Iontová mobilita, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníProteomika
VýrobceAgilent Technologies
Význam tématu
Fosforylace je klíčová reversibilní posttranslační modifikace ovlivňující skládání a aktivitu proteinů. Význam určování míst a úrovní fosforylace se projevuje v základním výzkumu, vývoji biotechnologií i v diagnostice. Konvenční LC MS často selhává v rozlišení izobarických či isomerických fosfopeptidů. Zavedení iontové mobility hmotnostní spektrometrie IMS MS umožňuje separaci na základě kolizní plochy CCS, čímž se zvyšuje spolehlivost identifikace a lokalizace modifikací.
Cíle a přehled studie
Autoři navrhli kompletní automatizovaný protokol od enzymatického štěpení proteinů a obohacení fosfopeptidů až po analýzu na systému Agilent 6560 ion mobility LC Q TOF. Studie demonstruje:
- měření kolizní plochy jedním elektrickým polem single field CCS
- 4D extrakci signálních rysů zahrnující m z retenci drift čas a intenzitu
- porovnání fosforylovaných a nefosforylovaných peptidů se shodnými m z
- stanovení vlivu počtu a polohy fosforylací na strukturální konformace
Použitá metodika a instrumentace
Proces se skládal z:
- denaturace redukce alkylace a tryptického štěpení α a β caseinu pomocí platformy Agilent AssayMAP Bravo
- obohacení fosfopeptidů na Fe III NTA kartuších
- nanoflow LC separace s použitím Agilent Infinity UHPLC Nanodapter a 1290 II pumpy
- analýzy na Agilent 6560 ion mobility LC Q TOF se single field CCS kalibrací
- získání dat v režimu Alternating Frames umožňujícím souběžné MS a MS MS se stejnými drifovými časy
- využití softwaru MassHunter a IM MS Browser pro extrakci signálů výpočet CCS a identifikaci peptidů
Hlavní výsledky a diskuse
- fosfopeptidy vykazovaly kompaktnější konformace nižší CCS ve srovnání s nefosforylovanými peptidy stejného m z
- změny v počtu a pozici fosforylací způsobily významné rozdíly v CCS i separaci izomerických forem
- příkladem je peptid VNELSKDIGSESTEDQAMEDIK se dvěma či třemi fosforylacemi, kde IMS odhalila více konformací
- při jediném zorném poli analýzy single field bylo možné kalibrovat CCS lineární regresí bez nutnosti vícenásobných měření
- metoda Alternating Frames umožnila získat MS spektra MS MS fragmentaci a kolizní plochy v jednom průchodu analytu
Přínosy a praktické využití metody
Implementovaný workflow přináší:
- vysoce reprodukovatelné obohacení fosfopeptidů a přesná lokalizace modifikací
- zvýšenou schopnost rozlišovat izomerické peptidy na základě CCS
- zjednodušení datové akvizice díky souběžné MS a MS MS v režimu Alternating Frames
- možnost aplikace v proteomice farmaceutickém výzkumu QA QC biologik
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se integrace IMS s pokročilými fragmentačními technikami a umělou inteligencí pro:
- automatizované rozpoznávání a kvantifikaci modifikací v komplexních vzorcích
- rozšíření rozsahu analyzovatelných biologicky aktivních molekul
- vývoj standardizovaných databází CCS pro lepší identifikaci
- mezifiremní validaci metodiky a komercializaci IMS MS platforem
Závěr
Popsaný celý workflow od vzorku ke struktuře poskytuje efektivní nástroj pro analýzu fosforylace peptidů. Kombinace obohacení fosfopeptidů single field CCS měření a Alternating Frames umožnila detailní mapování konformací a přesné stanovení místa modifikace v jediném běhu analýzy.
Reference
- Russell J Murphy S Agilent AssayMAP Bravo Technology Enables Reproducible Automated Phosphopeptide Enrichment from Complex Mixtures Using HighCapacity FeIII NTA Cartridges Agilent Technologies Application Note 59916073EN 2016
- Wu L Miller CA The Agilent Nanoadapter for Discovery Proteomics Using Nanoflow LC MS Agilent Technologies Application Note 59918174EN 2017
- Mason EA McDaniel EW Transport Properties of Ions in Gases John Wiley and Sons New York 1988
- Stow SM et al An Interlaboratory Evaluation of Drift Tube Ion MobilityMass Spectrometry Collision Cross Section Measurements Anal Chem 2017 89 90489055
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.