使用 Agilent 7200 系列 GC/Q-TOF 进行酵母类固醇的代谢轮廓分析

摘要

使用安捷伦7200 系列GC/Q-TOF 系统和Mass Profiler Professional（MPP）软件对酵母类固醇进行了代谢轮廓分析，用来精确测定新型潜在抗真菌药物的靶酶。将相对浓度的麦角甾醇生物合成中间体的靶标分析和非靶标分析相结合，再赋予精确质量的高分辨 GC/Q-TOF 技术，可以获得最全面的结果。电子电离（EI）的全采集模式质谱图结合 MS/MS 产物离子质谱数据，进一步确保了酵母中药物治疗蓄积化合物定性的准确性。

前言

芽殖酵母酿酒酵母因为其简单而且菌株可适用于基因组中所有基因的个体缺失而成为一种广受欢迎的模式生物。本研究使用酿酒酵母对新型抗真菌药物进行评价。这一药物家族以麦角甾醇，一种真菌细胞膜的重要组成部分为作用靶标。麦角甾醇和动物细胞中的胆固醇功能相似。虽然如此，但很多参与酵母类固醇生物合成的酶在结构和特异性上与哺乳动物细胞中相应的酶有很大的差别。因此，那些抑制麦角甾醇生物合成路径的药物通常具有抗真菌的治疗潜力。这些药物可以通过互补性遗传和分析方法确定。作为分析通量最高的方法，曾有文献进行过Haploinsufficiency Profiling（HIP）筛查。HIP涉及了基因缺失的酵母对药物的生长，造成菌株灵敏度升高，表明杂合位点的产物可能是抑制剂的靶标。除此之外，还可使用精确质量高分辨气相色谱/四极杆-飞行时间质谱（GC/Q-TOF）联用进行酵母类固醇代谢物轮廓分析并与遗传学相结合专用于潜在药物的靶酶鉴定。

本应用报告描述了使用安捷伦7890 气相色谱和7200 系列Q-TOF质谱联用仪通过定性药物治疗后，蓄积的化合物对新兴抗真菌药物的靶标物进行可靠的鉴定。首先用两种明确效果的抗真菌药物对方法进行验证，接着对有潜在治疗特性的新兴药物进行测定。较宽的仪器线性范围允许在酵母细胞的浓度范围内同时量化脂类代谢产物。

以麦角甾醇生物合成路径中的靶中间体以及药物治疗蓄积的非靶代谢物对非治疗样本的相对水平为基础，提出了几种潜在抗真菌药物作用于酵母中固醇代谢的机理。此外，使用MS/MS 产物离子的精确质量谱图结合Molecular Structure Correlator（MSC）工具对某些蓄积的代谢产物进行结构确认。

结论

7200 系列GC/Q-TOF 是一个功能强大的分析工具，用来进行酵母类固醇代谢轮廓的扫描，识别公认抗真菌药物的靶酶，与 Haploinsufficiency Profiling 一起更详尽地阐明药物抑制机理。7200 GC/Q-TOF 的精确质量信息和全谱图的灵敏度可以对目标物及药物治疗蓄积形成的未知化合物进行可靠的识别和定性。线性范围高达5 个数量级，可以对整个细胞浓度范围内的代谢物同时进行测定。

用此方法对几种潜在抗真菌的药物包括NCE1181-0519 和桃柘酮的作用机理进行了解析，这一过程通过经Mass Profiler Professional 评估，中间体浓度发生显著变化的样本同时进行靶标分析和非靶标分析实现的。此外，7200 GC/Q-TOF 通过精确质量MS/MS 产物离子谱图与Molecular Structure Correlator 工具相结合，可对未知代谢物进行结构确认和解析。