Electron Capture Dissociation in Combination With High Performance Cyclic Ion Mobility Separation for Detailed Protein Studies
Aplikace | 2024 | WatersInstrumentace
Electron capture dissociation (ECD) v kombinaci s vysokým rozlišením iontové mobility představuje vysoce výkonnou platformu pro detailní analýzu proteinů a peptidů. Tato metoda umožňuje zachování labilech posttranslačních modifikací (PTM), rozlišení izomerů a zvýšení pokrytí sekvence zejména u velkých peptidů a top-down přístupů.
Studie si klade za cíl demonstrovat:
Analýza zahrnovala dva přístupy:
Separační experiment na izomerických fosfopeptidech RSpYpSRSR a RYpSpSRSR odhalil dva odlišné příchozí časy (208 ms vs 210 ms) při R≈325. Post-mobility ECD poskytlo ne-chimérická spektra s plným pokrytím a jednoznačnou lokalizací fosfosite.
Top-down analýza ubiquitinu ukázala, že pre-mobility ECD v kombinaci s IMS zdvojnásobilo počet detekovaných fragmentních iontů (z 110 na 253) a zvýšilo sekvenční pokrytí z 89 % na 97 %, čímž posílilo redundanci a důvěryhodnost identifikace.
Metoda umožňuje:
Očekává se širší nasazení ECD+IMS v rutinní kvalitativní i kvantitativní analýze bioterapeutik, glykoproteomice a studiu složitých proteomických vzorků. Další rozvoj modulárních IMS platforem a zvyšování rozlišení povede k hlubšímu porozumění funkčních forem proteinu a kompletní charakterizaci druhově variabilních modifikací.
Kombinace ECD a cyklické iontové mobility na SELECT SERIES Cyclic IMS Mass Spectrometer nabízí jedinečnou flexibilitu pre- a post-IMS fragmentace, vysokou mobilitní a hmotovou separaci a významně zvyšuje informační obsah proteomických experimentů. Metoda nachází uplatnění jak ve fundamentálním výzkumu, tak v biopharma průmyslu.
Iontová mobilita, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/TOF
ZaměřeníProteomika
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Electron capture dissociation (ECD) v kombinaci s vysokým rozlišením iontové mobility představuje vysoce výkonnou platformu pro detailní analýzu proteinů a peptidů. Tato metoda umožňuje zachování labilech posttranslačních modifikací (PTM), rozlišení izomerů a zvýšení pokrytí sekvence zejména u velkých peptidů a top-down přístupů.
Cíle a přehled studie
Studie si klade za cíl demonstrovat:
- separaci izomerických fosfopeptidů při rozlišení mobilitního poměru >320 CCS/ΔCCS,
- ECD sekvenování těchto izomerů po mobilitním dělení,
- zvýšení pokrytí a počtu fragmentních iontů v top-down analýze proteinu ubiquitinu pomocí pre-IMS ECD.
Použitá metodika
Analýza zahrnovala dva přístupy:
- Post-mobility ECD: směs izomerických fosfopeptidů byla separována v cyklickém IMS na 25 průchodech (R≈325) a fragmentována po výstupu z IMS, čímž vznikly ne-chimérické spektra s plným pokrytím sekvence.
- Pre-mobility ECD: ionty ubiquitinu 10+ byly nejprve fragmentovány v ECD před IMS a následně rozděleny podle náboje a tvaru, což výrazně snížilo spektrální kongesci a umožnilo vyšší detekci fragmentů.
Použitá instrumentace
- SELECT SERIES™ Cyclic™ IMS Mass Spectrometer (Waters Corporation)
- Quadrupolový čas-of-flight analyzátor s vysokým rozlišením hmoty a mobility
- Volitelná ECD buňka umístěná před nebo za IMS
Hlavní výsledky a diskuse
Separační experiment na izomerických fosfopeptidech RSpYpSRSR a RYpSpSRSR odhalil dva odlišné příchozí časy (208 ms vs 210 ms) při R≈325. Post-mobility ECD poskytlo ne-chimérická spektra s plným pokrytím a jednoznačnou lokalizací fosfosite.
Top-down analýza ubiquitinu ukázala, že pre-mobility ECD v kombinaci s IMS zdvojnásobilo počet detekovaných fragmentních iontů (z 110 na 253) a zvýšilo sekvenční pokrytí z 89 % na 97 %, čímž posílilo redundanci a důvěryhodnost identifikace.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje:
- zachování a lokalizaci PTM (fosforylace, glykosylace) ve fragmentech,
- jednoznačné rozlišení strukturních izomerů,
- výrazné zvýšení pokrytí a počtu fragmentů v top-down proteomice,
- lepší důvěryhodnost dat pro výzkum proteinů a charakterizaci bioterapeutik.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se širší nasazení ECD+IMS v rutinní kvalitativní i kvantitativní analýze bioterapeutik, glykoproteomice a studiu složitých proteomických vzorků. Další rozvoj modulárních IMS platforem a zvyšování rozlišení povede k hlubšímu porozumění funkčních forem proteinu a kompletní charakterizaci druhově variabilních modifikací.
Závěr
Kombinace ECD a cyklické iontové mobility na SELECT SERIES Cyclic IMS Mass Spectrometer nabízí jedinečnou flexibilitu pre- a post-IMS fragmentace, vysokou mobilitní a hmotovou separaci a významně zvyšuje informační obsah proteomických experimentů. Metoda nachází uplatnění jak ve fundamentálním výzkumu, tak v biopharma průmyslu.
Reference
- Zubarev RA, Kelleher NL, McLafferty FW. Electron Capture Dissociation of Multiply Charged Protein Cations. J Am Chem Soc. 1998;120(13):3265–6.
- Bakhtiar R, Guan Z. Electron Capture Dissociation Mass Spectrometry in Characterization of Peptides and Proteins. Biotechnol Lett. 2006;28(14):1047–59.
- Shaw JB et al. Enhanced Top-Down Protein Characterization with Electron Capture Dissociation and Cyclic Ion Mobility Spectrometry. Anal Chem. 2022;94(9):3888–96.
- Ippoliti S et al. Confident O-glycosylation Site Identification for ENBREL Using ECD on SELECT SERIES Cyclic IMS. Waters App Brief. 2021.
- Fellers RT et al. ProSight Lite: Graphical Software to Analyze Top-Down Mass Spectrometry Data. Proteomics. 2014;(15):1235–8.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
EXPANDING NATIVE MASS SPECTROMETRY CAPABILITIES FOR SOLUBLE AND MEMBRANE PROTEINS USING A QUADRUPOLE-ION MOBILITY-TIME-OF-FLIGHT MASS SPECTROMETRY SYSTEM
2024|Waters|Postery
EXPANDING NATIVE MASS SPECTROMETRY CAPABILITIES FOR SOLUBLE AND MEMBRANE PROTEINS USING A QUADRUPOLE-ION MOBILITY-TIME-OF-FLIGHT MASS SPECTROMETRY SYSTEM Brad Williams1, Dale A. Cooper-Shepherd2, Mario Hensen3, Kleitos Sokratos3, Jonathan T.S. Hopper3, and James I. Langridge2 1. Waters Corporation, 34 Maple Drive, Milford,…
Klíčová slova
sid, sidims, imscyclic, cyclicmicelle, micellenative, nativemobility, mobilitymembrane, membraneactivation, activationselect, selectbrowsed, browsedseries, seriesdetergent, detergentautomated, automatedprotein, proteinenables
Increasing sensitivity in peptide-level studies; Cyclic ECD product ions
2026|Waters|Postery
Increasing sensitivity in peptide-level studies; Cyclic ECD product ions Dale A. Cooper-Shepherd1, Isabella A. Jones1, Emma Marsden-Edwards1, Ramin Rabbani2 1Waters Corporation, Wilmslow, Cheshire, UK; 2Waters Corporation, Milford, MA, USA IMS-enabled Wideband Enhancement of CID and INTRODUCTION OPTIMIZATION OF CYCLIC IMS…
Klíčová slova
wbe, wbewideband, widebandenhancement, enhancementpeptide, peptidecyclic, cyclicecd, ecdmobility, mobilityedc, edcpusher, pusherion, ionions, ionscid, cidpeptides, peptidessensitivity, sensitivityproduct
BOOSTING SENSITIVITY IN TOP-DOWN PROTEIN STUDIES USING CYCLIC IMS-ENABLED WIDEBAND ENHANCEMENT
2026|Waters|Postery
BOOSTING SENSITIVITY IN TOP-DOWN PROTEIN STUDIES USING CYCLIC IMS-ENABLED WIDEBAND ENHANCEMENT Catherine Tremblay1, Dale A. Cooper-Shepherd2, Isabella A. Jones2, Emma Marsden-Edwards2 1Waters Corporation, Milford, MA, USA; 2Waters Corporation, Wilmslow, Cheshire, UK • Top-down protein analysis relies on tandem MS (MSMS)…
Klíčová slova
wbe, wbewideband, widebandims, imsubiquitin, ubiquitinenhancement, enhancementanhydrase, anhydrasecarbonic, carbonicfragmentation, fragmentationprotein, proteinsensitivity, sensitivitytop, toppackets, packetsdown, downion, ionmsms
Subunit Level Top-down ECD Characterization of Biotherapeutic Proteins: Improving Mass Spectral Clarity with Fragment Ion Level Ion Mobility
2021|Waters|Postery
Subunit Level Top-down ECD Characterization of Biotherapeutic Proteins: Improving Mass Spectral Clarity with Fragment Ion Level Ion Mobility Henry Shion1, Brad J. Williams1, Dale Cooper-Shepherd2, and Ying Qing Yu1 1 Waters Corporation, Milford, MA, USA; 2 Waters Corporation, Wilmslow, Manchester,…
Klíčová slova
ecd, ecdcoverage, coverageims, imssequence, sequenceion, ionsubunits, subunitsdiscussions, discussionsfragment, fragmenttop, topdown, downcyclic, cyclicdemonstrates, demonstratesbioresolvetm, bioresolvetmcid, cidmobility