Advances in Orbitrap Instrumentation for Native Top-Down Analysis of Non-Covalent Protein Complexes
Postery | 2018 | Thermo Fisher Scientific | ASMSInstrumentace
Native MS top-down analýza umožňuje studium masivních nativních proteinových komplexů v jejich funkčním stavu. Tato metoda zachovává nekovalentní interakce a umožňuje přímé mapování podjednotek, což je klíčové pro strukturální biologii, farmakologii a průmyslovou analýzu proteinových assemblů.
Studie hodnotila výkon platformy Thermo Scientific Q Exactive UHMR pro nativní MS a top-down analýzu heteromerických komplexů. Autoři demonstrovali, jak hardwarové a softwarové úpravy zlepšují přenos a fragmentaci vysokom/z iontů na modelových systémech GroEL, 20S proteasomu, LmrP a AmtB.
Metodika zahrnovala pseudo-MS3 přístup s těmito vylepšeními:
Fragmentace GroEL 14-mer vedla k identifikaci monomerů a striptnutých komplexů s 21 % sekvenčním pokrytím. 20S proteasom z králíka vykázal hmotnost 717 023 Da (odchylka < 0,082 %) a pseudo-MS3 umožnilo rozeznat šest z 7 alfa-subjednotek, včetně jejich fosforylovaných forem. Membránové proteiny LmrP a AmtB byly uvolněny z detergentových micel, přičemž AmtB trimer dosáhl 19 % pokrytí b a y ionty.
Důležitým směrem je integrace s iontovou mobilitou pro oddělení izobarických forem a zvýšení selektivity. Větší rozlišení a rychlejší akvizice podpoří dynamické studie konformačních změn. Kombinace s výpočetně orientovanými nástroji a strojovým učením zajistí automatizovanou interpretaci komplexních spekter.
Upravený Q Exactive UHMR prokázal vynikající schopnost zachovat a analyzovat velké nekovalentní proteinové komplexy v nativním stavu. Hardwarové úpravy a softwarové nástroje otevírají nové možnosti v nativní top-down proteomice a strukturální biologii.
Analytické práce citované ve studii:
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníProteomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Native MS top-down analýza umožňuje studium masivních nativních proteinových komplexů v jejich funkčním stavu. Tato metoda zachovává nekovalentní interakce a umožňuje přímé mapování podjednotek, což je klíčové pro strukturální biologii, farmakologii a průmyslovou analýzu proteinových assemblů.
Cíle a přehled studie
Studie hodnotila výkon platformy Thermo Scientific Q Exactive UHMR pro nativní MS a top-down analýzu heteromerických komplexů. Autoři demonstrovali, jak hardwarové a softwarové úpravy zlepšují přenos a fragmentaci vysokom/z iontů na modelových systémech GroEL, 20S proteasomu, LmrP a AmtB.
Použitá metodika a instrumentace
Metodika zahrnovala pseudo-MS3 přístup s těmito vylepšeními:
- In-source trapping v injekčním flatapole pro efektivní odstraňování solvatace a detergentů
- Snížení frekvencí RF napětí na tokových multipolech, kvadrupólu a HCD buňce
- Optimalizace rampy napětí Orbitrap analyzátoru pro lepší zachycení vysokom/z iontů
- Kontrola tlaku plynů a zvýšení maximální HCD energie na 300 V
- Thermo Scientific Q Exactive UHMR Hybrid Quadrupole-Orbitrap
- In-source trapping, Advanced Active Beam Guide (AABG) a Advanced Quadrupole Technology (AQT)
- HCD buňka pro pseudo-MS3 experimenty
- Softwarový modul ReSpect pro vysoce přesnou dekonvoluci
Hlavní výsledky a diskuse
Fragmentace GroEL 14-mer vedla k identifikaci monomerů a striptnutých komplexů s 21 % sekvenčním pokrytím. 20S proteasom z králíka vykázal hmotnost 717 023 Da (odchylka < 0,082 %) a pseudo-MS3 umožnilo rozeznat šest z 7 alfa-subjednotek, včetně jejich fosforylovaných forem. Membránové proteiny LmrP a AmtB byly uvolněny z detergentových micel, přičemž AmtB trimer dosáhl 19 % pokrytí b a y ionty.
Přínosy a praktické využití metody
- Strukturální charakterizace komplexních proteinových assemblů v nativním stavu
- Studium ligand–protein interakcí a posttranslačních modifikací
- QA/QC analýza biologických léčiv a průmyslová kontrola kvality
- Zrychlená analýza obtížně čistitelných membránových proteinů
Budoucí trendy a možnosti využití
Důležitým směrem je integrace s iontovou mobilitou pro oddělení izobarických forem a zvýšení selektivity. Větší rozlišení a rychlejší akvizice podpoří dynamické studie konformačních změn. Kombinace s výpočetně orientovanými nástroji a strojovým učením zajistí automatizovanou interpretaci komplexních spekter.
Závěr
Upravený Q Exactive UHMR prokázal vynikající schopnost zachovat a analyzovat velké nekovalentní proteinové komplexy v nativním stavu. Hardwarové úpravy a softwarové nástroje otevírají nové možnosti v nativní top-down proteomice a strukturální biologii.
Reference
Analytické práce citované ve studii:
- Belov ME, Damoc E, Denisov E, Compton PD, Horning S, Makarov AA, Kelleher NL. Anal Chem. 2013;85(23):11163–73.
- Ben-Nissan G, Belov ME, Morgenstern D, Levin Y, Dym O, Arkind G, Lipson C, Makarov AA, Sharon M. Anal Chem. 2017;89(8):4708–15.
- van de Waterbeemd M, Fort KL, Boll D, Reinhardt-Szyba M, Routh A, Makarov A, Heck AJ. Nat Methods. 2017;14(3):283–6.
- Fort KL, van de Waterbeemd M, Boll D, Reinhardt-Szyba M, Belov ME, Sasaki E, Zschoche R, Hilvert D, Makarov AA, Heck AJR. Analyst. 2017;143(1):100–105.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Advancing native top-down MS analysis of non-covalent protein complexes: The Thermo Scientific Q Exactive UHMR mass spectrometer
2018|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
TECHNICAL NOTE 65379 Advancing native top-down MS analysis of non-covalent protein complexes: The Thermo Scientific Q Exactive UHMR mass spectrometer Authors Eugen Damoc, Kyle Fort, Maria Reinhardt-Szyba, Mikhail Belov, Alexander Makarov; Thermo Fisher Scientific, Bremen, Germany Rosa Viner; Thermo Fisher…
Klíčová slova
uhmr, uhmrnative, nativeabundance, abundancerelative, relativemass, massexactive, exactivesubunits, subunitsprotein, proteintop, topdown, downspectrometer, spectrometerions, ionsflatapole, flatapoleorbitrap, orbitrapheteromeric
Thermo Scientific Q Exactive UHMR Hybrid Quadrupole-Orbitrap mass spectrometer
2018|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
Go beyond what you thought possible with native MS Thermo Scientific Q Exactive UHMR Hybrid Quadrupole-Orbitrap mass spectrometer Gain deeper insight into native proteins Native mass spectrometry (MS) is a powerful technique for studying the structure of large protein complexes,…
Klíčová slova
uhmr, uhmrnative, nativerelative, relativeabundance, abundancemembrane, membraneexactive, exactivemass, massprotein, proteincomplexes, complexesflatapole, flatapoleproteins, proteinsquadrupole, quadrupolethermo, thermotop, topdown
Thermo Scientific Q Exactive UHMR Hybrid Quadrupole-Orbitrap mass spectrometer - PRODUCT SPECIFICATIONS
2018|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
PRODUCT SPECIFICATIONS Q Exactive UHMR Hybrid Quadrupole-Orbitrap mass spectrometer Delivering unmatched identification and characterization Keywords Orbitrap technology, Q Exactive family, accurate mass, high resolution, native ms, ultra-high mass range Benefits • U ltra-high mass range up to m/z 80,000…
Klíčová slova
uhmr, uhmrtrapping, trappingexactive, exactiveorbitrap, orbitrapmass, masstransmission, transmissionhcd, hcdion, ionsource, sourceaqt, aqtquadrupole, quadrupolenanospray, nanosprayadvanced, advancedflow, flowhyperquad
A Novel Instrumental Strategy for Parallel Reaction Monitoring of Intact Proteins with an Orbitrap Analyzer
2015|Thermo Fisher Scientific|Postery
ex ex co filter in a quadrupole-Orbitrap hybrid Mass Spectrometer Results: Viability of the concept is explored using simulation and initial experiments FI m Introduction Recent advances in top-down analysis of intact proteins were largely driven by improving of liquid…
Klíčová slova
gate, gatebouncer, bouncerhcd, hcdflight, flightdecelerator, deceleratorthebouncer, thebouncerselection, selectionpulser, pulserintact, intacttrap, trapcontinuousbeam, continuousbeamdutycycle, dutycycleinjectionflatapole, injectionflatapolelayoutofofthe, layoutofofthetof