OVERCOMING PEAK CAPACITY LIMITATIONS IMPOSED BY HYDROGEN EXCHANGE QUENCH CONDITIONS

Postery | 2015 | WatersInstrumentace
Iontová mobilita, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
Zaměření
Proteomika
Výrobce
Waters

Význam tématu


Analýza proteinové dynamiky pomocí vodíkové výměnné hmotnostní spektrometrie (HX-MS) je klíčovou metodou v proteomice a strukturní biologii. Nízké pH a teplota, nezbytné pro zastavení výměny vodík–deuterium, výrazně omezují kapacitu chromatografického dělení. Integrování iontové mobility (IMS) do HX-MS workflow nabízí řešení těchto limitací tím, že v plynové fázi odděluje spoluelutující peptidy, čímž rozšiřuje špičkovou kapacitu bez prodloužení chromatografie a zároveň zachovává vysokou míru deuteria ve vzorcích.

Cíle a přehled studie


Studie si klade za cíl:
  • Implementovat IMS do standardního HX-MS protokolu.
  • Porovnat sekvenční pokrytí a retenci deuteria při experimentech s a bez IMS.
  • Vyhodnotit efekt IMS na kapacitu oddělení komplexních proteinových směsí, včetně velkých modelových proteinů a protilátek.

Použitá metodika a instrumentace


Vzorky podstupovaly kontinuální D2O označování při pokojové teplotě. Po zastavení výměny (pH 2,5, 0 °C) byly proteiny on-line štěpeny pepsinem a separovány RP-UPLC na nanoACQUITY se systémem HDX.
V analyzátoru Waters SYNAPT G2 vybaveném ESI zdrojem probíhalo IMS v argonem tlakovém cellu před detekcí MS.

Použitá instrumentace


  • Waters nanoACQUITY UPLC s HDX modulem
  • Waters SYNAPT G2 s iontovou mobilitou (IMS) a ESI zdrojem

Hlavní výsledky a diskuse


Porovnání experimentech ukázalo, že:
  • Počet identifikovaných peptidů se zvýšil až o 20–30 % při zapojení IMS, aniž by došlo ke snížení deuteria nebo prodloužení cyklu.
  • V komplexní směsi dvou proteinů v molárním poměru 1:28 se kapacita špiček výrazně zlepšila – IMS odhalilo další peptidy, které bez mobilitního rozlišení zůstaly skryté.
  • Zkrácení LC gradientu při použití IMS umožnilo vyšší retenci deuteria u protilátky (~150 kDa) ve srovnání s prodlouženou separací bez IMS.

Přínosy a praktické využití metody


Implementace IMS do HX-MS přináší následující výhody:
  • Rozšířená špičková kapacita chromatografie bez kompromisu v čase analýzy.
  • Zvýšené sekvenční pokrytí i u vysoce složitých směsí.
  • Možnost použití kratších gradientů, což vede ke snížení ztrát deuteria a zrychlení workflow.
  • Efektivní analýza velkých proteinů a protilátek s minimálním množstvím vzorku.

Budoucí trendy a možnosti využití


Očekává se, že další vývoj IMS technologií a jejich integrace s ultravysoce výkonnými hmotnostními analyzátory přinese:
  • Vylepšené rozlišení izobarických a konformačních variant proteinů.
  • Rychlejší a citlivější analýzu komplexních proteomických vzorků in vivo.
  • Automatizovaná data mining a strojové učení pro interpretaci rozsáhlých IMS-HDX dat.

Závěr


Začlenění iontové mobility do HX-MS pracovního postupu výrazně zvyšuje špičkovou kapacitu a sekvenční pokrytí bez negativního dopadu na retenci deuteria. Metoda poskytuje robustní nástroj pro detailní studium proteinové struktury a dynamiky, zejména při analýze velkých a složitých biologických vzorků.

Reference


  1. Wales T.E.; Engen J.R. Mass Spectrom. Rev., 25, 158–170 (2006)
  2. Iacob R.E.; et al. Rapid Commun. Mass Spectrom., 22, 2898–2904 (2008)
  3. Wales T.E.; et al. Anal. Chem., 80(17), 6815–6820 (2008)
  4. Engen J.R.; et al. Encycl. Anal. Chem., Wiley, 2011, ISBN 978047002731
  5. Kavan D.; Man P. Int. J. Mass Spectrom., 302, 53–58 (2011)

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

SUICIDE INHIBITION OF ONCOGENIC K-RAS G12C PROCEEDS VIA SHIFT TO THE INACTIVE CONFORMATION
Conformational Characterization of Calmodulin by Hydrogen Deuterium Exchange Mass Spectrometry
ACQUITY UPLC M-Class System with HDX Technology
HIGHER SENSITIVITY, DATA QUALITY AND THROUGHPUT FOR HYDROGEN DEUTERIUM EXCHANGE EXPERIMENTS WITH EXTENDED ION MOBILITY SEPARATION