Probe the Protein Conformation using Top-down Hydrogen Exchange Mass Spectrometry at Higher Resolution with Electron Transfer Dissociation
Postery | 2024 | Thermo Fisher Scientific | ASMSInstrumentace
Důkladné určení konformace bílkovin s rozlišením na úrovni jednotlivých aminokyselin je zásadní pro pochopení mechanizmů proteinových interakcí, stability a funkčních změn po navázání ligandů.
Cílem práce bylo optimalizovat podmínky pro top-down HDX-MS s disociací ETD tak, aby se minimalizovalo přeskupování vodíkových (deuteriových) izotopů („scrambling“) a dosáhlo se téměř jednoamino kyselinového rozlišení. Jako systém byla zvolena kalmodulinová proteiny ve formách apo a holo.
Pro kalibraci nízkého scramblingu byl využit syntetický peptid P1 (HHHHHHIIKIIK) plně deuteriovaný v D2O.
1. Scrambling: Měření deuterium obsahu fragmentů c2–c6 potvrdilo velmi nízkou míru scramblingu, srovnatelnou s literaturou.
2. Pokrytí sekvence: Bottom-up ETD MS2 dosáhla téměř 100% pokrytí apo- a holo- kalmodulinu, zatímco top-down ETD poskytla 88% pokrytí.
3. Deuterium uptake: Apo- forma kalmodulinu vykazovala výrazně větší inkorporaci deuteria než holo- forma, zejména v C-terminální oblasti.
4. Rozlišení: Kombinací top-down a bottom-up přístupu bylo dosaženo téměř jednoamino kyselinového rozlišení na N-terminu a částečného rozlišení na C-terminu.
Metoda umožňuje:
Optimalizované podmínky top-down HDX-ETD na Orbitrap Ascend minimalizují deuterium scrambling a umožňují detailní mapování konformačních změn na úrovni jednotlivých zbytků. Konzistentní výsledky pro apo- a holo- kalmodulin potvrzují spolehlivost a použitelnost metody v rozličných aplikacích.
LC/HRMS, LC/MS/MS, LC/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníProteomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Důkladné určení konformace bílkovin s rozlišením na úrovni jednotlivých aminokyselin je zásadní pro pochopení mechanizmů proteinových interakcí, stability a funkčních změn po navázání ligandů.
Cíle a přehled studie
Cílem práce bylo optimalizovat podmínky pro top-down HDX-MS s disociací ETD tak, aby se minimalizovalo přeskupování vodíkových (deuteriových) izotopů („scrambling“) a dosáhlo se téměř jednoamino kyselinového rozlišení. Jako systém byla zvolena kalmodulinová proteiny ve formách apo a holo.
Použitá metodika a instrumentace
Pro kalibraci nízkého scramblingu byl využit syntetický peptid P1 (HHHHHHIIKIIK) plně deuteriovaný v D2O.
- Tribridní hmotnostní spektrometr Thermo Scientific Orbitrap Ascend Structural Biology Edition
- C18 trap kolona a Hypersil GOLD C18 analytická kolona
- Automatizovaný HDX workflow station pro online míchání a quencher
- ETD optimalizováno nastavením teplot, přenosových napětí a zdrojových parametrů (viz Doporučená nastavení)
Hlavní výsledky a diskuse
1. Scrambling: Měření deuterium obsahu fragmentů c2–c6 potvrdilo velmi nízkou míru scramblingu, srovnatelnou s literaturou.
2. Pokrytí sekvence: Bottom-up ETD MS2 dosáhla téměř 100% pokrytí apo- a holo- kalmodulinu, zatímco top-down ETD poskytla 88% pokrytí.
3. Deuterium uptake: Apo- forma kalmodulinu vykazovala výrazně větší inkorporaci deuteria než holo- forma, zejména v C-terminální oblasti.
4. Rozlišení: Kombinací top-down a bottom-up přístupu bylo dosaženo téměř jednoamino kyselinového rozlišení na N-terminu a částečného rozlišení na C-terminu.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje:
- Přesnou lokalizaci conformačních změn proteinu při vazbě ligandů či iontů
- Rychlý screening variant proteinů (např. s či bez His-tagu)
- Podporu QA/QC procesů v biotechnologických a farmaceutických laboratořích
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření metodiky na větší proteiny a proteinové komplexy
- Integrace s dalšími neergodickými disociačními technikami (ETD/ECD) pro vyšší rozlišení
- Plná automatizace HDX workflow pro vysokopropustné aplikace
- Vývoj nástrojů pro rychlou vizualizaci a kvantifikaci deuterium uptake
Závěr
Optimalizované podmínky top-down HDX-ETD na Orbitrap Ascend minimalizují deuterium scrambling a umožňují detailní mapování konformačních změn na úrovni jednotlivých zbytků. Konzistentní výsledky pro apo- a holo- kalmodulin potvrzují spolehlivost a použitelnost metody v rozličných aplikacích.
Reference
- Kasper D. Rand and Thomas J. D. Jørgensen, Analytical Chemistry 2007, 79(22), 8686–8693.
- Kasper D. Rand, Martin Zehl, Ole N. Jensen and Thomas J. D. Jørgensen, Analytical Chemistry 2010, 82(23), 9755–9762.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Probe the protein conformation using top-down hydrogen exchange mass spectrometry at higher resolution with electron transfer dissociation
2024|Thermo Fisher Scientific|Postery
Poster # P-I-0178 Probe the protein conformation using top-down hydrogen exchange mass spectrometry at higher resolution with electron transfer dissociation Yuqi Shi1, Graeme McAlister1, Rosa Viner1, 1Thermo Fisher Scientific, San Jose, CA Abstract Results Purpose: Study protein, protein/complex conformations by…
Klíčová slova
etd, etddeuterium, deuteriumscrambling, scramblinghdx, hdxincorporation, incorporationtop, topdown, downascend, ascendamino, aminobottom, bottomwere, werebiology, biologyedition, editioncalmodulin, calmodulinlevel
Hydrogen deuterium exchange mass spectrometry for the masses
2020|Thermo Fisher Scientific|Technické články
WHITE PAPER 65872 Hydrogen deuterium exchange mass spectrometry for the masses Executive summary Determining the shape and dynamics of proteins and protein complexes is crucial to understanding protein function and the roles proteins play in biological systems. Traditional techniques employed…
Klíčová slova
hdx, hdxdeuterium, deuteriumprotein, proteinumb, umbexchange, exchangeproteins, proteinsconformational, conformationalhydrogen, hydrogenstructures, structuresholo, holoppeptide, ppeptidettid, ttidcan, canuptake, uptakeumber
PROBING SITE-SPECIFIC INTERACTIONS BETWEEN EPIDERMAL GROWTH FACTOR RECEPTOR AND AN ADNECTIN USING HDX-ETD MS APPROACH
2015|Waters|Postery
PROBING SITE-SPECIFIC INTERACTIONS BETWEEN EPIDERMAL GROWTH FACTOR RECEPTOR AND AN ADNECTIN USING HDX-ETD MS APPROACH Jing Fang1 , Asish Chakraborty1, Ying Qing Yu1, Hui Wei2, Jingjie Mo2, Daniel Cohen3, Dianlin Xie3, Zheng Lin3, Paul E. Morin3, Michael L. Doyle3, Adrienne…
Klíčová slova
hdx, hdxetd, etdegfr, egfradnectin, adnectinbinding, bindingepidermal, epidermalsite, sitebound, boundunbound, unboundreceptor, receptordeuterium, deuteriumspecific, specificpeptide, peptidetargeted, targeteddissociation
Conformational Characterization of Calmodulin by Hydrogen Deuterium Exchange Mass Spectrometry
2011|Waters|Aplikace
Conformational Characterization of Calmodulin by Hydrogen Deuterium Exchange Mass Spectrometry Joomi Ahn, Martha Stapels, Michael Eggertson, Keith Fadgen, and Ying Qing Yu Waters Corporation, Milford, MA, U.S. A P P L I C AT I O N B E N…
Klíčová slova
deuterium, deuteriumcalmodulin, calmodulinhdx, hdxconformational, conformationalapo, apoholo, holoexchange, exchangehydrogen, hydrogenprotein, proteinuptake, uptakenanoacquity, nanoacquitypepsin, pepsinpep, pepcharacterization, characterizationspectrometry