name: ВОЗМОЖНОСТИ СОЗДАНИЯ НОВЫХ МЕТОДОВ БЫСТРОГО КОЛИЧЕСТВЕННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗОФОРМ БЕТА-АМИЛОИДА ЧЕЛОВЕКА НА ОСНОВЕ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ СВЕРХВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ И ТАНДЕМНОЙ ВРЕМЯПРОЛЕТНОЙ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ
keyword_list: бета-амилоид масс-спектрометрия фосфорилирование изомеризация тандемная масс-спектрометрия
abstract: Разработка специализированных методов анализа важна для исследования, заблаговременной диагностики и терапии различных заболеваний, особенно социально значимых. Одним из таких заболеваний является болезнь Альцгеймера (БА) – неизлечимое нейродегенеративное заболевание, одна из наиболее распространенных форм деменции, приводящая к полной когнитивной дисфункции индивида. Фундаментальное исследование молекулярных процессов, сопровождающих возникновение и развитие БА – важный шаг по направлению к разработке методов диагностики и терапии БА. Однако выполнение подобных исследований требует развития соответствующих физико-химических методов анализа, позволяющих быстро и эффективно исследовать на молекулярном уровне изменения, сопровождающие развитие БА.
  К настоящему моменту установлено, что изменение относительных концентраций пептида бета-амилоида (Aβ) в плазме крови человека коррелирует с нарушением когнитивных функций и амилоидозом – объективным симптомом развития БА, выражающимся в накоплении олигомеров Aβ в мозгу. Целью работы являлось выявление физико-химических закономерностей ионизации и фрагментации молекул Aβ и его пострансляционных модификаций для разработки и оценки аналитических характеристик методов относительного количественного определения пост-трансляционных модификаций (ПТМ) Aβ на примере фосфорилирования остатка серина в 8 положении и изомеризации аспарагиновой кислоты в 7 положении пептида на уровне концентраций, максимально приближенных к концентрациям исследуемых молекул в биологических пробах.
  В настоящей работе впервые показано, что за счет применения масс-спектрометрии сверхвысокого разрешения без использования внутренних стандартов и предварительного разделения образца становится возможным более чем вдвое снизить порог определения уровня фосфорилирования Aβ в сравнении с анализом на основе масс-спектрометрии низкого разрешения. Впервые продемонстрирована возможность применения тандемной времяпролетной масс-спектрометрии с ионизацией MALDI для определения степени изомеризации остатка аспарагиновой кислоты в Aβ. На основании изучения механизмов фрагментации Aβ предложен метод быстрого количественного определения степени изомеризации аспарагиновой кислоты в Aβ. Продемонстрировано, что использование различных газов для инициирования столкновительной диссоциации ионов Aβ не оказывает существенного влияния на точность и чувствительность метода. Показано, что в условиях высокоэнергетической столкновительной диссоциации ионов Aβ, помимо фрагментов, характерных для эргодических методов фрагментации, образуются и ионы, характерные для неэргодических методов фрагментации. Продемонстрировано, что применение расчетов на основе анализа изотопных распределений стабильных изотопов позволяет учитывать изобарные наложения различных ионов в условиях MALDI-TOF/TOF масс-спектрометрии. Показано, что относительная ошибка измерения степени изомеризации остатка аспарагиновой кислоты в Aβ не зависит от абсолютного значения степени изомеризации и концентрации аналита при анализе с использованием метода MALDI-TOF/TOF масс-спектрометрии, что позволило совместить данный метод анализа с иммунопреципитацией Aβ для высокоселективного выделения Aβ из биологических образцов. При помощи разработанного комбинированного метода на основе иммунопреципитации и детектирования при помощи MALDI-TOF/TOF масс-спектрометрии показано, что различные антитела к Aβ могут значительно различаться в селективности к изомеризации аспарагиновой кислоты, и это приводит к значительным отклонениям в количественном определении Aβ в биологическом образце в присутствии изомеризованной формы пептида.
chairman_dissertation_council.name: Алексей
chairman_dissertation_council.surname: Трофимов
chairman_dissertation_council.patronymic: Владиславович
chairman_dissertation_council.position: Заместитель директора по науке
chairman_dissertation_council.degree: Доктор химических наук
chairman_dissertation_council.rank: Отсутствует
chairman_dissertation_council.wos_research_id: -
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 7102706945
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Николай
organization_supervisor.surname: Кудрявцев
organization_supervisor.patronymic: Николаевич
organization_supervisor.position: Ректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 34.15.05
rubrics.name: Методы и аппаратура в молекулярной биологии
rubrics.code: 31.15.15
rubrics.name: Исследования строения и свойств молекул и химической связи
oecds.code: 01.03.UH
oecds.name: PHYSICS, ATOMIC, MOLECULAR & CHEMICAL
oecds.code: 01.06.CO
oecds.name: BIOCHEMICAL RESEARCH METHODS
oecds.code: 01.04.EI
oecds.name: CHEMISTRY, PHYSICAL
speciality_codes.name: Физическая химия
speciality_codes.code: 02.00.04
supervisors.fio: Попов И.А.
supervisors.scientific_degree: Кандидат физико-математических наук
supervisors.speciality_code: Химическая физика, горение и взрыв, физика экстремальных состояний вещества
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Ларина И.М.
opponents.scientific_degree: Доктор медицинских наук
opponents.speciality_code: Авиационная, космическая и морская медицина
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Франкевич В.Е.
opponents.scientific_degree: Кандидат физико-математических наук
opponents.speciality_code: Химическая физика, горение и взрыв, физика экстремальных состояний вещества
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: МФТИ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "МОСКОВСКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)"
protection_organization.ogrn: 1027739386135
protection_organization.supervisor_name: НИКОЛАЙ
protection_organization.supervisor_surname: КУДРЯВЦЕВ
protection_organization.supervisor_patronymic: НИКОЛАЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: МФТИ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "МОСКОВСКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)"
author_organization.ogrn: 1027739386135
author_organization.supervisor_name: НИКОЛАЙ
author_organization.supervisor_surname: КУДРЯВЦЕВ
author_organization.supervisor_patronymic: НИКОЛАЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения