Iontová mobilita, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/TOF
ZaměřeníProteomika
VýrobceWaters
Význam tématu
Native hmotnostní spektrometrie (MS) umožňuje studium proteinových komplexů a membránových proteinů v jejich přirozeném stavu, což je klíčové pro pochopení struktury, funkce a interakcí biomolekul. Schopnost určit kolizní průřezy (CCS) a mapovat topologii komplexů usnadňuje výzkum v proteomice, farmaceutickém vývoji a strukturní biologii.
Cíle a přehled studie
Cílem předložené studie je demonstrovat rozšířené možnosti systému SELECT SERIES Cyclic IMS pro native MS, konkrétně:
- provádění komplex-down experimentů pro sekvenování proteinu streptavidinu,
- vysokorychlostní separaci konformérů a určení TWCCSN2 hodnot,
- analýzu membránových proteinů OmpF a pfMATE v přítomnosti detergentních micel,
- automatizované řízení Surface Induced Dissociation (SID).
Použitá metodika a instrumentace
Všechna měření proběhla na systému SELECT SERIES Cyclic IMS vybaveném:
- ESI zdrojem (borosilikátové nanokapiláry, napětí na elektrodě z Pt vodiče),
- před-IMS SID zařízení a ExD buňkou (elektronově zachycovací dissociace),
- trapovací kolizní buňkou pro CID (kolizní indukovaná disociace),
- cyklickým iontovým pohybem (TWIMS) s kalibrací CCS pomocí nástroje IMScal19 (polyalanin, BSA),
- softwarovým balíčkem waters_connect včetně modulu IMScal a ProSight Lite pro analýzu top-down dat.
Hlavní výsledky a diskuse
Komplex-down experimentech na tetrameru streptavidinu (53 kDa) vedly k uvolnění monomerů, jejich selekci (7+ nabití) a následné CID/ECD fragmentaci. ECD dosáhla 78 % pokrytí, CID 89 %, kombinace 98 %.
Ionická mobilita umožnila oddělení produktů disociace podle tvaru a náboje, což usnadnilo přiřazení fragmentů se stejným m/z.
Membránové proteiny OmpF (110 kDa trimer) a pfMATE (50 kDa) byly úspěšně zbaveny detergentních micel (β-OG, C8E4) kolizní aktivací v zdroji a trap buňce. Získané CCS hodnoty 6380 Å2 (OmpF, 21+) a 3655 Å2 (pfMATE, 10+) odpovídají očekávaným referencím.
Automatizace SID umožnila rychlou akvizici SID profilů pro streptavidin (11+), přičemž rostoucí napětí vedlo k přechodu distribuce fragmentů od tetramer–dimer–monomer.
Přínosy a praktické využití metody
Nová platforma poskytuje:
- vysoké rozlišení konformérů a přesné CCS určení,
- bohatou škálu fragmentačních režimů (CID, ECD, SID) pro top-down analýzu,
- efektivní analýzu i náročných membránových proteinů,
- zvýšenou produktivitu díky automatizované SID akvizici.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se další rozvoj integrace SID do rutinních analytických protokolů, rozšíření softwarových nástrojů pro automatizaci komplexních workflow a aplikace v průmyslové proteomice, strukturální virologii a screeningových platformách léčiv.
Závěr
Systém SELECT SERIES Cyclic IMS významně rozšiřuje schopnosti native MS analýz, nabízí vysoce flexibilní fragmentační módy a vysoké rozlišení iontové mobility. Umožňuje detailní studium proteinových komplexů i membránových proteinů v jejich „native“ stavu s vysokou přesností CCS a komplex-down sekvenováním.
Reference
- Richardson K., Langridge D., Dixit S.M., Ruotolo B.T. Anal. Chem. 2021, 93(7): 3542–3550.
- Fellers R.T., Greer J.B., Early B.P., Yu X., LeDuc R.D., Kelleher N.L., Thomas P.M. Proteomics 2015, 15(7): 1235–1238.
- Gadkari V.V., Rojas Ramirez C., Vallejo D.D., Kurulugama R.T., Fjeldsted J.C., Ruotolo B.T. Anal. Chem. 2020, 92(23): 15489–15496.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.