Программные инструменты и подходы к идентификации соединений по данным LC-MS/MS в метаболомике

Аннотирование малых молекул остаётся одной из основных проблем нетаргетной метаболомики на основе масс-спектрометрии. В этой статье критически рассмотрены структурированные подходы к идентификации и программное обеспечение, предназначенные для аннотирования неизвестных соединений. Только после идентификации неизвестных метаболитов становится возможной биологическая интерпретация сложных систем, отнесение соединений к метаболическим путям и создание надёжных прогностических метаболических моделей для трансляционных и клинических исследований. К таким стратегиям относятся создание и контроль качества баз данных тандемных масс-спектров, например объединения репозиториев MassBank, а также изучение достоверности сопоставления спектров MS/MS. Представлены компьютерные инструменты фрагментации — MS-FINDER, CFM-ID, MetFrag, ChemDistiller и CSI:FingerID, — позволяющие аннотировать соединения на основе существующих баз данных структур; эти инструменты использовались в конкурсах CASMI (критическая оценка идентификации малых молекул). Кроме того, рассмотрены применение моделей времени удерживания в жидкостной хроматографии и возможности моделирования сечения столкновений по данным экспериментов с ионной подвижностью. Приведены рабочие процессы и опубликованные примеры успешного аннотирования неизвестных соединений.