基于基质辅助激光解析质谱的高通量酪氨酸酶活性及抑制剂分析

doi:10.7503/cjcu20240330

高等学校化学学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (11): 20240330.doi: 10.7503/cjcu20240330

基于基质辅助激光解析质谱的高通量酪氨酸酶活性及抑制剂分析

石倩¹^,², 刘冬梅³, 方小泥¹^,²(), 刘宝红¹^,²()

^1.复旦大学化学系，上海 200438
^2.复旦大学药学院，上海 200438
^3.青岛市市立医院药学部，青岛 266001

收稿日期:2024-07-01 出版日期:2024-11-10 发布日期:2024-07-23
通讯作者: 方小泥 E-mail:xnfang@fudan.edu.cn;bhliu@fudan.edu.cn
作者简介:刘宝红，女，博士，教授，主要从事电分析化学方面的研究. E-mail: bhliu@fudan.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(21934001)

High-throughput Analysis of Tyrosinase Activity and Inhibitors Based on Matrix-assisted Laser Desorption/ionization Mass Spectrometry

SHI Qian¹^,², LIU Dongmei³, FANG Xiaoni¹^,²(), LIU Baohong¹^,²()

^1.Department of Chemistry，Fudan University，Shanghai 200438，China
^2.School of Pharmacy，Fudan University，Shanghai 200438，China
^3.Department of Pharmacy，Qingdao Municipal Hospital，Qingdao 266001，China

Received:2024-07-01 Online:2024-11-10 Published:2024-07-23
Contact: FANG Xiaoni E-mail:xnfang@fudan.edu.cn;bhliu@fudan.edu.cn
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China(21934001)

1. ESM to 20240330.pdf(281KB)

摘要/Abstract

摘要：

利用具有高效便捷分离能力和强紫外吸收的磁性石墨烯纳米材料Fe₃O₄@G，结合基质辅助激光解析质谱用于酪氨酸酶的活性及抑制剂分析. 与其它方法相比，该策略在避免繁琐样品前处理的基础上，减少了样品的损失，提高了检测的灵敏度. 此外，结合基质辅助激光解析质谱实现了高通量的样品分析. 本文结果对于深入了解黑色素合成过程、研究相关疾病以及开发有效的药物和美容产品具有重要意义.

关键词: 基质辅助激光解析质谱, 磁性石墨烯, 酪氨酸酶, 活性测定, 抑制剂分析

Abstract:

The efficient and convenient separation capability and strong ultraviolet absorption of magnetic graphene nanomaterials（Fe₃O₄@G） were applied in the analysis of tyrosinase activity and inhibitors using matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry（MALDI-MS）. Compared to other methods， this approach reduces sample loss and improves detection sensitivity by avoiding cumbersome sample pretreatment processes. Additionally， the combination of MALDI-MS enables high-throughput sample analysis. The development of this research is of significant importance for gaining a deeper understanding of melanin synthesis processes， studying related diseases， and developing effective drugs and cosmetic products.

Key words: Matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry（MALDI-MS）, Magnetic graphene, Tyrosinase, Activity assay, Inhibitor analysis

中图分类号:

O657.6

TrendMD:

石倩, 刘冬梅, 方小泥, 刘宝红. 基于基质辅助激光解析质谱的高通量酪氨酸酶活性及抑制剂分析. 高等学校化学学报, 2024, 45(11): 20240330.

SHI Qian, LIU Dongmei, FANG Xiaoni, LIU Baohong. High-throughput Analysis of Tyrosinase Activity and Inhibitors Based on Matrix-assisted Laser Desorption/ionization Mass Spectrometry. Chem. J. Chinese Universities, 2024, 45(11): 20240330.

图/表 6

Fig.1 SEM image(A), TEM(B) image, Raman spectrum(C) and magnetization curve(D) of Fe3O4@G

Fig.2 Extraction of tyrosine and L⁃dopaquinone by Fe3O4@G as a function of incubation time(A) and maximum adsorption capacity of tyrosine and L⁃dopaquinone by Fe3O4@G after 10 min incubation(B)Each bar represents the mean±standard deviation（n=3）.

Fig.3 Mass spectrum of n(Tyrosine):n(L⁃dopaquinone) of 1:2(A) and 2:1(B) with Fe3O4@G as the matrix and linear range of tyrosine(C) and L⁃dopaquinone(D) after enrichment by Fe3O4@G and further used as the matrix for MALDI⁃MS detection

Fig.4 Analysis of tyrosinase activity using MALDI⁃MS was conducted to assess its effectiveness(A) and test of specificity of the MALDI⁃TOF⁃MS based approach for tyrosinase activity detection(B)（A） Inset： relative MS intensity vs. diﬀerent tyrosinase concentrations；（B） each bar represents the mean±standard deviation（n=3）.

Table 1 Results of Tyrosinase Activity Assay in Serum Samples

Fetal bovine serum				Human serum
Spiked	MALDI⁃MS	Colorimetric assay	Electrochemical assay	Spiked	MALDI⁃MS	Colorimetric assay	Electrochemical assay
0	0.053±0.002	0.046±0.003	0.048±0.005	0	0.075±0.001	0.079±0.002	0.081±0.001
0.1	0.161±0.005	0.152±0.006	0.160±0.003	0.1	0.153±0.002	0.149±0.005	0.152±0.004
0.5	0.597±0.002	0.607±0.001	0.600±0.005	0.5	0.602±0.003	0.586±0.001	0.605±0.003
1.0	1.092±0.006	1.116±0.002	1.088±0.003	1.0	1.151±0.003	1.109±0.04	1.132±0.02

Fig.5 Mass spectra of tyrosine metabolized into L⁃dopaquinone(A, B) and the relative intensity change of the MS signal(C, D) at different concentrations of benzoic acid(A, C) and kojic acid(B, D)The intensity of the MS signal was measured at various concentrations of benzoic acid and kojic acid， and the results showed a clear correlation between the concentration of the analyte and the intensity of the MS signal. As the concentration of benzoic acid or kojic acid increased， the intensity of the MS signal also increased proportionally. Each bar represents the mean±standard deviation（n=3）.

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基于基质辅助激光解析质谱的高通量酪氨酸酶活性及抑制剂分析

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