американский химик
Гэри Сиуздак — американский химик, наиболее известный своими работами в области метаболомики , [1] [2] метаболомики активности [3] [4] [5] [6] [7] (термин введен в 2019 году [8] ) и масс-спектрометрии. [9] [10] [11] [12] [13] [14] В 2009 году его лаборатория открыла индол-3-пропионовую кислоту как метаболит, получаемый кишечными бактериями. [15] [16] [17] В настоящее время он является профессором и директором Центра метаболомики и масс-спектрометрии в исследовательском центре Scripps в Ла-Хойе, Калифорния. [18] Сиуздак также внес вклад в анализ вирусов, [19] [20] структурную динамику вирусов, [21] [22] [23], а также в разработку технологии масс-спектрометрической визуализации с использованием наноструктурированных поверхностей. [11] [24] Лаборатория Сиуздака также отвечает за создание исследовательских инструментов eXtensible Computational Mass Spectrometry ( XCMS ), [9] [25] METLIN , [13] METLIN Neutral Loss [26] и Q-MRM. [27] [28] [29] По состоянию на январь 2021 года [30] на платформе XCMS / METLIN зарегистрировано более 50 000 пользователей.
Сиуздак изучал химию (BS) и прикладную математику (BA) в колледже Род-Айленда. Затем он поступил в Дартмутский колледж для своей аспирантуры, где построил свой первый масс-спектрометр [31] для проведения экспериментов по масс-спектрометрии с многофотонной ионизацией и время от времени участвовал в соревнованиях по пауэрлифтингу. [32] В Дартмуте он получил докторскую степень по физической химии (29 марта 1990 года) и 1 апреля 1990 года начал работу в Scripps Research. [18] В 2017 году Сиуздак получил почетную докторскую степень (совместно с Эммануэль Шарпантье ) от Университета Умео [33] за свою работу в области метаболомики . У Сиуздака сотни статей, и он является автором двух книг: «Масс-спектрометрия для биотехнологии» (1996) и «Расширяющаяся роль масс-спектрометрии в биотехнологии» (2003), а также «Расширяющаяся роль масс-спектрометрии в биотехнологии. 2-е изд.» (2006). [34]
Известные исследования
С 1994 года по настоящее время лаборатория Сиуздака работает над метаболомикой активности . [1] [3] [4] [5] [9] [12] [35] [15] [36] [37] с использованием жидкостной хроматографии, масс-спектрометрии и метаболомики для идентификации метаболитов, которые изменяют фенотип. [1] [3] [4] [5] [35] [ 15] [36] [37] [12] Его первоначальные усилия с Ричардом Лернером [4] использовали жидкостную хроматографию, масс-спектрометрию для проведения метаболомных экспериментов на спинномозговой жидкости лишенных сна животных. цис-9,10-октадеценоамид , новый липидный гормон (также известный как олеамид ), [4] был обнаружен и показан обладающим свойствами, вызывающими сон. Эта работа является одним из самых ранних подобных экспериментов, объединяющих жидкостную хроматографию, масс-спектрометрию и метаболомику для идентификации активных метаболитов. [4] [1] [3] Еще одно примечательное исследование метаболомики под руководством Оскара Янеса (Испания) выявило [5] нейропротектин D1 как метаболит, способствующий дифференциации стволовых клеток.
В 1996 году был проведен анализ целого вируса с помощью масс-спектрометра с электрораспылительной ионизацией, где вирус был собран и успешно протестирован на жизнеспособность. [19] Позже он и его коллеги представили первый пример целого неповрежденного вируса (вируса табачной мозаики), масса которого была измерена с помощью масс-спектрометра с обнаружением заряда, прибора, разработанного Генри Беннером и Стивеном Фюрстенау в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли. [20]
В 1999 году лаборатория Siuzdak описала использование наноструктур для улучшения десорбции/ионизации на пористом кремнии малых молекул ( DIOS ), [10] это также известно как первый поверхностный пример поверхностно-активированной лазерной десорбции/ионизационной масс-спектрометрии (SALDI-MS). Эта технология была расширена с использованием фторированных молекул-инициаторов, используемых в пористом кремнии, и была описана как Na nost ructure Initiator Mass Spectrometry (NIMS) , [11] она также известна как Nanostructure Imaging Mass Spectrometry (NIMS) из-за ее расширенного применения для визуализации. [11] [24]
В 2005 году лаборатория Сиуздака занималась выявлением нерегулируемых метаболических пиков из наборов данных жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии . Для решения проблемы выравнивания времени удерживания они разработали первый алгоритм, который позволил выполнить нелинейное выравнивание метаболомных данных, названный XCMS . [9] [38]
С начала 2000-х годов [39] [12] и по настоящее время лаборатория Siuzdak создала и расширяет базу данных тандемной масс-спектрометрии, известную как METLIN . METLIN состоит исключительно из экспериментальных данных, полученных с помощью приборов тандемной масс-спектрометрии высокого разрешения, все данные получены из молекулярных стандартов. METLIN (по состоянию на август 2022 года) имеет более 870 000 молекулярных стандартов с экспериментальными данными тандемной масс-спектрометрии. [14] [13] [40] METLIN уникальна по своему размеру, так как другие базы данных на порядок меньше, [13] и она также уникальна, потому что все данные тандемной масс-спектрометрии METLIN систематически генерировались при множественных энергиях столкновения и в режимах положительной и отрицательной ионизации.
В 2020 году лаборатория Сиуздака, продолжая свою работу с Хави Доминго [41] и METLIN [12] [39], разработала усовершенствованную технологию фрагментации/аннотации внутри источника (EISA) [27] для облегчения фрагментации, идентификации и количественной оценки (с помощью Q-MRM) [28] [42] молекул без использования тандемной масс-спектрометрии.
Ссылки
- ^ abcd Guijas, Carlos; Montenegro-Burke, J. Rafael; Warth, Benedikt; Spilker, Mary E.; Siuzdak, Gary (апрель 2018 г.). «Скрининг метаболомной активности для выявления метаболитов, модулирующих фенотип». Nature Biotechnology . 36 (4): 316–320. doi :10.1038/nbt.4101. ISSN 1546-1696. PMC 5937131 . PMID 29621222.
- ^ Джонсон, Кэролайн Х.; Иванишевич, Юлиана; Сиуздак, Гэри (июль 2016 г.). «Метаболомика: за пределами биомаркеров и к механизмам». Nature Reviews Molecular Cell Biology . 17 (7): 451–459. doi :10.1038/nrm.2016.25. ISSN 1471-0080. PMC 5729912. PMID 26979502 .
- ^ abcd Rinschen, Markus M.; Ivanisevic, Julijana; Giera, Martin; Siuzdak, Gary (июнь 2019). «Идентификация биоактивных метаболитов с использованием метаболомики активности». Nature Reviews Molecular Cell Biology . 20 (6): 353–367. doi :10.1038/s41580-019-0108-4. ISSN 1471-0080. PMC 6613555 . PMID 30814649.
- ^ abcdef Cravatt, BF; Prospero-Garcia, O; Siuzdak, G; Gilula, NB; Henriksen, SJ; Boger, DL; Lerner, RA (9 июня 1995 г.). "Химическая характеристика семейства мозговых липидов, вызывающих сон". Science . 268 (5216): 1506–9. Bibcode :1995Sci...268.1506C. doi :10.1126/science.7770779. PMID 7770779.
- ^ abcd Янес, Оскар; Кларк, Джули; Вонг, Диана М.; Патти, Гэри Дж.; Санчес-Руис, Антонио; Бентон, Х. Пол; Траугер, Суния А.; Деспонтс, Каролина; Дин, Шэн; Сиуздак, Гэри (июнь 2010 г.). «Метаболическое окисление регулирует дифференциацию эмбриональных стволовых клеток». Nature Chemical Biology . 6 (6): 411–417. doi :10.1038/nchembio.364. ISSN 1552-4469. PMC 2873061 . PMID 20436487.
- ^ Лернер, РА; Сиуздак, Г.; Просперо-Гарсия, О.; Хенриксен, С.Дж.; Богер, Д.Л.; Краватт, Б.Ф. (1994-09-27). «Церебродин: мозговой липид, выделенный из лишенных сна кошек». Труды Национальной академии наук . 91 (20): 9505–9508. Bibcode : 1994PNAS...91.9505L. doi : 10.1073/pnas.91.20.9505 . ISSN 0027-8424. PMC 44841. PMID 7937797 .
- ^ Черногория-Берк, Дж. Рафаэль; Кок, Бернард П.; Гихас, Карлос; Доминго-Альменара, Ксавьер; Луна, Клара; Галмоцци, Андреа; Китамура, Сейя; Экманн, Ларс; Саес, Энрике; Сюздак, Гэри Э.; Волан, Деннис В. (28 сентября 2021 г.). «Скрининг метаболомной активности колита, вызванного Т-клетками, выявляет противовоспалительные метаболиты». Научная сигнализация . 14 (702): eabf6584. doi : 10.1126/scisignal.abf6584. ПМЦ 8757460 . ПМИД 34582249.
- ^ Риншен, Маркус М.; Иванишевич, Юлиана; Гиера, Мартин; Сиуздак, Гари (июнь 2019 г.). «Идентификация биоактивных метаболитов с использованием метаболомики активности». Nature Reviews Molecular Cell Biology . 20 (6): 353–367. doi :10.1038/s41580-019-0108-4. ISSN 1471-0080. PMC 6613555. PMID 30814649 .
- ^ abcd Смит, Колин А.; Уонт, Элизабет Дж.; О'Майл, Грейс; Абагян, Рубен; Сиуздак, Гэри (2006-02-01). "XCMS: Обработка данных масс-спектрометрии для профилирования метаболитов с использованием нелинейного выравнивания пиков, сопоставления и идентификации". Аналитическая химия . 78 (3): 779–787. doi :10.1021/ac051437y. ISSN 0003-2700. PMID 16448051.
- ^ ab Wei, Jing; Buriak, Jillian M.; Siuzdak, Gary (май 1999). "Десорбционно-ионизационная масс-спектрометрия на пористом кремнии". Nature . 399 (6733): 243–246. Bibcode :1999Natur.399..243W. doi :10.1038/20400. ISSN 1476-4687. PMID 10353246. S2CID 4314372.
- ^ abcd Нортен, Трент Р.; Янес, Оскар; Нортен, Майкл Т.; Марринуччи, Дена; Уритбунтаи, Винни; Апон, Джунефредо; Голледж, Стивен Л.; Нордстрём, Андерс; Сиуздак, Гари (октябрь 2007 г.). «Клатратные наноструктуры для масс-спектрометрии». Nature . 449 (7165): 1033–1036. Bibcode :2007Natur.449.1033N. doi :10.1038/nature06195. ISSN 1476-4687. PMID 17960240. S2CID 4404703.
- ^ abcde Guijas, Carlos; Montenegro-Burke, J. Rafael; Domingo-Almenara, Xavier; Palermo, Amelia; Warth, Benedikt; Hermann, Gerrit; Koellensperger, Gunda; Huan, Tao; Uritboonthai, Winnie; Aisporna, Aries E.; Wolan, Dennis W. (2018-03-06). "METLIN: технологическая платформа для идентификации известных и неизвестных". Аналитическая химия . 90 (5): 3156–3164. doi :10.1021/acs.analchem.7b04424. ISSN 0003-2700. PMC 5933435. PMID 29381867 .
- ^ abcd Сюэ, Цзинчуань; Гихас, Карлос; Бентон, Х. Пол; Варт, Бенедикт; Сиуздак, Гари (2020-08-24). «База данных молекулярных стандартов METLIN MS 2: широкий химический и биологический ресурс». Nature Methods . 17 (10): 953–954. doi :10.1038/s41592-020-0942-5. ISSN 1548-7105. PMC 8802982 . PMID 32839599.
- ^ ab Giera, Martin; Yanes, Oscar; Siuzdak, Gary (2022-01-04). «Открытие метаболитов: научный драйвер биохимии». Cell Metabolism . 34 (1): 21–34. doi : 10.1016/j.cmet.2021.11.005 . ISSN 1550-4131. PMC 10131248. PMID 34986335. S2CID 245729571.
- ^ abc Wikoff, William R.; Anfora, Andrew T.; Liu, Jun; Schultz, Peter G.; Lesley, Scott A.; Peters, Eric C.; Siuzdak, Gary (2009-03-10). «Анализ метаболомики выявляет большое влияние микрофлоры кишечника на метаболиты крови млекопитающих». Труды Национальной академии наук . 106 (10): 3698–3703. Bibcode : 2009PNAS..106.3698W. doi : 10.1073/pnas.0812874106 . ISSN 0027-8424. PMC 2656143. PMID 19234110 .
- ^ Guijas, Carlos; Horton, Lucy E.; Hoang, Linh; Domingo-Almenara, Xavier; Billings, Elizabeth M.; Ware, Brian C.; Sullivan, Brian; Siuzdak, Gary (июль 2022 г.). "Микробный метаболит 3-индолпропионовая кислота опосредует иммуносупрессию". Metabolites . 12 (7): 645. doi : 10.3390/metabo12070645 . ISSN 2218-1989. PMC 9317520 . PMID 35888769.
- ^ Serger, Elisabeth; Luengo-Gutierrez, Lucia; Chadwick, Jessica S.; Kong, Guiping; Zhou, Luming; Crawford, Greg; Danzi, Matt C.; Myridakis, Antonis; Brandis, Alexander; Bello, Adesola Temitope; Müller, Franziska; Sanchez-Vassopoulos, Alexandros; De Virgiliis, Francesco; Liddell, Phoebe; Dumas, Marc Emmanuel (июль 2022 г.). «Кишечный метаболит индол-3 пропионат способствует регенерации и восстановлению нервов». Nature . 607 (7919): 585–592. Bibcode :2022Natur.607..585S. doi :10.1038/s41586-022-04884-x. ISSN 1476-4687. PMID 35732737.
- ^ ab "Faculty Page, Gary Siuzdak". scripps.edu . Получено 22 мая 2019 .
- ^ ab Siuzdak, Gary; Bothner, Brian; Yeager, Mark; Brugidou, Christophe; Fauquet, Claude M.; Hoey, Kenway; Change, Cheng-Ming (1996-01-01). "Масс-спектрометрия и вирусный анализ". Chemistry & Biology . 3 (1): 45–48. doi : 10.1016/S1074-5521(96)90083-6 . ISSN 1074-5521. PMID 8807827.
- ^ аб Фюрстенау, Стивен Д.; Беннер, В. Генри; Томас, Джон Дж.; Бругиду, Кристоф; Ботнер, Брайан; Сюздак, Гэри (2001). «Масс-спектрометрия интактного вируса». Angewandte Chemie, международное издание . 40 (3): 541–544. doi :10.1002/1521-3773(20010202)40:3<541::AID-ANIE541>3.0.CO;2-K. ISSN 1521-3773.
- ^ Ботнер, Брайан; Донг, X. Фань; Биббс, Лиза; Джонсон, Джон Э.; Сиуздак, Гэри (1998-01-09). «Доказательства динамики вирусного капсида с использованием ограниченного протеолиза и масс-спектрометрии». Журнал биологической химии . 273 (2): 673–676. doi : 10.1074/jbc.273.2.673 . ISSN 0021-9258. PMID 9422714.
- ^ Льюис, Дж. Кэтлин; Ботнер, Брайан; Смит, Томас Дж.; Сиуздак, Гэри (1998-06-09). «Противовирусный агент блокирует дыхание вируса простуды». Труды Национальной академии наук . 95 (12): 6774–6778. Bibcode : 1998PNAS...95.6774L. doi : 10.1073/pnas.95.12.6774 . ISSN 0027-8424. PMC 22631. PMID 9618488 .
- ^ Ботнер, Брайан; Шнееман, Анетт; Маршалл, Дон; Редди, Виджай; Джонсон, Джон Э.; Сиуздак, Гэри (февраль 1999 г.). «Кристаллографически идентичные вирусные капсиды проявляют различные свойства в растворе». Nature Structural Biology . 6 (2): 114–116. doi :10.1038/5799. ISSN 1545-9985. PMID 10048920. S2CID 1756648.
- ^ ab Kurczy, ME; Northen, TR; Trauger, SA; Siuzdak, G (2015). "Масс-спектрометрия визуализации наноструктур: роль фторуглеродов в анализе метаболитов и чувствительности на уровне йоктомолей". Масс-спектрометрическая визуализация малых молекул . Методы в молекулярной биологии. Том 1203. С. 141–9. doi :10.1007/978-1-4939-1357-2_14. ISBN 978-1-4939-1356-5. PMC 4755109 . PMID 25361674.
- ^ Доминго-Альменара, Ксавье; Сиуздак, Гэри (2020), Ли, Шучжао (ред.), «Обработка метаболомных данных с использованием XCMS», Вычислительные методы и анализ данных для метаболомики , Методы в молекулярной биологии, т. 2104, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer US, стр. 11–24, doi : 10.1007/978-1-0716-0239-3_2, ISBN 978-1-0716-0239-3, PMID 31953810, S2CID 210709390 , получено 2023-07-13
- ^ Aisporna, Aries; Benton, H. Paul; Galano, Jean Marie; Giera, Martin; Siuzdak, Gary (2021-04-04). «METLIN Neutral Loss Database Enhances Similarity Analysis»: 2021.04.02.438066. doi :10.1101/2021.04.02.438066. S2CID 233175525.
- ^ ab Xue, Jingchuan; Domingo-Almenara, Xavier; Guijas, Carlos; Palermo, Amelia; Rinschen, Markus M.; Isbell, John; Benton, H. Paul; Siuzdak, Gary (2020-04-21). «Улучшенная аннотация фрагментации в источнике позволяет получить новый независимый от данных сбор и автономную молекулярную идентификацию METLIN». Аналитическая химия . 92 (8): 6051–6059. doi :10.1021/acs.analchem.0c00409. ISSN 0003-2700. PMC 8966047. PMID 32242660 .
- ^ ab Xue, Jingchuan; Derks, Rico JE; Webb, Bill; Billings, Elizabeth M.; Aisporna, Aries; Giera, Martin; Siuzdak, Gary (2021-08-10). "Количественная масс-спектрометрия с одноквадрупольным множественным фрагментным ионным мониторингом". Аналитическая химия . 93 (31): 10879–10889. doi :10.1021/acs.analchem.1c01246. hdl :1887/3243130. ISSN 0003-2700. PMC 8762722 . PMID 34313111.
- ^ Xue, Jingchuan; Derks, Rico JE; Hoang, Linh; Giera, Martin; Siuzdak, Gary (2021-10-11). «Протеомика с улучшенной фрагментацией/аннотацией в исходном коде: применение информатики XCMS-EISA и высокочувствительной количественной оценки Q-MRM». Журнал Американского общества масс-спектрометрии . 32 (11): 2644–2654. doi :10.1021/jasms.1c00188. ISSN 1044-0305. PMC 10245389. PMID 34633184. S2CID 238581609 .
- ^ Маджумдер, Эрика Л.-В.; Биллингс, Элизабет М.; Бентон, Х. Пол; Мартин, Ричард Л.; Палермо, Амелия; Гихас, Карлос; Риншен, Маркус М.; Доминго-Альменара, Ксавье; Монтенегро-Берк, Дж. Рафаэль; Тэгтов, Брэдли А.; Пламб, Роберт С. (2021-01-22). "Когнитивный анализ данных метаболомики для системной биологии". Nature Protocols . 16 (3): 1376–1418. doi :10.1038/s41596-020-00455-4. ISSN 1750-2799. OSTI 1774918. PMC 10357461 . PMID 33483720. S2CID 231687415.
- ^ Siuzdak, Gary.; BelBruno, Joseph J. (май 1990). «Лазерная многофотонная диссоциация/ионизация бутиламинов: конкурентные процессы в радикальных катионах». Журнал физической химии . 94 (11): 4559–4565. doi :10.1021/j100374a038. ISSN 0022-3654.
- ↑ Скэндура, Майк (30 декабря 1987 г.). «Правильная тяжелая атлетика полезна для Сиуздака». The Evening Times (Потакет, Род-Айленд).
- ^ "Биохимик и исследователь метаболомики занимают почетные должности в Университете Умео". www.umu.se . Получено 21.10.2020 .
- ^ "Интервью с доктором Гэри Сиуздаком". MetaboNews, выпуск 13 - сентябрь 2012 г. Получено 22 мая 2019 г.
- ^ ab Патти, Гэри Дж.; Янес, Оскар; Шрайвер, Лия П.; Кураде, Жан-Филипп; Таутенхан, Ральф; Манчестер, Марианна; Сиуздак, Гэри (март 2012 г.). «Метаболомика вовлекает измененные сфинголипиды в хроническую боль невропатического происхождения». Nature Chemical Biology . 8 (3): 232–234. doi :10.1038/nchembio.767. ISSN 1552-4469. PMC 3567618 . PMID 22267119.
- ^ ab Beyer, Brittney A.; Fang, Mingliang; Sadrian, Benjamin; Montenegro-Burke, J. Rafael; Plaisted, Warren C.; Kok, Bernard PC; Saez, Enrique; Kondo, Toru; Siuzdak, Gary; Lairson, Luke L. (январь 2018 г.). «Открытие метаболита, усиливающего созревание олигодендроцитов, на основе метаболомики». Nature Chemical Biology . 14 (1): 22–28. doi :10.1038/nchembio.2517. ISSN 1552-4469. PMC 5928791 . PMID 29131145.
- ^ аб Гихас, Карлос; Монтенегро-Берк, Дж. Рафаэль; Цинтрон-Колон, Риго; Доминго-Альменара, Ксавьер; Санчес-Алавес, Мануэль; Агирре, Карлос А.; Шанкар, Кокила; Маджумдер, Эрика Л.-В.; Биллингс, Элизабет; Конти, Бруно; Сюздак, Гэри (08 сентября 2020 г.). «Метаболическая адаптация к ограничению калорий». Научная сигнализация . 13 (648). doi : 10.1126/scisignal.abb2490 . ISSN 1945-0877. ПМЦ 7580877 . ПМИД 32900879.
- ^ Tautenhahn, Ralf; Patti, Gary J.; Rinehart, Duane; Siuzdak, Gary (2012-06-05). "XCMS Online: веб-платформа для обработки нецелевых метаболомных данных". Аналитическая химия . 84 (11): 5035–5039. doi :10.1021/ac300698c. ISSN 0003-2700. PMC 3703953 . PMID 22533540.
- ^ ab Smith, Colin A.; Maille, Grace O'; Want, Elizabeth J.; Qin, Chuan; Trauger, Sunia A.; Brandon, Theodore R.; Custodio, Darlene E.; Abagyan, Ruben; Siuzdak, Gary (декабрь 2005 г.). "METLIN: A Metabolite Mass Spectral Database". Терапевтический лекарственный мониторинг . 27 (6): 747–751. doi :10.1097/01.ftd.0000179845.53213.39. ISSN 0163-4356. PMID 16404815. S2CID 14774455.
- ^ Guijas, Carlos; To, Andrew; Montenegro-Burke, J. Rafael; Domingo-Almenara, Xavier; Alipio-Gloria, Zaida; Kok, Bernard P.; Saez, Enrique; Alvarez, Nicole H.; Johnson, Kristen A.; Siuzdak, Gary (август 2022 г.). «Метаболомика активности, инициируемая лекарствами, идентифицирует миристоилглицин как мощный эндогенный метаболит для дифференциации бурого жира человека». Metabolites . 12 (8): 749. doi : 10.3390/metabo12080749 . ISSN 2218-1989. PMC 9415469. PMID 36005620 .
- ^ Доминго-Альменара, Ксавье; Монтенегро-Берк, Дж. Рафаэль; Гихас, Карлос; Маджумдер, Эрика Л.-В.; Бентон, Х. Пол; Сиуздак, Гэри (2019-03-05). «Автономная аннотация фрагментов в исходном коде под руководством METLIN для нецелевой метаболомики». Аналитическая химия . 91 (5): 3246–3253. doi :10.1021/acs.analchem.8b03126. ISSN 0003-2700. PMC 6637741. PMID 30681830 .
- ^ Xue, Jingchuan; Derks, Rico JE; Hoang, Linh; Giera, Martin; Siuzdak, Gary (2021-10-11). «Протеомика с улучшенной фрагментацией/аннотацией в исходном коде: применение информатики XCMS-EISA и высокочувствительной количественной оценки Q-MRM». Журнал Американского общества масс-спектрометрии . 32 (11): 2644–2654. doi :10.1021/jasms.1c00188. ISSN 1044-0305. PMC 10245389. PMID 34633184. S2CID 238581609 .
Внешние ссылки
- Лаборатория Сиуздака в Scripps Research