monitorizasyonutanısıkanın taranması

Bakteri maya ve filamentoumlz mantarların virus viral vektoumlrler ve doğru ve hızlı tanımlanmasıTaksonomi ve epidemiyoloji

MALDI‐MSBAKTERİ

mz oranı ile biyobelirleyici iyonların belirlenmesiIsıtılan intakt bakteri huumlcreleri

Anhalt JP Fenselau C Identification of bacteria using mass spectrometryAnal Chem 1975 47219ndash25

Rapid Commun Mass Spectrom 199610(10)1227‐32Rapid identification of intact whole bacteria based on spectralpatterns using matrix‐assisted laser desorptionionization withtime‐of‐flight mass spectrometryHolland RD Wilkes JG Rafii F Sutherland JB Persons CC Voorhees KJ Lay JO JrFood and Drugs Administration National Center for ToxicologicalResearch Jefferson AR 72079 USA

Bacillus anthracis

Brucella melitensis

Yersinia pestis

Francisella tularensis

Gram‐pozitif koklarStafilokok streptokoklar

EnterobacteriaceaeEscherichia coliYersinia enterocoliticaErwinia tuumlrleri Salmonella enterica

Nonfermenter bakterilerCampylobacterHelicobacter pyloriAeromonasHaemophilus influenzaeStreptococcus pneumoniaeStreptococcus agalactiaeBartonella henselaeNeisseria Listeria mikobakteriAntibiyotik direncinin dakikalar iccedilinde belirlenmesi

P putida

B atrophaeus E coliP putida

E coli

gt90 doğru tanımlama

1660 bakteri izolatının 954 doğru tanımlanmış1 izolat iccedilin 6 dakika

Maliyet konvansiyonel fenotipik tanımlamanın 22‐32

MALDI‐TOF 99Fenotipik youmlntem 98

Mayıs 2010

MALDI‐TOF Mass Spectrometry identifies 90 ofbacteria directly from Blood Culture vialsAuthors Wardi Moussaoui1 Benoit Jaulhac1 Anne‐Marie Hoffmann1 Markus Kostrzewa2Philippe Riegel1 Gilles Preacutevost1Ağustos 2010

MALDI‐Biotyper213 Gram (‐) 193 9108319 Gram (+) 284 8902

(Streptococcus pneumonia‐ Smitis)

Clinical Biochemistry 2010

MALDI‐MSMANTAR

Filamentoumlz mantarlarPenicilliumAspergillusFusariumTrychophyton rubrum T interdigitale T tonsuransArthroderma benhamiae

140 izolat (138) 986

Haziran 2010

Gram (‐) 966Gram (+) 657İnvaziv fungal enfeksiyonlarda uumlzerinde ccedilalışılmalı

Laura Ferreira1Fernando Saacutenchez‐Juanes1Isabel Porras Guerra2Mordf Inmaculada Garciacutea Garciacutea2 Joseacute Eliacuteas Garciacutea Saacutenchez2Joseacute Manuel Gonzaacutelez‐Buitrago14Juan Luis Muntildeoz Bellido25Nisan 2010

MALDI‐MSVİRUS

Viral yapısal proteinlerin belirlenmesiGen terapi iccedilin değiştirilen viral vektoumlrlerin izlenmesiTerapoumltik gen ve ekspresyon uumlruumlnuumlnuumln belirlenmesi

Adenovirus yapı proteinleri

Yao X Freas A Ramirez J Demirev PA Fenselau C 2001Proteolytic O‐18 labelingfor comparative proteomics model studies with two serotypes of adenovirus Anal Chem 732836plusmn2842

SONUCcedil

Bakteri identifikasyonu yuumlz guumllduumlruumlcuumlDakikalar iccedilindeMaliyet etkinAntimikrobiyal direnccedilİlaccedil hedefleri

Mantar ccedilalışmalarıFilamentoumlz mantarlar