Wu Enhui, Qiao Liang*
Department of Chemiae, Universitas Fudan, Shanghai 200433, China
Microorganismi morbis hominum et sanitati propinqua sunt. Quomodo intelligendas compositionem communitatum microbialium earumque functionum maioris quaestio sit quae instanter perscrutari debet. Nuper metaproteomica magni momenti technica media facta est ad compositionem et functionem microorganismi studere. Attamen, ob multiplicitatem et altam heterogeneitatem exempla communitatis microbialis, processus sample, massae spectrometriae notitiae acquisitionis et notatae analysi factae sunt tres provocationes maiores quae nunc sunt per metaproteomicos. In metaproteomicis analysi, saepe necesse est ut praetractatio diversorum generum exemplarium optimize sit et varias microbiales separationes, locupletationem, extractionem et lysin technas adhibeat. Similia proteome unius speciei, spectrometriae notitiae massae modos acquirendi in metaproteomicis includunt acquisitionem data-dependens (DDA) modum et modum acquirendi data-independens. DIA notitia acquisitionis modus potest perfecte colligere informationes peptide sample et magnam habet potentiam evolutionis. Nihilominus, ob multiplicitatem metaproteomorum exemplorum, eius DIA analysis facta est quaestio maior quae impedit altam coverage metaproteomicorum. Secundum analysin praecipuus gradus est constructio dapibus seriei datorum. Magnitudo et perfectio datorum non solum magnum momentum habent in numero cognitionum, sed etiam analysim afficiunt in speciebus et gradibus functionis. Nunc, vexillum aureum ad metaproteome datorum constructionem est dapibus seriei database in metagenome fundata. Eodem tempore, methodus eliquandi publici datorum secundum iterativas inquisitiones, etiam validum valorem practicum habere probatum est. Ex prospectu analyseos certae notatae strategies, analysi-sitas DIA analyseos methodi absolutam amet occuparunt. Cum altae doctrinae et intellegentiae artificialis evolutionem, accurationem, coverage et analysim celeritatem notarum analystarum macroproteomicarum magnopere promovebit. Secundum analysin amni bioinformaticae, series instrumentorum annotationis his annis aucta sunt, quae speciem annotationem facere possunt in gradu dapibus, gradu peptide et gradu generum ad compositionem microbialium communitatum obtinendam. Cum aliis omicis methodis comparatus, microbialium communitatum analysin eget est unicum notam macroproteomicorum. Macroproteomica magna pars analysi multi-omicorum microbialium communitatum facta est, et adhuc multum evolutionis potentiae in terminis profunditatis coverage, sensibilitatis deprehensio, et analyseos perfectio notata est.
01Sample pretreatment
Nunc technologia metaproteomica late in investigationibus microbiomm, soli, cibi, oceani, pituitae aliorumque agrorum usus est. Comparatus cum analysi proteome unius speciei, praetractatio metaproteomi specimen exemplorum complexorum magis provocationes facit. Compositio microbialis in exemplorum actualium complexa est, dynamica amplitudo abundantiae magna est, structura muri cellae diversorum generum microorganismi valde diversa est, et exempla saepe magnam vim continent servoriorum et aliarum immunditiarum. In analysi ergo metaproteome, saepe necesse est varias exemplaria optimorum formare et varias microbiales separationem, locupletationem, extractionem et lysin technas uti.
Extractio metaproteomorum microbialium e diversis exemplis habet quasdam similitudines et quasdam differentias, sed nunc defectus est processus unificati praecedente processu pro metaproteomorum generibus.
02Mass spectrometriae notitia acquisitionis
In analysi pyrobolum proteome, peptide mixtura post praetractationem in columna chromatographica primum separatur, deinde massa spectrometri pro notitia acquisitionis post ionizationem intrat. Similes singulis speciebus proteome analysi, spectrometriae massae datae comparationis modos in analysi macroproteome includunt DDA modum et modum DIA.
Continua iteratione et renovatione instrumentorum spectrometriae massarum, instrumenta spectrometriae massae cum superiori sensu et resolutione metaproteomae applicantur, et coverage profunditas metaproteome analyseos etiam continue emendatur. Diu series instrumentorum spectrometriae altae solutionis massae ab Orbitrapa petitae in metaproteoma late usi sunt.
Tabula 1 textus originalis ostendit nonnulla studia repraesentativa in metaproteomicis ab anno 2011 usque ad praesens in verbis exemplaris generis, analysis militaris, instrumenti spectrometriae massae, acquisitio methodi, programmatis analysis, et cognitionum numerus.
03Mass spectrometriae Analysis
3.1 DDA Analysis belli
3.1.1 Database Search
3.1.2de novosequenceing belli
3.2 DIA analysis data belli
04Species classificationis et annotationis functionis
Compositio microbialium communitatum in diversis gradibus taxonomicis est una e praecipuis investigationis locis in investigationibus microbiomm. Superioribus annis, series instrumentorum annotationis aucta sunt ut species in gradu dapibus, gradu peptide et gradu generum ad compositionem microbialium communitatum obtinendam consecutae sint.
Essentia functionis annotationis est ad scopum dapibus seriei comparare cum database serie dapibus eget. Munus generum utens databases ut GO, COG, KEGG, eggNOG, etc., variae explicationes functiones functiones possunt in proteins quae a macroproteomes nominantur. Instrumenta annotationis includunt Blast2GO, DAVID, KOBAS, etc.
05Summary et Outlook
Microorganismi magni partes agunt in valetudine et morbo humano. Nuper metaproteomica magni ponderis media technica facta est ad munus microbialium communitatum investigandum. Processus analyticus metaproteomicorum similis est cum proteomicis specierum singularium, sed propter multiplicitatem obiecti metaproteomici investigandi, certae investigationis consilia in singulis analysibus gradatim adhibita, a praetractatione exempli, notitiae ad analysin acquisitio. Nunc, per praetractationis modos emendationem, continua innovatio technologiae spectrometriae et celeris progressionis bioinformaticorum, metaproteomica magnum processum fecit in identitate profunditate et applicatione scopo.
In processu prae-tractationis exemplorum macroproteomorum, natura specimen primum consideranda est. Quomodo microorganismos separare a cellis environmentalibus et proteinis est unum e praecipuis provocationibus ad macroproteomes spectantibus, et temperamentum inter efficientiam separationis et iacturam microbialem urgente problema solvendum est. Secundo, dapibus extractionis microorganismi rationem habere debent differentias quas fabricat heterogeneitas diversarum bacteria. Macroproteoma specimina in range vestigio etiam methodos praetractationis specificas requirunt.
Secundum instrumenta spectrometriae missa, instrumenta spectrometriae amet massae transitum e spectrometris massae innixum analystrorum massae Orbitrapae subiverunt ut LTQ-Orbitrap et Q Exactivum ad spectrometri massae secundum ion mobilitatem analysersorum massae temporis in fugae analysentium sicut timsTOF Pro . In instrumentorum serie timsTOF cum dimensione mobilitatis ion informationes altam detectionem habent accurationem, limitem deprehensionis humilem, et bonum repeatability. Instrumenta magni momenti facti sunt in variis campis investigationis quae spectrometriam detectionem requirunt, sicut proteome, metaproteoma et metaboloma unius speciei. Notatu dignum est diu, dynamicam extensionem instrumentorum spectrometriae massae interdum coverage profunditatem metaproteomorum investigationis circumscriptam. In futurum, instrumenta spectrometriae missa, cum ampliore dynamica extensione, sensus et subtiliter identitatis interdum in metaproteomes emendare possunt.
Nam massa spectrometriae notitiae acquisitionis, quamvis modus acquisitionis DIA datae in proteome unius speciei late recepta sit, maxime current macroproteoma analyses adhuc utitur modo DDA datae acquisitionis. DIA notitia acquisitionis modus plene consequi potest fragmentum ion informationis exempli, et comparatus cum DDA modus acquisitionis, potentiam habet ut informationem peptide exempli macroproteome plene obtineat. Tamen, ob altitudinem DIA datarum multiplicitate, analysis DIA macroproteome data adhuc magnas difficultates respicit. Progressio intelligentiae artificialis et altae doctrinae exspectatur ut accurationem et complementum DIA analysin emendare velit.
In analysi metaproteomicorum, unus e gradibus clavis est constructio interdum database seriei. In investigationibus popularibus areis sicut in intestinalibus florae, intestinalibus datorum microbialium sicut IGC et HMP adhiberi possunt, et boni eventus identitatis consecuti sunt. Ut pleraque alia metaproteomica analyses, maxime efficax constructio database belli, adhuc est ad exemplum dapibus specialium sequentiarum database fundatum in notitia metagenomica sequendi. Ad exempla communitatis microbialis cum magna multiplicitate et amplitudine dynamica, necesse est ut profunditas sequentis augeatur ut identificatio speciei humilis abundantiae augeatur, ita ut in coverage de dapibus sequentium datorum augeatur. Cum notitia sequentia desit, modus inquisitionis iterativae ad optimize publica datorum usum adhiberi potest. Nihilominus, quaesitio iterativa quale imperium FDR afficere potest, ideo inquisitionum eventus diligenter sedatus est. Praeterea applicabilitas exemplorum qualitatum FDR traditionalis in metaproteomicis analyseos adhuc valet explorare. Secundum consilium inquisitionis, bibliotheca spectralis hybridorum consiliorum coverage altitudinem DIA metaproteomicam emendare potest. Nuper praedixit bibliotheca spectrali generata alta doctrina nititur praestantiorem observantiam in DIA proteomicis monstravit. Attamen metaproteoma databases saepe decies centenis viscusrum continentibus, quae in magna libra bibliothecarum spectralis praedictae consequitur, multum computandi facultates consumit, et eventus in spatio magno quaesiti. Praeterea similitudo inter dapibus sequentium in metaproteomis valde variat, difficilis ad curandum exemplar bibliothecae spectralis accurate praedictionis, ideo bibliothecae spectralis praedictae in metaproteomicis late non sunt adhibitae. Praeterea novae interdum consequentiae et classificationis rationes annotationis explicandae sunt ut metaproteomicae analysin maxime sequentiarum servo-similis evolvantur.
In summa, sicut in investigationis technologiae microbioma emergens, metaproteomica technologiam significantes eventus investigationis consecutus est ac etiam ingentem progressionem potentialem habet.
Post tempus: Aug-30-2024