EXPANDING NATIVE MASS SPECTROMETRY CAPABILITIES FOR SOLUBLE AND MEMBRANE PROTEINS USING A QUADRUPOLE-ION MOBILITY-TIME-OF-FLIGHT MASS SPECTROMETRY SYSTEM

Postery | 2024 | Waters | ASMSInstrumentace
Iontová mobilita, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/TOF
Zaměření
Proteomika
Výrobce
Waters

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.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Native Mass Spectrometry of Membrane Protein-Ligand Complexes Using the SELECT SERIES™ Cyclic™ IMS
Developing a declustering ion guide and Cyclic IMS-enabled Wideband Enhancement for native top-down studies
Waters Cyclic IMS P20 Mass Spectrometer
Waters Cyclic IMS P20 Mass Spectrometer
2026|Waters|Brožury a specifikace
Characterization of Endogenous Ligands in Membrane Proteins Using Dynamic Field Declustering (DFD) on the Cyclic™ IMS P20 Mass Spectrometer