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Xia Lab-Radical Mass Spectrometry

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光催化Paternò-Büchi反应与离子淌度-质谱联用对皮脂进行鸟枪法分析

03.04.2024

清华大学化学系瑕瑜教授课题组于近期在Analytical Chemistry杂志上发表了题为“Shotgun Lipidomic Profiling of Sebum Lipids via Photocatalyzed Paternò-Büchi Reaction and Ion Mobility-Mass Spectrometry” 的论文,第一作者是博士生施恒学。此研究中,该团队开发了一种基于离子淌度-质谱、Paternò-Büchi反应-MS/MS (PB-MS/MS)的鸟枪法分析流程,实现了对皮脂组...

揭示油酸为孤儿受体(GPR3)的天然配体

27.02.2024

哈工大生命科学中心何元政课题组联合陈政课题组、清华大学瑕瑜课题组在孤儿受体(GPR3)的结构研究中取得重要进展。研究成果以《油酸为GPR3的内源性配体》(Identification of oleic acid as an endogenous ligand of GPR3)为题发表在《细胞研究》(Cell Research)上。研究成果揭示了GPR3的天然配体、自激活机制和其在冷刺激诱导下的产热机理,为相关代谢类疾病治疗提供新思路。

GPR3作为A类G蛋白偶联受体中的孤儿受体,有较高的组成性活性,在神经系统和代谢方面发挥关键作用。在神经系统方面,GPR3可调节情绪,参与神经性疼...

鞘氨醇-1-磷酸转运蛋白(SPNS2)转运机制研究

27.02.2024

哈工大生命科学中心何元政课题组在鞘氨醇-1-磷酸(S1P)通过人鞘氨醇-1-磷酸转运蛋白(SPNS2)转运的结构基础方面取得新进展,揭示了SPNS2独特的S1P转运机制。12月20日,研究成果以《鞘氨醇-1-磷酸通过人鞘氨醇-1-磷酸转运蛋白(SPNS2)转运的结构基础》(Structural basis of Sphingosine-1-phosphate transport via human SPNS2)为题发表在《细胞研究》(Cell Research)上。该研究阐明了SPNS2介导的S1P转运,并有助于开发新型SPNS2抑制剂,为治疗自身免疫疾病提供新的靶点。

鞘氨醇-...

TLR天然免疫信号传递中PI4P介导的细胞外囊泡生成新机制

27.02.2024

细胞外囊泡(Extracellular Vesicles,EVs)是细胞分泌的磷脂双分子层膜包裹而成的小泡(图1)。1996年首次在抗原呈递过程中发现,它不仅是细胞排出垃圾的方式,更在细胞间信号传递中发挥重要功能。Toll样受体(Toll-like receptor, TLR)是天然免疫与适应性免疫之间最重要的桥梁之一,严格的信号传导和时空调控为免疫系统的有序运行提供保障,可有效避免脓毒症等天然免疫疾病的发生。然而,EVs作为重要的细胞间通讯介质,在TLRs信号传递过程中的功能报道尚少,同时TLRs激活是否会调控EVs的生成与释放尚无充分证据。

2023年4月,来自清华大学的尹航...

自由基诱导解离质谱实现鞘氨醇深度结构解析

23.09.2023

近期,瑕瑜课题组开发了一种基于CID引发的自由基诱导解离(RDD)的串联质谱分析方法应用于表征鞘氨醇的精细结构,该策略结合反相液相色谱(RPLC)分离实现了复杂生物样品中总鞘氨醇的定性定量解析。相关工作“In-Depth Characterization of Sphingoid Bases via Radical-Directed Dissociation Tandem Mass Spectrometry”近日发表在J. Am. Soc. Mass. Spectrom.上。该文第一作者为清华大学化学系博士生赵婧,通讯作者为瑕瑜教授。该课题得到国家自然科学基金...

快速正交分离和异构体解析质谱法深度分析磷脂组成

17.08.2023

近期,清华大学化学系瑕瑜教授课题组与清华大学药学院尹航教授课题组以及北京大学第一医院巩艳青泌尿外科副研究员合作在Nature Communications杂志上发表了题为 “Deep-profiling of phospholipidome via rapid orthogonal separations and isomer-resolved mass spectrometry” 的文章。论文第一作者为清华大学化学系2018级博士生夏天,通讯作者为瑕瑜教授。在该研究中,作者将亲水作用色谱(HILIC)、捕集离子淌度(TIMS)及异构体解析串联质谱(MS/MS)有机...

RAW 264.7细胞总脂肪酸C=C位置异构体的深度分析揭示去饱和途径的多样性

17.08.2023

近期,清华大学化学系瑕瑜教授课题组与清华大学药学院尹航教授课题组合作在Journal of Lipid Research杂志上发表了题为 “Alternative fatty acid desaturation pathways revealed by deep profiling of total fatty acids in RAW 264.7 cell line” 的文章。论文第一作者为清华大学化学系2018级博士生夏天,通讯作者为瑕瑜教授。

在该研究中,作者采用2-乙酰吡啶(2-Acetylpyridine,2-acpy) Paternò&min...

基于自由基诱导解离串联质谱与Paternò-Büchi衍生深度解析氧化磷脂酰乙醇胺

17.08.2023

氧化甘油磷脂酰乙醇胺(oxPEs)是一类生物活性脂类,在各种生理、病理过程中扮演着复杂的角色。传统的质谱方法不能提供oxPEs中OH及C=C的准确位置信息;对于OH来说,其诊断离子往往缺乏足够的特异性。近日,清华大学化学系瑕瑜教授课题组在Analytical Chemistry发表了以“Characterization of Oxidized Glycerophosphoethanolamines via Radical-Directed Dissociation Tandem Mass Spectrometry and the Paternò-B&u...

可见光Paternò−Büchi反应用于脂质精细结构分析

05.04.2023

清华大学化学系瑕瑜教授课题组于近期在Analytical Chemistry杂志上发表了题为 “Visible-Light Paternò−Büchi Reaction for Lipidomic Profiling at Detailed Structure Levels” 的论文,该文的第一作者为清华大学化学系博士生施恒学。在这项工作中,他们筛选了可见光Paternò−Büchi (PB)试剂及三线态能量转移催化试剂,探究了限制脂质的PB反应产率的因素,并将以上工具结合液相色谱和鸟枪法用于牛肝脂质提取物中甘油磷脂和甘油三酯的...

基于质谱的分析方法揭示LPCAT1的sn位置选择性

14.12.2022

近期,清华大学化学系瑕瑜教授课题组与清华大学药学院尹航教授课题组以及北京清华长庚医院王韫芳研究员团队合作在Angew. Chem. Int. Ed杂志上发表了题为 “sn-1 Specificity of Lysophosphatidylcholine Acyltransferase-1 Revealed by a Mass Spectrometry-based Assay” 的文章。第一作者为清华大学化学系博士生赵雪与梁家琦,通讯作者为瑕瑜教授。该工作首次揭示磷脂酰胆碱酰基转移酶1(LPCAT1)在合成胆碱甘油磷脂 (PC)时对甘油骨架的sn-1位置具有...

LipidOA:基于机器学习和先验知识的数据分析软件用于甘油磷脂结构鉴定

02.12.2022

最近,清华大学精仪系欧阳证课题组和化学系瑕瑜教授课题组合作在Analytical Chemsitry上发表论文“LipidOA: a machine-learning and prior-knowledge-based data analysis tool for glycerophospholipid structure annotation”。 第一作者为博士生张东晖,通讯作者为欧阳证教授和瑕瑜教授。该工作开发了一种数据分析软件,LipidOA,对Paternò–Büchi反应与亲水作用液相色谱-串级质谱联用的数据进行分...

脂质结构深度解析质谱技术进展及应用

27.06.2022

“脂质组学”近年来发展迅速,2020年发表相关论文数量与2016年相比增加了两倍。质谱技术的快速发展为脂质异构体的多层次结构解析提供了可能,也为研究脂质异构体的代谢和发现新的脂质异构体生物标志物奠定了基础。近期,瑕瑜课题组受邀在Journal of Lipid Research撰写了题为“Deep-lipidotyping by mass spectrometry: recent technical advances and applications”的综述论文。清华大学精仪系张文鹏助理教授为第一作者,化学系瑕瑜教授为...

氮氧自由基诱导解离结合液相色谱-质谱用于支链脂肪酸分析

03.05.2022

近日,瑕瑜课题组在Analyst上发表题为“Profiling of  Branched-Chain Fatty Acids via Nitroxide Radical-Directed Dissociation Integrated on an LC-MS/MS Workflow”的文章。该文的第一作者是清华大学化学系2019级直博生简瑞君,通讯作者是瑕瑜教授,清华大学化学系2017级直博生赵雪和林巧红参与此工作。作者利用碰撞诱导解离产生氮氧自由基,氮氧自由基进而在脂肪酸碳链上诱导解离产生链内碎片,用于定位支链脂肪酸中甲基位点。此自由基诱导解离串联质...

自由基诱导解离表征细菌脂质中的链内修饰

28.02.2022

碳-碳双键(C=Cs)、环丙烷和甲基支链等链内修饰对细菌膜稳态至关重要。例如,大肠杆菌(E. coli)、结核杆菌等利用环丙烷修饰来增强膜流动性并维持膜在恶劣环境中的稳定性; 甲基支链修饰与pH、温度适应有关,经常出现在枯草芽孢杆菌(B. subtilis)等革兰氏阳性菌中。然而,甘油磷脂(GPL)的偶电子离子在碰撞诱导解离 (CID)下,通常倾向于发生电荷定向裂解,并不产生与链内修饰相关的结构诊断离子。近期,清华大学化学系瑕瑜教授课题组在J. Am. Soc. Mass Spectrom.上发表了以“Localization of Intrachain Mod...

Paternò–Büchi反应-UVPD质谱鉴定脂质双键异构体

14.02.2022

最近,清华大学精仪系欧阳证教授课题组和化学系瑕瑜教授课题组合作在Research杂志上发表了研究论文:“Site-Specific Photochemical Reaction for Improved C=C Location Analysis of Unsaturated Lipids by Ultraviolet Photodissociation”。该文的第一作者为博士后李海方博士, 通讯作者为瑕瑜教授和欧阳证教授。该工作将自行搭建的紫外光诱导解离质谱(UVPD-MS/MS)技术结合 Paternò-Büchi(P...

氨基磷脂组深度分析揭示乳腺癌细胞系中脂质去饱和作用失调

22.12.2021

磷脂酰乙醇胺(PEs)和磷脂酰丝氨酸(PSs)是两类甘油磷脂(GPs),它们的极性头基中均含有氨基,被统称为氨基磷脂(APLs)。除了作为哺乳动物细胞膜的重要结构及功能组分,APLs还参与调节多种生物学过程,如信号传导、细胞凋亡等。醚磷脂酰乙醇胺(ether-PEs)是PEs的一个独特亚类,其甘油骨架的sn-1位置是以烷基醚键(plasmanyl)或烯醚键(plasmenyl)连接碳链。Ether-PEs被证实在影响膜流动性方面起重要作用。研究表明,APLs的水平紊乱与神经退行性疾病、糖尿病及癌症的发生、发展密切相关。在利用质谱对APLs进行“鸟枪法”分析时,...

二硫键-烯烃反应在多肽蛋白二硫键鉴定中的应用

14.11.2021

二硫键在蛋白质的结构稳定及功能调节中发挥着重要的作用。因此,鉴定二硫键的连接方式是蛋白鉴定中不可或缺的一部分。近期瑕瑜教授课题组在Analytical Chemistry上发表了题为“Photochemical Disulfide–Ene Modification Enhances Protein Sequencing and Disulfide Mapping by Mass Spectrometry”的文章,本文第一作者为在读博士生杨晓月,本文拟发展一个能运用于蛋白体系的可调节的在线光化学还原反应,它可以在秒级的时间尺度上同时实现二硫键的还...

针对脂肪酸的深度结构解析及异构体定性定量分析方法

29.08.2021

脂肪酸是细胞正常生理活动的必要元素,根据烷基链中双键数目的不同,主要分为饱和脂肪酸及不饱和脂肪酸。在细胞内,不饱和脂肪酸碳碳双键位置异构体可由去饱和酶SCD及FADS分别从头合成,其含量和分布与癌症、免疫疾病等有关。因此对碳碳双键位置的准确鉴定和对脂肪酸位置异构体的定量分析对了解疾病发生机制、代谢路径具有重要意义。瑕瑜课题组于2014年发展了针对脂质双键异构体的分析方法,采用丙酮作为Paternò–Büchi(PB)试剂,利用在线光反应对碳碳双键进行特异性修饰,结合串联质谱(MS/MS)生成位置相关的诊断离子。但是,将丙酮PB-MS/MS其应用于脂肪酸分析...

结合电荷标记 Paterno-Büchi 反应和超临界流体色谱-离子淌度质谱实现对甘油脂精细结构解析

31.05.2021

甘油脂 (GLs) 对细胞脂质稳态至关重要,而 GLs 代谢失调通常与人类相关代谢疾病的发生或进展有关。 因此,在分子结构层面上,分析GLs的变化可以进一步了解相关代谢疾病的病理生理学,并促进脂质生物标志物的发现。 目前质谱 (MS) 是分析GLs的首选方法,但传统的 MS 方法无法区分两种主要类型的结构异构体,即碳碳双键 (C=C) 位置异构体和sn-位置异构体 (脂肪酰基链可以连接到甘油骨架上的不同位置) 。近日,瑕瑜课题组与上海Waters科技...

脂质双键位置异构体在小鼠组织间的分布

27.05.2021

脂质代谢与多种代谢疾病密切相关,是潜在的生物标志物和药物靶点分子。然而脂质结构高度多样,基于质谱脂质组学通常仅能鉴定到脂肪酸链组成水平,而丢失的如C=C双键位置等信息近年则被发现具有潜在的生物标志物功能。进一步了解双键位置异构体的代谢,功能及临床应用潜能需要建立双键位置水平的分析平台并首先对模式动物的脂质组分布进行描绘。清华大学瑕瑜课题组此前发展了Paternò-Büchi(PB)反应进行脂质双键位置定位,并于2019年将在线丙酮PB反应和液相色谱-串联质谱耦合(LC-PB-MS/MS)实现了高通量的脂质双键位置分析。近日,瑕瑜课题组与新加坡国立大学新加坡脂质组学基...

利用自由基诱导解离鉴定磷脂酰胆碱和溶血磷脂酰胆碱链内修饰的串联质谱方法

19.01.2021

​最近,清华大学瑕瑜课题组在Journal of theAmerican Society for Mass Spectrometry发表题为“Characterizationof Fatty Acyl Modifications in Phosphatidylcholines and Lysophosphatidylcholines via Radical-Directed Dissociation”的论文。本论文的通讯作者是清华大学瑕瑜教授,第一作者为其指导的2017级博士生赵雪。该文利用气相离子自由基碎裂实现了磷脂酰胆碱(Phosphatidylcholine...

瑕瑜课题组发展在线光化学还原结合液相色谱-质谱解析复杂二硫键结构方法

10.11.2020

2020年,瑕瑜课题组在Journal of the American Society for Massspectrometry杂志上发表了题为“Mapping Complex Disulfide Bonds via ImplementingPhotochemical Reduction Online with Liquid Chromatography-Mass Spectrometry”的论文。本文的通讯作者是清华大学化学系瑕瑜教授,其指导的清华大学化学系博士生杨晓月为本文第一作者。

 

二硫键是多肽蛋白中两个半胱氨酸侧链之间形成的重...

高通量鉴定鞘磷脂链组成和链内修饰的脂质组学新方法

06.11.2020

鞘磷脂 (sphingomyelin, SM) 是一类在哺乳动物中含量最多的鞘脂。大部分鞘磷脂位于质膜外叶,与胆固醇,糖脂等共同形成脂筏。鞘磷脂是在高尔基体中由鞘磷脂合成酶在神经酰胺 (ceramide) 的C-1羟基上连接胆碱磷酸合成的。神经酰胺则是由鞘氨醇骨架 (sphingoid base) 酰基化合成,该过程受到6种酰基转移酶的调控。鞘磷脂分子中,鞘氨醇骨架和脂肪酸链的结构呈现多样性,包括不饱和化,羟基化,支链甲基化等(如图1)。然而目前的分析方法对鞘磷脂的链组成鉴定灵敏度比较低,对鞘磷脂链内修饰的结构鉴定能力还不足,因...

瑕瑜课题组发展新一代Paternò-Büchi试剂实现脂质异构体的质谱分析

03.09.2020

近日,清华大学化学系瑕瑜课题组在Analytical Chemistry杂志上发表了题为“Next Generation Paternò-Büchi Reagents for Lipid Analysis by Mass Spectrometry”的论文,该文的通讯作者是清华大学瑕瑜教授,第一作者为其指导的2018级博士生赵婧。作者们通过研究一系列苯乙酮衍生物,探索了取代基的电子效应和位阻效应对其Paternò-Büchi (PB)反应效率和脂质双键定位分析的影响,筛选出新一代PB试剂2’,4&rsquo...

可见光诱导碳碳双键与二苯甲酮[2 + 2]环加成

05.08.2020

清华大学精密仪器系欧阳证教授课题组于2020年在Journal of the American Chemical Society杂志上发表了题为 “Visible-Light-Driven [2+2] Photocycloadditions between Benzophenone and C=C Bonds in Unsaturated Lipids” 的论文。该文的通讯作者为欧阳证教授,第一作者为清华大学精密仪器系博士后李海方。在这项工作中,作者通过构建脂质分子与二苯甲酮的非共价相互作用,首次实现了可见光条件下碳碳双键与二苯甲酮[2 + 2]环加成反应,并通过...

人血浆中醚甘油磷脂酰胆碱C=C位置解析

05.08.2020

清华大学化学系瑕瑜教授课题组于2020年在Analyst杂志上发表了题为 “Analysis of ether glycerophosphocholines at the level of C=C locations from human plasma” 的论文。该文的通讯作者是清华大学化学系瑕瑜教授,第一作者为博士生林巧红。在这项工作中,作者利用Paternò–Büchi (PB)反应,结合高分辨质谱、多级串联质谱技术,实现了人血浆中醚甘油磷脂酰胆碱中C=C位置的解析。

作为磷脂中特殊的一类脂质分子,醚甘油磷脂酰胆碱 ...

Paternò-Büchi光化学衍生与捕集离子淌度质谱联用实现共轭脂肪酸的快速分析

03.08.2020

2019年清华大学化学系瑕瑜课题组在Analytical Chemistry杂志上发表了题为“Analysis of Conjugated Fatty Acid Isomers by the Paternò-Büchi Reaction and Trapped Ion Mobility Mass Spectrometry”的论文(Xie et al. Anal. Chem. 2019, 91, 7173-7180),第一作者为谢小波博士,通讯作者为瑕瑜教授。在这项工作中,他们基于Paternò-Büchi光化学反应,发展了针对共轭双键的衍生化方法,结合...

光化学衍生耦合快速萃取质谱法表征器官组织中脂质C=C位置异构体

29.07.2020

清华大学精仪系欧阳证教授与化学系瑕瑜教授在International Journal of Mass Spectrometry杂志上合作发表了以“Mapping lipid C=C location isomers in organ tissues by coupling photochemical derivatization andrapid extractive mass spectrometry”为题的论文。该文的第一作者为普渡大学威尔登生物医学工程学院的Yuan Su 博士。该作者报道了一种C=C特异性光化学衍生与直接进样质谱联用的策略,用于小鼠不同器官...

新型光衍生质谱分析助力脂质深度结构解析

29.07.2020

清华大学精密仪器系马潇潇、欧阳证课题组于2020年在Nature Communication杂志上发表了题为 “Large-scale lipid analysis with C=C location and sn- position isomer resolving power” 的论文。该文的第一作者为清华大学精密仪器系博士生曹文波。在这项工作中,他们利用2-乙酰吡啶为Paternò-Büchi反应试剂,结合多级质谱技术,实现了对甘油磷脂中碳碳双键 (C=C) 位置和脂肪酸链相对位置(sn)的结构解析以及异构体定量分析。

...

光化学衍生与质谱联用探究多发性硬化小鼠中的脂肪酸双键异构体变化

29.07.2020

清华大学化学系瑕瑜教授团队,精仪系欧阳证教授团队以及普渡大学生物医学工程Riyi Shi团队于2019年在Frontiers in Chemistry杂志上发表了题为“Coupling the Paternò-Büchi (PB) reaction with mass spectrometry to study unsaturated fatty acids in mouse model of multiple sclerosis”的论文。该文的第一作者为普渡大学的Leelyn Chong 博士 (现任职于河南大学生命科学学院)。在这项工作...