LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/TOF, Iontová mobilita
ZaměřeníProteomika
VýrobceWaters
Význam tématu
Membránové proteiny tvoří významnou část proteomu a jsou primárními cíli pro léčiva. Jejich analýza v přirozeném stavu je však náročná kvůli nutnosti zachování lipofilních oblastí v micelárních prostředích, která komplikují hmotnostní spektrometrii.
Cíle a přehled studie
Tato práce představuje využití hmotnostního spektrometru SELECT SERIES™ Cyclic™ IMS pro nativní analýzu membránových proteinů. Cílem je:
- Optimalizovat uvolnění proteinů z detergentních micel bez destrukce struktury.
- Změřit kolizní průřezy (CCS) složených proteinů pomocí cyklické iontové mobility.
- Ukázat aplikaci pro screening drogových ligandů na modelových proteinech OmpF a pfMATE.
Použitá metodika a instrumentace
Pro nativní MS byly proteiny rozpouštěny v roztocích amonného acetátu s vhodnými detergenty nad kritickou micelární koncentrací (β-OG pro OmpF, C8E4 pro pfMATE). Detergentní micely byly odstraněny kolizní aktivací v zdroji a v kolizní komoře.
- Výkonný hmotnostní spektrometr SELECT SERIES™ Cyclic™ IMS
- Možnost nastavení zdrojového kuželového napětí a kolizních napětí v pasti pro declustering
- Cyklická iontová mobilita pro sledování kolizního průřezu a monitorování unfoldingu
- Nástroj IMScal pro kalibraci CCS hodnot
Hlavní výsledky a diskuse
- Proteom OmpF (111,2 kDa) s 1% β-OG:
při nízké energii spektrum dominovaly signály detergentních clusterů
po zvýšení kuželového a pastového napětí (150/200 V) došlo k efektivnímu odstranění detergentů, což umožnilo přesné stanovení molekulové hmotnosti a CCS (6 380 ± 52 Å2 pro 21+). - Proteom pfMATE (50,5 kDa) s 0,5% C8E4:
optimalizace napětí (160/6 V) zajistila vysoké rozlišení (Rp=70 000), isotopické rozlišení a CCS (3 655 ± 20 Å2 pro 10+).
inkubace s knihovnou 133 sloučenin odhalila ligand 372 Da v 1:1 stechiometrii ukazující schopnost přímého screeningu komplexních směsí.
Přínosy a praktické využití metody
- Vysoká kvalita nativních hmotnostních spekter membránových proteinů
- Rychlá optimalizace declusteringu a zachování přirozené struktury díky IMS
- Možnost přímé detekce a identifikace malých ligandů v komplexních směsích
- Podpora screeningových workflow pro farmaceutický výzkum
Budoucí trendy a možnosti využití
- Integrace s dalšími analytickými technikami (kryo-EM, NMR) pro komplexní strukturální charakterizaci
- Rozšíření screeningů na fragmentové knihovny a chemicky rozmanité sady sloučenin
- Vývoj měkkých kolizních protokolů pro studium křehkých komplexů protein-ligand
- Automatizace datového zpracování CCS a stechiometrie komplexů
Závěr
SELECT SERIES™ Cyclic™ IMS představuje výkonné a flexibilní řešení pro nativní MS membránových proteinů. Kombinace silné kolizní aktivace s cyklickou iontovou mobilitou umožňuje detailní analýzu molekulové hmotnosti, struktury a ligandového vázání. Tento přístup významně podporuje výzkum a vývoj v oblasti farmaceutických cílů.
Reference
- Errey JC, Fiez-Vandal C. Protein Expression and Purification. 2020;169:105569.
- Reading E et al. Angew Chem. 2015;127(15):4660–4.
- Housden NG et al. Science. 2013;340(6140):1570–4.
- Richardson K et al. Anal Chem. 2021;93(7):3542–50.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.