Analysis of Isomeric Permethylated Lacto-oligosaccharides Using Electron Transfer Dissociation Combined with Ion Mobility MS

Význam tématu

Glykanové struktury a glykosylace hrají klíčovou roli v biologických procesech, ovlivňují stabilitu, skládání a buněčné interakce proteinů. Analytická identifikace isomerů oligosacharidů je náročná kvůli variabilitě vazeb a anomerie.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo rozlišení dvou isomerů mléčných lakto-oligosacharidů – Lacto-N-tetraosu (LNT) a Lacto-N-neotetraosu (LNnT) – pomocí elektronové transferové disociace (ETD) kombinované s iontovým mobilitním hmotnostním spektrometrem (IM-MS).

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky LNT a LNnT byly permethylovány, což zvýšilo stabilitu a informační hodnotu fragmentů. Kationizace proběhla pomocí Mg2+. Analýza byla provedena na systému Synapt G2 HDMS s T-Wave iontovou mobilitou a ETD zdrojem.

• ESI v pozitivním módu pro MS
• Glow discharge v negativním módu pro ETD
• T-Wave iontová mobilita v dusíku (3,5 mbar)

Hlavní výsledky a diskuse

ETD fragmentace vedla převážně ke cross-ring štěpení, na rozdíl od CID, která vyvolává hlavně glykozidické štěpení. Klíčovým rozdílem byla intenzita interního iontu E2 (m/z 228), výrazně odlišná mezi LNT a LNnT. Iontová mobilita umožnila separaci překrývajících se iontů Y2 (m/z 463,2) a B2(H) (m/z 464,3), což zjednodušilo interpretaci spekter a odhalilo rozdíly v kompaktnosti struktur.

Přínosy a praktické využití metody

ETD-IM-MS nabízí spolehlivé rozlišení izomerů oligosacharidů a zvyšuje informační hodnotu fragmentačních dat. Metoda je vhodná pro charakterizaci glykoproteinů v biotechnologii a kvalitativní i kvantitativní analýzu v průmyslových a klinických laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Perspektivní je rozšíření na širší škálu glykánů a komplexních N-/O-vázaných oligosacharidů, integrace s chromatografickými metodami a vývoj pokročilého softwaru pro automatizovanou analýzu iontové mobility. Využití ve výzkumu glykobiologie a glykoproteomiky má potenciál odhalit nové biomarkery.

Závěr

ETD v kombinaci s iontovou mobilitou významně zjednodušuje rozlišení isomerních permethylovaných oligosacharidů a poskytuje detailnější fragmentační informace. Tato metodika představuje slibný nástroj pro analytickou chemii glykosacharidů.

Reference

1. Domon B, Costello CE. A systematic nomenclature for carbohydrate fragmentations in FAB-MS/MS spectra of glycoconjugates. Glycoconjugate J. 1988;5:397–409.
2. Han L, Costello CE. Electron transfer dissociation of milk oligosaccharides. J Am Soc Mass Spectrom. 2011;22(6):997–1013.