IMSC: Differentiation of isobaric residues in SPITC-derivatized tryptic peptides using MS/MS technique in a novel Curved Field Reflectron.

Význam tématu

Derivace peptidů pomocí 4-sulfopolystyrenoylisothiocyanátu (SPITC) a následná analýza pomocí MS/MS s Curved Field Reflectron (CFR) umožňuje de novo sekvenování s fixovaným záporným nábojem na N-konci. Klíčovým problémem je rozlišení izobarických aminokyselin (Ile/Leu, α/β-Asp), což je zásadní pro přesnou identifikaci proteinových sekvencí v proteomice a farmaceutickém výzkumu.

Cíle a přehled studie

Studie se zaměřila na:

• Ověření schopnosti nového MS/MS uspořádání s CFR a ASDF buňkou rozlišit Ile/Leu izomery ve SPITC-derivovaných tryptických peptidech.
• Rozlišení α- a β-Asp izomerů pomocí post-source decay (PSD) spekter.
• Porovnání výkonu nového prototypu s komerčním přístrojem AXIMA-Performance.

Použitá metodika a instrumentace

Prototyp MALDI-TOF/MS vybavený ASDF buňkou mezi kolizní CID sekcí a CFR byl použit v pozitivním iontovém režimu. Kolize probíhala s heliem při 20 keV pro HE-CID a PSD byla vyvolána impulzním urychlením. Peptidové vzorky obsahovaly tryptické digesty BSA a syntetické peptidy s α/β-Asp z lidské α-krystaliny modifikované guanidinizací a sulfonací.

Hlavní výsledky a diskuse

• HE-CID spektra prototypu vykazovala specifické fragmenty w(n) – odpokračující ionty, které jednoznačně rozlišily Ile a Leu na základě charakteristických hmotnostních posunů (-45 pro w3 a -59 pro w4).
• PSD analýza prokázala odlišné poměry y-iontů (y7 vs. y7-46) umožňující detekci α- a β-Asp izomerů.
• Porovnání s AXIMA-Performance potvrdilo vyšší rozlišení a reprodukovatelnost prototypu.
• Vysoké rozlišení MS/MS dovolilo identifikovat neplánovanou deamidaci Asn během SPITC derivatizace.

Přínosy a praktické využití metody

Metodika nabízí:

• Přesné rozlišení izobarických aminokyselin, klíčové pro proteomické studií a kvalitu biologických léčiv.
• Možnost rychlého přepnutí mezi HE-CID a PSD pro komplexní de novo sekvenování.
• Vysokou opakovatelnost a citlivost analýzy peptidů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se integrace CFR s hyphenovanými technikami (LC-MALDI-MS/MS), optimalizace iontových optik pro vyšší hmotnostní rozsah a rozlišení a aplikace na rozsáhlé proteomické mapy. Dále lze rozvíjet softwarové nástroje pro automatizované rozpoznávání izomerů ve velkých datech.

Závěr

Nové MS/MS uspořádání s CFR a ASDF významně zlepšuje schopnost rozlišovat izobarické residua v SPITC-derivovaných peptidech. Kombinace HE-CID a PSD nabízí komplexní a spolehlivou platformu pro de novo sekvenování a identifikaci modifikací.

Reference

• Cordero MM et al. Rapid Commun Mass Spectrom. 1995;9:1356–61.
• Cornish TJ et al. Rapid Commun Mass Spectrom. 1993;7:1037–40.
• Chen P et al. Rapid Commun Mass Spectrom. 2004;18:191–198.
• Yamazaki Y et al. Anal Chem. 2010;82(15):6384–6394.