Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Chemistry
Click here for the English version

Chemistry

Studi termochimici di complessi ternari Ni(II) e Zn(II) mediante mobilità ionica-spettrometria di massa

Published: June 8, 2022 doi: 10.3791/63722
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 2, 1
1Department of Chemistry, Texas A&M University-Commerce, 2Laboratoire de Chimie Théorique, Sorbonne Université

Summary

Questo articolo descrive un protocollo sperimentale che utilizza la spettrometria di massa a mobilità ionica elettrospray, calcoli quantistici semi-empirici e dissociazione indotta da collisione di soglia risolta dall'energia per misurare la termochimica relativa della dissociazione dei complessi metallici ternari correlati.

Abstract

Questo articolo descrive un protocollo sperimentale che utilizza la spettrometria di mobilità-massa elettrospray-ioni (ES-IM-MS) e la dissociazione indotta da collisione di soglia risolta in energia (TCID) per misurare la termochimica della dissociazione di complessi ternari [amb+M(II)+NTA]- caricati negativamente in due canali di prodotto: [amb+M(II)] + NTA o [NTA+M(II)]-  + amb, dove M = Zn o Ni e NTA è acido nitrilotriacetico. I complessi contengono uno degli eptapeptidi alternativi di legame dei metalli (amb) con le strutture primarie acetil-His 1-Cys 2-Gly 3-Pro 4-Tyr 5-His 6-Cys 7 o acetil-Asp 1-Cys 2-Gly 3-Pro 4-Tyr 5-His 6-Cys 7, dove gli amminoacidi 'Aa1,2,6,7 Le posizioni sono i potenziali siti di legatura dei metalli. Gli stati stazionari ottimizzati per la geometria dei complessi ternari e dei loro prodotti sono stati selezionati dai calcoli di chimica quantistica (attualmente l'hamiltoniana semi-empirica PM6) confrontando le loro energie elettroniche e le loro sezioni trasversali di collisione (CCS) con quelle misurate da ES-IM-MS. Dai calcoli di frequenza PM6, i parametri molecolari del complesso ternario e dei suoi prodotti modellano le intensità dipendenti dall'energia dei due canali del prodotto utilizzando un metodo TCID competitivo per determinare le energie di soglia delle reazioni che si riferiscono alle entalpie 0 K di dissociazione (ΔH0). Le correzioni termiche ed entropiche della meccanica statistica che utilizzano le frequenze rotazionali e vibrazionali PM6 forniscono le entalpie di dissociazione da 298 K (ΔH298). Questi metodi descrivono una routine EI-IM-MS in grado di determinare la termochimica e le costanti di equilibrio per una gamma di complessi ternari di ioni metallici.

Introduction

Questo studio descrive una nuova tecnica che utilizza uno spettrometro di mobilità ionica-massa disponibile in commercio che consente la determinazione della termochimica relativa per la dissociazione di un complesso metallico ternario alternativo legante il metallo (amb) [amb + M (II) + NTA], dove M = Zn o Ni e NTA = acido nitrilotriacetico (Figura 1). Queste reazioni modellano la dissociazione della proteina ricombinante amb-tagged attaccata al metallo immobilizzato NTA durante la cromatografia di affinità metallica immobilizzata (IMAC)1,2. Ad esempio, questo metodo è descritto utilizzando i tag eptapeptide amb di amb A e H (Figura 2) (scelti dagli studi precedenti 3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 ) che presentano proprietà leganti lo Zn(II) e il Ni(II) e, pertanto, hanno potenziali applicazioni come etichette di purificazione. Tuttavia, il processo descritto può essere utilizzato per valutare le energie termochimiche in qualsiasi sistema organometallico. Questi peptidi amb hanno siti di legame dei metalli nelle posizioni Aa 1-Aa2 e Aa6-Aa 7 che competono con i siti carbossilato e amminico della NTA. I tre amminoacidi amb centrali forniscono un distanziatore (Gly3), la cerniera per i due bracci (Pro4) e un'interazione cationica π-metallo a lunga distanza (Tyr5).

Lo stato di carica 1− complessivo dei complessi [amb+M(II)+NTA]- è determinato dallo stato di protonazione dei loro potenziali siti di legame. Poiché esiste Ni(II) o Zn(II) con lo stato di ossidazione 2+, deve esserci una rete di tre siti deprotonati caricati negativamente. La modellazione molecolare dei complessi [amb+M(II)+NTA]- prevede che questi siano due protoni dell'NTA e un protone dell'amb (cioè [amb-H+M(II)+NTA-2H]-). I canali del prodotto contengono una specie ionica e una specie neutra (cioè [NTA-3H+M(II)]- + amb o [amb-3H+M(II)]- + NTA). Nel manoscritto, "-3H" è escluso nei nomi dei complessi, ma il lettore dovrebbe sapere che il -3H è implicito. Lo strumento misura le intensità relative delle due specie ioniche di massa-carica (m/z). Una delle principali caratteristiche delle analisi ES-IM-MS è che consente l'esame della reattività di una specifica specie m/z, come utilizzato qui e nei precedenti studi amb 3,4,5,6,7,8,9,10,11,12.

L'acquisizione di dati termochimici per grandi complessi utilizzando la dissociazione indotta da collisione è un argomento di notevole interesse13,14. Le metodologie, incluso il metodo cinetico, non sono favorevoli all'adattamento dei dati su un intervallo di energie, né tengono conto degli ambienti multi-collisione15,16,17,18. Qui, il metodo CID di soglia (TCID), sviluppato utilizzando la spettrometria di massa tandem a fascio ionico guidato da Armentrout, Ervin e Rodgers viene applicato19 a una nuova piattaforma di strumenti ES-IM-MS che utilizza guide ioniche a onda viaggiante. Il metodo TCID consente l'analisi termochimica relativa della dissociazione dei complessi ternari nei loro due canali di prodotto e include una legge di soglia che descrive il trasferimento di energia di collisione tra l'energia traslazionale del reagente (complesso ternario in questa ricerca) e un gas bersaglio inerte (argon in questo caso). Il metodo include l'integrazione sulla distribuzione interna dell'energia del reagente20, le distribuzioni di energia traslazionale tra il reagente e il gas target 21 e le distribuzioni del momento angolare totale22,23. Sono incluse una probabilità di dissociazione e una correzione statistica Rice-Ramsperger-Kassel-Marcus (RRKM) degli spostamenti cinetici risultanti dalla finestra temporale limitata per l'osservazione dei prodotti24. Per due canali di prodotto indipendenti, il metodo TCID competitivo consente l'adattamento simultaneo dei due canali di prodotto concorrenti. La dissociazione del complesso avviene attraverso uno stato di transizione orbitante, che ha le proprietà dei prodotti ma è tenuto insieme da un dipolo25 bloccato. Il metodo TCID è incorporato nel programma CRUNCH26, e il funzionamento dell'interfaccia utente è descritto qui per valutare la termochimica dei due canali di dissociazione dei complessi ternari [amb+M(II)+NTA]-. Il programma CRUNCH è disponibile su richiesta presso gli sviluppatori26.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

NOTA: nella Figura 1 viene illustrata una panoramica del protocollo.

1. Preparazione dei reagenti

  1. Acquistare peptidi amb liofilizzati (purezza >98%) e conservarli in un congelatore a -80 °C.
  2. Acquistare nitrato di zinco (II) esaidrato di purezza >99% e nitrato di nichel (II) esaidrato.
    ATTENZIONE: Il nitrato di nichel(II) esaidrato presenta un rischio per l'ambiente e la salute.
  3. Acquista l'acido nitrilotriacetico, i polimeri poli-DL-alanina, l'acetato di ammonio ultrapuro / in tracce, l'idrossido di ammonio, l'acido acetico glaciale e l'acetonitrile di grado HPLC.

2. Preparazione delle soluzioni madre

  1. Peptide amb soluzione madre
    1. Preparare una soluzione acquosa di concentrazione di 12,5 mM amb pesando 10-20 mg del peptide liofilizzato utilizzando non meno di tre cifre significative e ponendolo in una provetta da microcentrifuga in polipropilene da 1,7 ml.
    2. Aggiungere il volume appropriato di acqua deionizzata (>17,8 MΩ cm) alla provetta della microcentrifuga. Chiudere il coperchio e mescolare bene con almeno 20 inversioni.
    3. Creare aliquote da 50 μL dalla soluzione amb da 12,5 mM e inserirle in provette da microcentrifuga marcate da 1,7 ml. Conservare le aliquote a -80 °C.
  2. Soluzioni stock di ioni metallici
    1. Preparare le soluzioni acquose di Zn(II) e Ni(II) con concentrazione di 12,5 mM pesando 10-30 mg di nitrato metallico esaidrato utilizzando non meno di tre cifre significative e ponendolo in una provetta da microcentrifuga in polipropilene da 1,7 ml.
    2. Aggiungere la quantità appropriata di acqua DI al tubo della microcentrifuga. Chiudere il coperchio e mescolare bene con almeno 20 inversioni. Conservare 50 μL di soluzioni madre aliquote a -80 °C.
  3. Soluzioni stock ioniche NTA
    1. Preparare una soluzione acquosa di NTA pesando 10-30 mg di NTA utilizzando non meno di tre cifre significative e mettendola in una provetta da microcentrifuga da 1,7 ml.
    2. Aggiungere la quantità appropriata di acqua DI all'NTA nel tubo della microcentrifuga per ottenere una concentrazione finale di 12,5 mM. Chiudere il coperchio e mescolare bene con almeno 20 inversioni. Conservare 50 μL di soluzioni madre aliquote a -80 °C.
  4. Soluzioni madre di acetato di ammonio: pesare 30,8 mg di acetato di ammonio e aggiungere a 40 ml di acqua DI per ottenere una soluzione da 10 mM. Regolare il pH della soluzione di acetato di ammonio a pH 7,7 con 1 mM di idrossido di ammonio.
  5. Soluzione madre di poli-DL-alanina: preparare una soluzione madre di poli-DL-alanina (PA) da 1 mL, 1.000 ppm, sciogliendo 1,0 mg di PA in acqua DI. Mescolare in modo completo. Creare aliquote da 50 μL e inserirle in provette per microcentrifuga etichettate individualmente. Conservare la soluzione da 1.000 ppm a -80 °C.

3. Analisi elettrospray-ion mobility-mass spectrometry (ES-IM-MS) di dissociazione indotta da collisione (CID)

  1. Preparare lo strumento pulendo il tubo di ingresso ES e il capillare metallico iniettando 500 μL di acido acetico glaciale 0,1 M, seguiti da 500 μL di idrossido di ammonio 0,1 M e infine 500 μL di soluzione di acetato di ammonio pH 7,7.
  2. Liquefare la soluzione madre amb da 12,5 mM portandola a temperatura ambiente. Creare una concentrazione finale di 0,125 mM amb effettuando due diluizioni successive con acqua DI. Mescolare abbondantemente dopo ogni diluizione.
  3. Liquefare la soluzione madre di ioni metallici da 12,5 mM portandola a temperatura ambiente. Creare una concentrazione finale di 0,125 mM di ioni metallici effettuando due diluizioni successive con acqua DI. Mescolare abbondantemente dopo ogni diluizione.
  4. Liquefare la soluzione madre NTA da 12,5 mM. Creare una concentrazione finale di 0,125 mM NTA effettuando due diluizioni successive con acqua DI. Mescolare abbondantemente dopo ogni diluizione.
  5. Per ottenere un campione di 2 ml del complesso ternario, aggiungere 800 μL di soluzione NTA 0,125 mM e 400 μL di soluzione di ioni metallici 0,125 in una provetta da microcentrifuga da 2 ml e mescolare accuratamente con almeno 20 inversioni. Aggiungere 400 μL di soluzione di acetato di ammonio (pH 7,7) e 400 μL di soluzione amb 0,125 mM, mescolare accuratamente con almeno 20 inversioni e lasciare equilibrare il campione per 10 minuti a temperatura ambiente.
  6. Caricare il campione da 2 mL in una siringa a naso smussato da 2,5 mL e iniettare il campione nell'ES dello strumento utilizzando la pompa a siringa dello strumento con un flusso di 10 μL/min.
  7. Posizionare lo strumento in modalità IM-MS negativa. Utilizzare le condizioni operative tipiche dello strumento27 per questi esperimenti come segue.
    1. Iniettare il campione ad una portata di 10 μL/min nel capillare ES mantenuto a -2 kV con una portata di desolvatazione di azoto di 500 L/h. Impostare le temperature della sorgente ES e della desolvatazione rispettivamente su 130 °C e 263 °C. Impostare i coni di campionamento ed estrazione rispettivamente su 25 V e 3 V.
    2. Per gli esperimenti CID, utilizzare l'analizzatore di massa quadrupolo per selezionare il pattern isotopico del complesso ternario [amb+M(II)+NTA]- usando il m/z del picco monoisotopico con impostazioni di risoluzione di massa bassa = 4,5 e massa elevata = 16,5.
      NOTA: Gli ioni [amb+M(II)+NTA]- vengono fatti passare sulle guide ioniche sequenziali a tre onde viaggianti (T-wave ).
    3. Assicurarsi che l'onda T trappola abbia un flusso di gas argon di 3 ml/min e una pressione di 2,83 x 10-2 mbar. Impostare l'energia di collisione (CE) sulla trappola a 5 V per evitare qualsiasi dissociazione del complesso ternario. Lasciare che la trappola raccolga gli ioni del complesso ternario prima di rilasciarli (tempo di rilascio di 200 μs) nella guida ionica dell'onda T di mobilità ionica (IM) usando una polarizzazione DC trappola di 14 V, che mantiene al minimo la dissociazione del complesso all'ingresso IM.
    4. Assicurarsi che la guida ionica IM abbia una pressione di 0,507 mbar utilizzando una portata di 20 mL/min di gas tampone ultrapuro N2 . Rampare le onde T nel GI con altezze da 7 V a 30 V e con velocità da 290 m/s a 801 m/s per ogni sweep iniziale e finale della guida ionica IM.
    5. Impostare il flusso di argon e la pressione dell'onda T di trasferimento come l'onda T della trappola. L'onda T di trasferimento è stata utilizzata per la dissociazione indotta dalla collisione del complesso ternario [amb+M(II)+NTA]- utilizzando il trasferimento CE.
  8. Selezionare il modello isotopico m/z del complesso [amb+M(II)+NTA]- caricato negativamente usando il quadrupolo di trasmissione in modalità risolutiva.
    1. Identificare il modello isotopico m/z aprendo il programma di spettrometria di massa e selezionando Spettro. Selezionare Strumenti > modello isotopico. Nella finestra pop-up, elenca la formula molecolare del complesso, seleziona la casella Mostra ione carico, inserisci 1 per la carica di uno negativo e fai clic su OK.
    2. Nel modello isotopico visualizzato del complesso, notare il picco di massa più basso. Nel software dello strumento, selezionare Setup > Quad Profile. Nella finestra visualizzata, selezionare Fisso manuale e immettere la massa del picco del pattern isotopico più basso. Fare clic su Aggiorna e quindi su Chiudi.
    3. Selezionare nuovamente Setup , quindi fare clic su Resolving Quad. Raccogli gli spettri ES-IM-MS degli ioni negativi in modo incrementale attraverso una gamma di energie di collisione di trasferimento utilizzando una durata di 5 minuti e un tempo di scansione di 2 s.
      NOTA: Le energie di trasferimento preliminari possono essere testate da 26-60 V a intervalli di 2 V. L'intervallo finale di energie di collisione di trasferimento esaminate dovrebbe dimostrare l'assenza di dissociazione del complesso ternario alla più bassa energia e la completa dissociazione nei prodotti alla massima energia. Per un'analisi statistica di alta qualità, questa analisi ES-IM-MS dovrebbe essere eseguita per ciascun complesso antropologico almeno 3 volte da persone diverse e in giorni diversi per determinare le medie e le deviazioni standard.

4. Analisi della sezione trasversale di collisione (CCS) ES-IM-MS

  1. Pulire il tubo di ingresso ES e il capillare metallico con 500 μL di acido acetico glaciale 0,1 M, seguiti da 500 μL di idrossido di ammonio 0,1 M e infine 500 μL di soluzione di acetato di ammonio pH 7,7.
  2. Liquefare la soluzione madre PA da 1.000 ppm a temperatura ambiente ed eseguire due diluizioni seriali; diluire a 100 ppm PA con acqua DI, quindi diluire in soluzione PA 10 ppm diluendo con un rapporto 1: 1 di acqua DI e acetonitrile di grado HPLC.
  3. Raccogliere gli spettri IM-MS dello ione negativo del campione PA da 10 ppm per 10 minuti utilizzando condizioni operative strumentali.
    NOTA: La portata di iniezione e le condizioni della sorgente ES erano le stesse degli esperimenti CID (fase 3.). Per le misurazioni del CCS, l'analizzatore di massa a quadrupolo era in modalità non risolutiva e passava tutti gli ioni sulle tre guide ioniche sequenziali a onda T. Il funzionamento delle guide ioniche ad onda T trappola e ad onda T IM è stato lo stesso degli esperimenti CID. L'energia di collisione della cella a onda T di trasferimento era a 4 V per consentire agli ioni di passare attraverso senza dissociazione.
  4. Preparare ciascuno dei complessi ternari come descritto nei punti 3.2.-3.6.
  5. Raccogliere gli spettri IM-MS di ciascun complesso ternario per 5 minuti.
    NOTA: Utilizzare le stesse condizioni strumentali del punto 4.3.
  6. Raccogliere gli spettri IM-MS degli ioni negativi del campione PA da 10 ppm per 10 minuti.
    NOTA: La media dei tempi di arrivo dei calibranti PA raccolti prima e dopo i complessi amternari viene utilizzata nella determinazione della CCS.

5. Analisi dei dati CID ES-IM-MS

  1. Identificare la specie abbinando i modelli isotopici teorici m/z del complesso ternario e dei suoi prodotti agli spettri sperimentali IM-MS.
    1. Aprire il programma di spettrometria di massa e selezionare Cromatogramma per aprire una nuova finestra.
    2. Nella finestra Cromatogramma , fare clic su File > Apri per trovare e aprire il file di dati IM-MS desiderato.
    3. Fare clic con il pulsante destro del mouse, trascinare sul cromatogramma e rilasciare. Lo spettro MS verrà visualizzato in una finestra separata dello spettro .
    4. Nella nuova finestra che visualizza gli spettri, selezionare Strumenti > Modello isotopico. Apparirà una piccola finestra. Immettere la formula molecolare della specie amb, selezionare la casella Mostra ione carico e immettere lo stato di carica desiderato. Fare clic su OK.
    5. Per distinguere tutte le specie nello spettro IM-MS, ripetere questo processo nella finestra Spettro e registrare il loro intervallo di isotopi m/z .
  2. Per il complesso ternario amb e i suoi prodotti, utilizzare il loro intervallo di isotopi m / z per identificarli ed estrarre le loro distribuzioni del tempo di arrivo (ATD).
    1. Aprire il software di separazione della mobilità ionica e selezionare File > Apri per trovare e aprire il file di dati.
    2. Fare clic con il pulsante sinistro del mouse e trascinare con il mouse per ingrandire l'intervallo isotopico m/z del complesso ternario [amb+M(II)+NTA]-.
    3. Con lo strumento selezione , fate clic con il pulsante sinistro del mouse e trascinate per selezionare l'intervallo di isotopi specifico per [amb+M(II)+NTA]- come indicato al punto 5.1. Fare clic sul pulsante Accetta selezione corrente .
    4. Per eliminare qualsiasi specie m /z casuale o segnale di fondo, utilizzare lo strumento Selezione per scegliere l'ATD associato al complesso ternario. Fare clic sul pulsante Accetta selezione corrente .
    5. Per esportare il file ATD nel software di spettrometria di massa, andare su File > Export, quindi fare clic su Retain Drift Time. Rinominare il file, se lo si desidera, e salvarlo nella cartella appropriata.
  3. Determinare mediante integrazione dell'area sotto la curva ATD estratta l'intensità relativa della specie.
    1. Nella finestra Cromatogramma, aprire il file esportato salvato dal software di separazione della mobilità ionica. Selezionare Elabora, quindi Integra. Utilizzare un'impostazione di ampiezza picco-picco pari a 20 e fare clic su OK.
    2. Registrare l'area integrata come mostrato nella finestra Cromatogramma. Ripetere i passaggi 5.2.2.-5.2.5. per i due prodotti, vale a dire [NTA+M(II)]- e [amb+M(II)]-.
    3. Ripetere i passaggi 5.2.1.-5.3.2. per ogni energia di collisione di trasferimento registrata.
  4. Utilizzare le aree ATD integrate per il complesso ternario [amb+M(II)+NTA]- e due prodotti [NTA+M(II)]- e [amb+M(II)]- in ogni punto di energia di collisione di trasferimento per normalizzare a una scala percentuale relativa.
    1. Crea un foglio di calcolo inserendo le identità del complesso ternario e dei suoi prodotti e il loro ATD integrato ad ogni energia di collisione.
    2. Per ogni energia di collisione, utilizzare la somma degli ATD integrati per [amb+M(II)+NTA]-, [NTA+M(II)]-, e [amb+M(II)]- per normalizzare i loro singoli ATD su una scala percentuale relativa.
    3. Dalle misurazioni TCID replicate, trova la media e le deviazioni standard di ciascun punto dati. Convertire l'energia di collisione di trasferimento lab-frame (E lab) nell'energia di collisione del centro di massa (E cm) utilizzando le masse medie del gas di collisione argon (m Ar) e del complesso ternario (complesso m): E cm = Elab (m Ar)/(m Ar + m complesso).
      NOTA: Ecm rappresenta l'energia massima dalla collisione con il gas argon, che è disponibile per la dissociazione del complesso ternario.
    4. Tracciare la media e la deviazione standard delle singole intensità percentuali di [amb+M(II)+NTA]-, [NTA+M(II)]-, e [amb+M(II)]- in un grafico di intensità relativa (%) rispetto all'energia di collisione del centro di massa (eV) per mostrare come cambiano le intensità relative della specie in funzione dell'energia di collisione.

6. Analisi dei tempi medi di arrivo per la determinazione delle sezioni trasversali di collisione (CCS)

  1. Aprire il software di separazione della mobilità ionica e il file contenente lo spettro IM-MS del campione PA di 10 ppm raccolto con l'energia di collisione di trasferimento impostata a 4 V. Estrarre l'ATD di ciascuna delle singole specie di PA caricate negativamente ed esportare i file nel software di spettrometria di massa utilizzando l'opzione Retain Drift Time (vedere il passaggio 5.2.5.). Ripetere l'operazione per il secondo file di calibranti PA.
  2. Aprire il software di separazione della mobilità ionica. Utilizzare File > Apri per aprire uno dei file contenenti gli spettri IM-MS dei complessi ambternari registrati tra i calibranti PA. Estrarre l'ATD di ciascuno dei complessi ternari ed esportare i loro file nel software di spettrometria di massa utilizzando l'opzione Retain Drift Time (vedere il passo 5.2.5.).
  3. Utilizzare un metodo di calibrazione della sezione trasversale28 per calcolare il CCS del complesso ternario e dei suoi prodotti.
    1. In un foglio di calcolo, calcolare il CCS corretto (Ω c) per ciascuna delle singole specie di PA caricate negativamente dal loro CCS (Ω)29,30 misurato in gas tampone elio31 utilizzando l'equazione 1, dove z = carica del complesso ternario, ec = 1,602 x 10−19 C; m N2 = massa di azoto (u) e ione m = massa del complesso ternario28.
       Equation 1(1)
    2. Trovare i tempi di deriva (tD) dei calibranti PA e dei complessi ternari ottenendo prima i tempi medi di arrivo (tA) dai massimi delle corrispondenti curve ATD e quindi applicando l'equazione 2, dove c = coefficiente di ritardo del rivelatore (1,41 ms; controllare lo strumento in quanto può variare tra gli strumenti) e m / z = rapporto massa-carica del calibrante PA o complesso ambternario.
      tD =tA Equation 2 (2)
    3. Creare un grafico tracciando il t D dei calibranti PA rispetto a Ωc. Quindi, usando l'equazione 3, adatta i dati con una regressione dei minimi quadrati per trovare le costanti A 'e B, dove A' corregge il campo elettrico, la temperatura e la pressione nello strumento e B corregge il comportamento non lineare del dispositivo IM a onda T.
      Ωc = A' tDB (3)
    4. Utilizzando le costanti A' e B e il valore tD dei complessi ambternari, calcolare il loro Ωc usando l'equazione 3 e il loro Ω usando l'equazione 1. I valori CCS stimati con questo metodo hanno errori assoluti di circa il 2%29.

7. Metodi computazionali

  1. Utilizzare il metodo semi-empirico PM632 implementato nella modellazione strutturale e nel software computazionale33 per individuare i conformatori ottimizzati per la geometria dei complessi ternari [amb+M(II)+NTA]- e le coppie di prodotti ionici e neutri: [amb+M(II)]- + NTA e [NTA+M(II)]- + amb osservati dagli esperimenti CID. Fare riferimento all'utilizzo del visualizzatore di calcolo nel file supplementare per informazioni specifiche su come sviluppare e inviare calcoli.
    NOTA: Per i sistemi attuali, il metodo PM6 ha riprodotto correttamente i dati sperimentali, ma in generale, qualsiasi metodo di chimica quantistica affidabile e computazionalmente fattibile può essere utilizzato.
  2. Esegui ottimizzazioni geometriche e calcoli di frequenza su più strutture di partenza diverse per esplorare diverse conformazioni, stati di protonazione e potenziali siti di legame. Registrare le energie elettroniche + punto zero di ciascuno dei punti stazionari localizzati per ciascuno dei complessi ternari e dei loro prodotti.
    NOTA: le strutture di partenza per le ottimizzazioni geometriche devono esaminare diverse possibili combinazioni di siti di legame e disposizioni conformazionali. Le strutture di partenza erano basate sui precedenti conformi B3LYP34 [amb+M(II)] 3,4,6. Per [amb+M(II)+NTA]-, NTA è stato posizionato per competere con i siti sostituenti dell'amb in corrispondenza dell'Aa1-Aa 2-Aa 6-Aa 7 e del terminale carbossilato per lo stato di spin singoletto di Zn(II) o lo stato di spin della tripletta di Ni(II).
  3. Utilizzare un programma in grado di eseguire misurazioni accurate della sezione trasversale di collisione misurate in gas tampone di elio (CCSHe) utilizzando le coordinate atomiche di questi calcoli chimici quantistici35.
    NOTA: I programmi sviluppati per il calcolo accurato di CCSHe da strutture peptidiche localizzate mediante calcoli chimici quantistici includono MobCal 36 e HPCCS37,38.
  4. Scegli il conformatore a più bassa energia che esibisce ilCCS He di Lennard-Jones che concorda con ilCCS He misurato IM-MS per selezionare le strutture dei complessi ternari e dei prodotti di dissociazione da includere nel modello CRUNCH qui sotto.

8. Modellazione CRUNCH

  1. Creare un file di testo nel formato descritto nella sezione di discussione ("Formato del file di testo di input CRUNCH").
    NOTA: il file include le seguenti colonne: (−1) energia di collisione del centro di massa (Ecm), (1) media dell'intensità relativa del prodotto [amb+M(II)], (2) deviazione standard dell'intensità [amb+M(II)], (3) media dell'intensità relativa del prodotto [NTA+M(II)] e (4) deviazione standard dell'intensità [NTA+M(II)]-.
  2. Modellare il Ecentimetro-intensità dipendenti dei due canali di reazione [amb+M(II)+NTA]-a [amb+M(II)]- + NTA e [amb+M(II)+NTA]- a [NTA+M(II)]- + amb utilizzando la tecnica TCID nel programma CRUNCH.
    NOTA: Utilizzare le frequenze vibrazionali e rotazionali PM6 per il complesso ternario e i due canali del prodotto ionico e neutro. Utilizzare masse medie del complesso ternario, gas di collisione argon e prodotti ionici e neutri. Utilizzare i valori dei calcoli PM6 o del database NIST per le polarizzabilità (Å3) e momenti di dipolo (Debye) per i prodotti neutri.
    1. Dal menu principale di CRUNCH, apri il file di testo (. GB5) contenente le intensità relative dipendenti da Ecm dei prodotti. Risposta No ai parametri di lettura.
    2. Dal menu principale di CRUNCH, selezionare Modellazione > Imposta tutti i parametri. Dalle opzioni del modello di reazione, scegliere l'opzione CID soglia predefinita seguita da RRKM con integrazione sulla distribuzione di trasferimento di energia del complesso ternario20, immettere 2 per i canali di prodotto indipendenti modellati e selezionare Calcola sezioni trasversali. Immettere No per Due canali di prodotto hanno la stessa massa ionica?
    3. Per Product Channel # 1, immettere la colonna [1] per i dati sperimentali del prodotto [amb+M(II)]-, la colonna [2] per le deviazioni standard del prodotto [amb+M(II)], la colonna [5] per la sezione trasversale del modello non contorta e la colonna [6] per la sezione trasversale del modello contorto. Immettete 0 per i residui di adattamento.
      Nota : questi numeri di colonna corrispondono alle colonne nel file di input nel passaggio 8.1. come descritto nella discussione ("CRUNCH input text file format").
    4. Per Product Channel # 2, immettere la colonna [3] per i dati sperimentali del prodotto [NTA+M(II)], la colonna [4] per le deviazioni standard del prodotto [NTA+M(II)], la colonna [7] per la sezione trasversale del modello non contorta e la colonna [8] per la sezione trasversale del modello contorto. Immettete 0 per i residui di adattamento.
    5. Per il tipo di modello non contorto, scegliere la sezione trasversale 0 K (spostamento cinetico incluso), che include la correzione statistica RRKM degli spostamenti cinetici dovuti alla finestra temporale di 50 μs dalla cella di collisione al rivelatore TOF18.
    6. Per le opzioni di convoluzione, scegliete il doppio integrale di Tiernan, che include la convoluzione sulle distribuzioni di energia traslazionale tra lo ione complesso ternario e il gas di collisione argon21.
    7. Per il metodo di integrazione numerica, scegliere la quadratura gaussiana con sezioni trasversali pre-salvate, seguita dal numero di punti di integrazione = 32, dal numero di deviazioni standard = 3,0 e dal numero di deviazioni standard per il secondo integrale = 3,0.
    8. La massa dello ione complesso ternario (u) viene letta automaticamente da . GB5, seguito dalla massa del gas di collisione (39.948 per l'argon); utilizzare i valori predefiniti di 0,20 eV per il FWHM del fascio ionico e 298,15 K per la temperatura del gas. Il programma legge automaticamente le energie di collisione del centro minimo e massimo del centro di massa da . File di testo GB5; Utilizzare il valore predefinito per l'incremento energetico minimo.
    9. Utilizzare il valore predefinito per il fattore di ridimensionamento Sig0, No per consentire il ridimensionamento dei singoli canali di prodotto e i valori predefiniti per N e M. Per il metodo per il calcolo di g(i), scegliere integrare sulla densità ro-vibrazionale degli stati, che include la distribuzione interna dell'energia20 del complesso ternario [amb+M(II)+NTA]-.
    10. Dalle opzioni per l'inserimento dei parametri molecolari, immettere G per leggere il file di modellazione strutturale33 con le frequenze vibrazionali e rotazionali PM6 del complesso ternario. Risposta Sì alla domanda è uno dei reagenti atomici? Scrivere la posizione e il nome del file di modellazione.
      NOTA: Le altre opzioni per l'immissione delle frequenze vibrazionali e rotazionali includono il file dei parametri di lettura, che leggerà i parametri da un file di testo, o la modifica / immissione delle costanti, che consente l'immissione manuale di ciascun parametro.
    11. Scala le frequenze utilizzando il fattore di scala PM6 raccomandato dal NIST (1,062). Per maggiori dettagli sul ridimensionamento, vedere la discussione ("fattori di scala per le frequenze vibrazionali"). Il numero di atomi nel complesso ternario viene letto dal file. Risposta No a la molecola è lineare? Inserisci la descrizione dei reagenti (ad esempio, H+Zn+NTA- + Ar).
    12. Immettete 1 per la carica sullo ione e 1,664 per la polarizzabilità del gas argon39. La massa dello ione e la massa del bersaglio sono rispettivamente per il complesso ternario e l'argon e vengono lette automaticamente da . File di testo GB5. Immettete 0 per le vibrazioni armoniche.
      NOTA: le seguenti opzioni consentono di scegliere diversi fattori di scala per le frequenze vibrazionali alte o basse. Inserire 1.062 per le alte frequenze e 0.0 per le basse frequenze (vedi discussione: fattori di scala per le frequenze vibrazionali). Vengono mostrate le frequenze scalate. Scegliere 0 per selezionare Nessuna modifica.
    13. Premere Invio per leggere le costanti di rotazione 1D e 2D dal file di modellazione strutturale33 immesso nel passaggio 8.2.10. Selezionare i valori di default 0 per i trattamenti del rotore ostacolato e 1 per la simmetria della molecola.
      NOTA: il programma mostra i dati immessi; premi Invio per Nessuna modifica.
    14. Scegliere il valore predefinito 300 K per la temperatura del reagente. Selezionare Integrazione per il metodo per la riduzione della densità della matrice di stati. Selezionare Sì per troncare la distribuzione dell'energia. Immettere 40000 cm−1 per l'energia massima per la distribuzione, 2,0 cm−1 per la dimensione del contenitore e 32 per il numero di punti nella distribuzione dell'energia.
      NOTA: premere Invio 2x e verificare che la matrice troncata di 32 pt abbia una popolazione >0,9. Se >0,9, immettete No per cambiare i contenitori o il fattore di condensazione. Se <0,9, immettete Sì e modificate l'energia massima per la distribuzione e/o la dimensione del contenitore.
    15. Per i parametri per il modello TCID/RRKM, scegliete Sì per Modifica (Yes for Change), immettete 0 per il tempo fisso e 0,000050 s per il limite superiore della finestra di rilevamento. Per lo strumento utilizzato, questo è il tempo impiegato dagli ioni per viaggiare dalla cella di collisione di trasferimento al rivelatore TOF e viene calcolato utilizzando l'equazione 2.
    16. Per la molecola energizzata, immettere C per copiare i valori dai reagenti già inseriti. Immettere −1 per lo stato di transizione di origine (TS), 0 per il TS di destinazione e P per procedere.
    17. Per il canale di prodotto 1, selezionare 1 per singolo stato di transizione dalle opzioni del canale di dissociazione e 0 per nessuno per la dissociazione sequenziale. Per il tipo di stato di transizione, scegliete 1 per l'orbita.
    18. Selezionare G per leggere i file di programma di modellazione che contengono i parametri di rotazione e vibrazionali PM6 per i prodotti [amb+M(II)]- + NTA. Inserisci No per una delle specie PSL TS è atomica? Immettere la posizione e il nome del file [amb+M(II)]- . Usa 1.062 per le frequenze di scala, premi Invio per il numero di atomi e inserisci No per la molecola è lineare?
    19. Immettere la posizione e il nome del file di modellazione che contiene le frequenze vibrazionali e rotazionali per il prodotto NTA. Usa 1.062 per le frequenze di scala, premi Invio per il numero di atomi e inserisci No per la molecola è lineare? Inserisci la descrizione del TS orbitante, ad esempio H+Zn-... NTA.
    20. Immettete 1 per la carica dello ione [amb+M(II)], e inserite la polarizzabilità (16,12 Å3) e il momento di dipolo (4,6183 Debye) di NTA. Selezionare 0 K per la temperatura di rotazione e il dipolo bloccato per il trattamento dello stato di transizione orbitale. Immettere le masse medie (u) dello ione [amb+M(II)]- e dell'NTA.
    21. Immettete 0 per le vibrazioni armoniche. Immettete 1.062 per le alte frequenze e 0.0 per le basse frequenze. Vedere la sezione di discussione per ulteriori dettagli sulle frequenze di scala; Vengono mostrate le frequenze scalate. Scegliere 0 per selezionare Nessuna modifica. Premere Invio per leggere le costanti di rotazione 1D e 2D dai file di modellazione. Selezionare 0 per i rotori ostacolati, 1 per la simmetria molecolare e 1 per la degenerazione di reazione. Immettere l'opzione Nessuna modifica.
    22. Per il canale prodotto 2, selezionare 1 per il singolo stato di transizione, 0 per nessuno per la dissociazione sequenziale e 1 per l'orbita per il tipo di stato di transizione.
    23. Selezionare G per leggere i file di modellazione che contengono i parametri rotazionali e vibrazionali PM6 per i prodotti [NTA+M(II)]- e amb. Inserisci No per una delle specie PSL TS è atomica? Scrivere la posizione e il nome del file di modellazione [NTA+M(II)].
    24. Usa 1.062 per le frequenze di scala, premi Invio per leggere il numero di atomi e inserisci N per la molecola è lineare? Scrivere la posizione e il nome del file di modellazione amb. Usa 1.062 per le frequenze di scala, premi Invio per il numero di atomi e inserisci N per la molecola è lineare?
    25. Inserire la descrizione del TS orbitante (ad esempio, NTA+Zn-... H). Immettete 1.0 per la carica dello ione [NTA+M(II)], e inserite la polarizzabilità (Å3) e il momento di dipolo (Debye) dell'amb. Selezionate 0,0 K per la temperatura di rotazione e il dipolo bloccato per il trattamento dello stato di transizione orbitale. Immettere le masse medie (u) dei prodotti [NTA+M(II)]- e amb.
      NOTA: il file di output contiene la polarizzabilità e i momenti di dipolo dell'amb. La polarizzabilità è in unità di Bohr 3 e deve essere convertita nelle unità di Å3.
    26. Immettete 0 per le vibrazioni armoniche. Immettete 1.062 per le alte frequenze e 0 per le basse frequenze. Vedere la discussione per ulteriori dettagli sulle frequenze di scala. Vengono mostrate le frequenze scalate. Scegliere 0 per selezionare Nessuna modifica. Premere Invio per leggere le costanti di rotazione 1D e 2D dai file di modellazione. Selezionare 0 per i rotori ostacolati, 1 per la simmetria molecolare e 1 per la degenerazione di reazione. Immettere Nessuna modifica.
    27. Per gestire le rotazioni 2D inattive, selezionate le opzioni di default distribuzione statistica del momento angolare e integrate P(E,J) sulla distribuzione J. Utilizzare il valore predefinito 32 nel numero di punti nell'integrazione.
      NOTA: Queste selezioni scelgono il metodo per l'integrazione sui livelli J del momento angolare totale16,17. L'output risultante consente allo sperimentatore di verificare che tutti gli input siano corretti.
    28. Selezionare le energie di attivazione relative all'opzione della molecola energizzata e immettere l'energia relativa (eV) per il canale di prodotto 1 che è vicina all'energia di soglia osservata nel grafico dell'intensità relativa rispetto all'energia di collisione del centro di massa del prodotto [amb+M(II)]- (Figura 4).
    29. Per il canale di prodotto 2, immettere l'energia relativa (eV) vicina all'energia di soglia osservata nel grafico dell'intensità rispetto all'energia di collisione del centro di massa del prodotto [NTA+M(II)]. Per calcolare il numero di stati per ogni canale di prodotto, utilizzare una dimensione del contenitore pari a 2,0. Premere Invio e quindi No per continuare.
    30. Dal menu Modello, selezionate Ottimizza parametri per adattare i dati e immettete rispettivamente l'energia minima e l'energia massima per iniziare e terminare l'adattamento dei dati.
      NOTA: utilizzare un intervallo di energia ridotto che includa le soglie di entrambi i canali. Per ulteriori dettagli, vedere discussione: gamma di energia per adattare il modello TCID selezionato ai dati sperimentali.
    31. Selezionare -1 per le deviazioni standard sperimentali dei modi di ponderazione. Sulla base dei dati, selezionare una deviazione minima accettabile da 0,01 a 0,001. Selezionare No per il ridimensionamento ottimizzato dei singoli canali e 0 per il numero di iterazioni.
      NOTA: un'alternativa all'utilizzo di deviazioni standard è l'opzione statistica .
    32. Utilizzare il valore di default per il limite di convergenza E0 e selezionare No per mantenere qualsiasi parametro al valore corrente. Immettere 0,5 e 2,0 eV per i limiti inferiore e superiore per evitare errori di ottimizzazione e selezionare la differenza finita centrale per il metodo di valutazione delle derivate. Utilizzate il valore di default per la precisione numerica e selezionate No per modificare le dimensioni dei passi delle derivate.
      Nota : un metodo alternativo consiste nel selezionare Sì per mantenere qualsiasi parametro al valore corrente. Questo metodo è descritto ulteriormente nella discussione: ottimizzazione dei parametri.
    33. Dal menu Ottimizzazione , selezionare Inizia ottimizzazione. Il programma CRUNCH ottimizzerà il modello TCID selezionato in base ai dati sperimentali.
      NOTA: se l'ottimizzazione non trova adattamenti soddisfacenti, dal menu delle modifiche , provare a modificare l'intervallo di energia per coprire solo le prime intensità che salgono dalle soglie. Quando si trova un adattamento ragionevole, aumentare l'intervallo di energia e adattarsi di nuovo. Altre opzioni che possono aiutare a trovare adattamenti ai dati includono la scelta di mantenere qualsiasi parametro al valore corrente nei parametri ottimizzati e la modifica delle opzioni di ponderazione nei pesi. Vedere la discussione per queste opzioni.
    34. Quando viene trovato un modello adatto ai dati, premere Invio finché non viene visualizzato il menu Modello . Se solo una parte dell'intervallo di energia dei dati sperimentali è dotata del modello TCID, selezionare Calcola e convoluta modello per estendere l'adattamento del modello a tutte le energie di collisione sperimentali.
    35. Nel menu Modello , selezionate Delta H e S at T.
      NOTA: Il modello CRUNCH non contorto mette in relazione le energie di soglia 0 K con le entalpie 0 K (ΔH0) di dissociazione del complesso ternario nei due canali di prodotto indipendenti (Tabella 2). Le 298 K entalpie (ΔH 298) e le energie libere di Gibbs (ΔG298) di dissociazione sono anche derivate con correzioni termiche ed entropiche della meccanica statistica utilizzando il reagente e le frequenze rotazionali e vibrazionali PM6.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

La dissociazione indotta da collisione competitiva dei complessi ternari [amb+M(II)+NTA]- di A e H in [amb+M(II)]- + NTA o [NTA+M(II)]- + amb, è mostrata nella Figura 3. L'amb è mostrato come A o H e M = Zn o Ni. Il complesso ternario [A+Zn(II)+NTA] (Figura 3A) mostra soglie apparenti di circa 0,7 eV di energia di collisione (CE) per produrre [A+Zn(II)]- e di circa 0,9 eV per produrre [NTA+Zn(II)]-. La dissociazione del complesso [A+Ni(II)+NTA]- (Figura 3B) mostra soglie simili (~1,1 eV) sia per i prodotti [NTA+Ni(II)]- che [A+Ni(II)], con [NTA+Ni(II)]- che aumenta fino al 90% di intensità relativa, mentre le intensità di [A+Ni(II)]- non superano il 18%. Per il complesso ternario [H+Zn(II)+NTA] (figura 3C), il prodotto principale è [H+Zn(II)]- che sale da una soglia di circa 0,6 eV a circa l'85% di intensità relativa, e ad energie superiori a 1,0 eV, il [NTA+Zn(II)]- sale a circa il 30%. C'è anche un canale per la perdita d'acqua da [H-H2O+Zn(II)]-. Per [H+Ni(II)+NTA]- (Figura 3D), [H+Ni(II)]- sale da una soglia di circa 0,9 eV a circa il 40% di intensità relativa, mentre [NTA+Ni(II)]- sale da ~1,0 eV a circa l'80%. Incluso nei grafici è il CE dove il complesso ternario è dissociato al 50%. I complessi ternari Ni(II) richiedono 0,31-0,37 eV più CE rispetto alle loro controparti complesse ternarie Zn(II) per essere dissociati al 50%. Ciò suggerisce che i complessi Ni(II) sono più stabili e richiedono CE più elevato per dissociarsi, che viene ulteriormente studiato utilizzando la tecnica TCID.

La figura 4 illustra il metodo TCID competitivo, che consente l'adattamento simultaneo dei due canali di prodotti concorrenti.

[amb+M(II)+NTA] → [amb+M(II)]- + NTA (1)

[amb+M(II)+NTA] → [NTA+M(II)]- + amb (2)

La superficie di energia potenziale (PES) illustra il complesso ternario energizzato che si dissocia nei canali di prodotto concorrenti e mostra le specie ottimizzate per la geometria PM6 utilizzate per modellare la dissociazione di [ambH + Zn (II) + NTA]-. Inclusi nel PES sono la densità degli stati del complesso ternario e la somma degli stati dei prodotti. Le energie di soglia 0 K, E 1 ed E 2, equivalgono alla variazione entalpica 0 K per le reazioni 1 e 2.

La figura 5 mostra le strutture degli altri tre complessi ternari ottimizzati per la geometria utilizzati in questo studio. Queste specie sono state scelte in base alle loro energie elettroniche e di punto zero previste e al loro accordo con le sezioni trasversali di collisione misurate IM-MS (CCSHe). La tabella 1 mostra che esiste un accordo tra i complessi ternari LJ CCS He e gli sperimentali IM-MS CCSHe perché concordano nelle loro reciproche incertezze. Le conformazioni di [amb+M(II)] e amb erano basate sui risultati dei nostri precedenti modelli DFT 3,4,5,6. I parametri molecolari di questi conformatori PM6 sono stati utilizzati nella modellazione TCID delle dissociazioni risolte in energia dei complessi ternari, comprese le loro frequenze ro-vibrazionali per il calcolo della loro densità e somma degli stati.

La Figura 6 mostra la contorta soglia TCID CRUNCH adatta alle intensità del prodotto risolto energeticamente. Gli adattamenti contorti includono l'energia disponibile e le distribuzioni del momento angolare dei reagenti [amb+M(II)+NTA]- + Ar. Gli attacchi non contorti (non mostrati) hanno predetto la variazione di 0 K nelle entalpie (Δ H 0) per la dissociazione del complesso ternario, e la Tabella 2 mostra il Δ H 0 e ΔH298 (kJ / mol) per le reazioni 1 e 2. Per la dissociazione dei complessi ternari Zn(II), sia A che H mostrano Δ H 0 per la reazione 1, che sono 31 kJ/mol e 15 kJ/mol inferiori al Δ H 0 per la reazione 2, rispettivamente, indicando che sia A che H hanno maggiore affinità Zn(II) rispetto alla NTA. Il complesso ternario [A+Ni(II)+NTA]- mostra ΔH0 = 146 e 148 kJ/mol per le reazioni 1 e 2, rispettivamente, indicando che A e NTA hanno affinità simili per Ni(II). Tuttavia, la dissociazione di [H+Ni(II)+NTA]- mostra che Δ H 0 per la reazione 1 è 36 kJ/mol inferiore a quella per la reazione 2, indicando cheH ha una maggiore affinità Ni(II) rispetto alla NTA. Nel complesso, i complessi [amb+Ni(II)+NTA]- mostrano entalpie di dissociazione più elevate rispetto alle loro controparti [amb+Zn(II)+NTA]-, con l'eccezione di A che si dissocia in [NTA+Ni(II)]-. La tabella 3 mostra le energie libere di Gibbs (ΔG298) di associazione e le costanti di formazione (K) per le reazioni inverse:

[amb+M(II)] - + NTA → [amb+M(II)+NTA]- (3)

[NTA+M(II)] - + amb → [amb+M(II)+NTA]- (4)

La tabella 3 dimostra che la formazione dei complessi ternari Ni(II) è più esoergonica e mostra costanti di formazione K maggiori rispetto ai complessi Zn(II) in tutti i casi. La reazione 4 (cioè l'associazione amb tag con il complesso di ioni metallici NTA) è di particolare interesse in quanto rappresenta il legame della proteina ricombinante amb-tagged allo ione metallico immobilizzato NTA all'interno della colonna IMAC. La reazione 4 per la formazione di [ambA+Ni(II)+NTA] mostra il ΔG298 = 53,1 kJ/mol più spontaneo e la costante di formazione più alta, K = 2,01 x 109.

Figure 1
Figura 1: Panoramica del metodo TCID ES-IM-MS. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

Figure 2
Figura 2: Le strutture primarie dei peptidi amb A e H. Il colore evidenzia i potenziali siti di legatura dei metalli. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

Figure 3
Figura 3: La dissociazione indotta dalla collisione della soglia risolta in energia (eV) del centro di massa di [amb+M(II)+NTA]-. Viene mostrata la dipendenza energetica degli ioni prodotto [amb+M(II)]- [NTA+M(II)]- e [amb-H 2O+Zn(II)]. L'energia di collisione del centro di massa, dove c'è una dissociazione del 50% del complesso ternario [amb+M(II)+NTA], è inclusa nei grafici. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

Figure 4
Figura 4: Il modello per il metodo TCID risolto energeticamente. Le collisioni tra [amb H+Zn(II)+NTA]- + argon provocano la dissociazione ai prodotti [ambH+Zn(II)]- + NTA o [NTA+Zn(II)]- + ambH. Le energie di soglia E 1 ed E2 equivalgono alle entalpie 0 K di dissociazione (Δ H 0) per le reazioni [amb H+Zn(II)+NTA]- → [amb H+Zn(II)]- + NTA o [amb H+Zn(II)+NTA]- → [NTA+Zn(II)]- + ambH, rispettivamente. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

Figure 5
Figura 5: I complessi ternari [amb+M(II)+NTA]- ottimizzati per la geometria PM6 di A e H. Conformatori utilizzati nella modellazione TCID dei dati sperimentali. Questi conformatori sono stati selezionati da altre strutture candidate confrontando le loro energie elettroniche PM6 e il modo in cui le loro sezioni trasversali di collisione LJ (CCS He) rispetto all'IM-MS misurato CCSHe. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

Figure 6
Figura 6: La dissociazione risolta dall'energia e indotta dalla collisione di [amb+M(II)+NTA]-. Per le specie A e H, vengono mostrati gli ioni prodotto di [amb+M(II)]- e [NTA+M(II)]- con la contorta soglia CRUNCH. I valori di energia (eV) mostrati sono le entalpie di dissociazione a 0 K per le reazioni [amb+M(II)+NTA]- → [amb+M(II)]- + NTA o [amb+M(II)+NTA]- → [NTA+M(II)]- + amb. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

Figure 7
Figura 7: Il formato del file di input di testo CRUNCH. Il file contiene le intensità relative medie e le loro deviazioni standard degli ioni prodotto formati in funzione dell'energia di collisione del centro di massa. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

Amb [amb+Zn(II)+NTA] - [amb+Ni(II)+NTA] -
PM6 Exp.a PM6 Exp.a
Un 214±2 214 219±2 218
H 211±5 216 212±3 215
un Le misurazioni ES-IM-MS CCSHe hanno incertezze di ±4 Å2.

Tabella 1: Confronto delle sezioni trasversali di collisione LJ dei conformatori PM6 di [amb+M(II)+NTA]-. Le sezioni trasversali teoriche dei conformatori PM6 sono confrontate con il CCS sperimentalemisurato con ES-IM-MS.

[amb+Zn(II)+NTA] - → [amb+Ni(II)+NTA] - →
[amb+Zn(II)] - + NTA [NTA+Zn(II)] - + amb [amb+Ni(II)] - + NTA [NTA+Ni(II)] - + amb
Amb ΔH0 ΔH298 ΔH0 ΔH298 ΔH0 ΔH298 ΔH0 ΔH298
Un 118 127 149 182 146 171 148 154
H 96.4 92.3 111 115 125 140 161 216
 

Tabella 2: Risultati termochimici delle analisi TCID. Le reazioni dipendenti dall'energia [amb+M(II)+NTA]- → [amb+M(II)]- + NTA o [amb+M(II)+NTA]- → [NTA+M(II)]- + amb, che mostrano le entalpie 0 K di dissociazione (Δ H 0) derivate dall'adattamento del modello TCID non contorto, e 298 K entalpie di dissociazione (Δ H 298) derivate da ΔH0 e correzioni termiche di meccanica statistica utilizzando le frequenze rotazionali e vibrazionali PM6. I valori sono espressi in kJ/mol.

[amb+Zn(II)] - + NTA → [NTA+Zn(II)] - + amb → [amb+Ni(II)] - + NTA → [NTA+Ni(II)] - + amb →
[amb+Zn(II)+NTA] - [amb+Zn(II)+NTA] - [amb+Ni(II)+NTA] - [amb+Ni(II)+NTA] -
Amb ΔG298 Okay ΔG298 Okay ΔG298 Okay ΔG298 Okay
Un -34.0 9,05 x 105 -21.8 6,59 x 103 -45.7 1,01 x 108 -53.1 2,01 x 109
H -29.3 1,36 x 105 -30.2 1,95 x 105 -47.0 1,71 x 108 -31.1 2,81 x 105
 

Tabella 3: Energie libere di associazione di Gibbs (ΔG298) e costanti di formazione all'equilibrio (K). ΔG 298 e K a 298 K per le reazioni inverse [amb+M(II)]- + NTA → [amb+M(II)+NTA]- e [NTA+M(II)]- + amb → [amb+M(II)+NTA]-. Derivato da ΔH298 e calcoli di entropia di meccanica statistica utilizzando le frequenze rotazionali e vibrazionali PM6. I valori per ΔG298 sono espressi in kJ/mol.

File supplementare. Clicca qui per scaricare questo file.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Passaggi critici
Analisi ES-IM-MS threshold collision-induced dissociation (TCID). Il TCID ha utilizzato la cella di trasferimento dell'onda T in presenza di argon come cella di collisione. Prima della dissociazione, gli ioni precursori vengono termicizzati da collisioni a bassa energia con azoto gassoso mentre passano attraverso la cellula di mobilità ionica (IM). Ciò si traduce in un TCID risoluto in energia più riproducibile di quanto si ottenga utilizzando la trappola come cella di collisione 6,40. La termalizzazione del [amb+M(II)+NTA]- prima della dissociazione permette anche di caratterizzare l'energia interna disponibile del complesso ternario utilizzando una temperatura di 298 K. La dissociazione nella cella di trasferimento significa anche che il complesso ternario e i suoi ioni prodotto hanno gli stessi tempi medi di arrivo al rivelatore, il che è stato utile per identificare la dissociazione del complesso ternario che si è verificata solo nella cella di trasferimento. Altre regioni in cui può verificarsi la dissociazione sono la sorgente ES (il cono di campionamento è mantenuto a 25 V per evitare questo) o all'ingresso della cella IM. Gli ioni prodotto dalla dissociazione del complesso ternario in queste regioni hanno tempi di deriva diversi da quelli prodotti nella cella di trasferimento perché gli ioni prodotto sono separati dal complesso ternario nella cellula IM. Tali ioni prodotto sono stati esclusi dall'analisi. In questo protocollo, solo le distribuzioni integrate del tempo di arrivo per gli ioni precursore e prodotto che sono co-allineati vengono utilizzate per determinare le loro intensità. L'impostazione della polarizzazione della trappola è la tensione che controlla la tensione di iniezione nella cella IM, che contribuisce al CID all'ingresso della cella IM. La polarizzazione della trappola è stata impostata a 14 V, il che ha mantenuto la dissociazione di fondo al minimo senza influire eccessivamente sulle intensità complessive. Uno studio precedente41 ha determinato che la temperatura effettiva (limite superiore) del dimero peptidico dell'encefalina leucina è 449 K all'ingresso della cellula IM. Tuttavia, la temperatura effettiva diminuiva rapidamente man mano che il dimero passava lungo la cella IM. I tempi di arrivo dei complessi amb qui studiati mostravano distribuzioni gaussiane, indicando che erano termalizzati mentre passavano lungo la cella IM.

Analisi delle sezioni trasversali di collisione (CCS) ES-IM-MS. I tempi di deriva del CCS sono stati trovati sperimentalmente come risultato di collisioni con l'azoto. Tali valori sono stati convertiti in tempi di deriva CCS derivati dall'elio utilizzando una curva di calibrazione di standard noti. Ciò è essenziale in quanto i programmi utilizzati per misurare il CCS dei conformi PM6 richiedono gli standard di elio più comunemente usati.

Modifiche e risoluzione dei problemi della tecnica
Formato del file di testo di input CRUNCH. Il file di testo di input adatto al programma CRUNCH è mostrato nella Figura 7. Le intestazioni in ordine dall'alto verso il basso sono la posizione del file e la versione di CRUNCH; dattero; numero di energie; numero di serie di dati esclusa la prima colonna delle energie; file sorgente; massa del complesso precursore; massa di argon; temperatura dell'esperimento; data di creazione; dati x designati come −1 (le energie di collisione del centro di massa); e l'intera larghezza a metà massimo (FWHM) del fascio ionico. Questi valori devono essere modificati per ogni esperimento TCID. La diffusione dell'energia FWHM del fascio ionico e l'energia zero dovrebbero essere determinate ritardando l'analisi del potenziale (RPA) scansionando il CE attraverso basse tensioni e monitorando la corrente ionica totale. Tuttavia, nelle condizioni operative dell'IM nel presente studio, il segnale della corrente ionica è diminuito solo di circa il 50% quando il trasferimento CE è stato impostato al suo valore più basso. L'energia del fascio ionico zero e FWHM potrebbero essere misurati solo in caso di ritardo aggiuntivo abbassando la lente IM di uscita. In quest'ultimo caso, l'FWHM della derivata della curva RPA ha dato una tipica diffusione di energia ionica di 1,5 V nel telaio di laboratorio o 0,035 eV nel sistema del centro di massa13.

La riga delle pressioni si riferisce alla pressione all'interno della cella di collisione, ma non viene utilizzata qui. Le pressioni dell'argon nella cella di collisione possono essere variate e i dati TCID possono essere misurati a tre pressioni per estrapolare a singole condizioni di collisione. Tuttavia, in questo studio è stata utilizzata una sola pressione e la pressione provoca collisioni multiple. Lo sviluppo della nuova piattaforma per una singola collisione è un'area di ricerca in corso. Le masse si riferiscono ai due ioni prodotto le cui intensità sono nelle colonne seguenti. Le abitazioni possono essere lasciate come predefinite. Le cinque colonne sono le energie di collisione del centro di massa (designate -1); la media delle intensità ioniche della specie con massa 898,30 u; le deviazioni standard delle intensità ioniche della specie 898.30 u; la media delle intensità ioniche della specie con massa 253,53 u; e le deviazioni standard delle intensità ioniche delle specie 253,53 u.

Modellazione molecolare
Il numero di conformatori è stato inizialmente ridotto utilizzando modelli derivati da studi precedenti 9,10,11,12,13. Il crunch fitting richiede un attento screening dei reagenti, delle molecole attivate e degli stati di transizione per ottenere energie di soglia accurate. La ricerca precedente 9,10,11,12,13 ha incluso uno screening approfondito dei conformatori [amb+M(II)] per ottenere le strutture con i parametri utilizzati nella modellazione CRUNCH qui. Sono stati utilizzati solo complessi con legami peptidici trans perché solo loro sono in accordo con IM-MS misurato CCSHe10. I metodi di modellazione molecolare B3LYP e PM6 prevedono entrambi il più basso conformer energetico [amb+M(II)]- che mostra Aa1-Cys 2-Cys 7 e coordinazione terminale carbossilato di Zn(II) o Ni(II)10,11,12,13. La familiarità con i comportamenti dei modelli noti ha permesso di determinare in modo più efficiente i nuovi conformatori di [amb+M(II)+NTA]--. Per aiutare nella determinazione del conformatore, poiché i conformatori a bassa energia sono stati individuati con il metodo PM6, sono stati filtrati e rivalutati sistematicamente fino a quando non sono rimasti i conformatori più fattibili e a più bassa energia.

Modellazione CRUNCH
Finestra temporale per osservare la dissociazione. In questo studio è stata utilizzata la finestra temporale di 50 μs dall'inizio della cella di trasferimento alla fine dell'analizzatore TOF, dove è posizionato il rivelatore di piastre multicanale. Potrebbe essere meglio utilizzare la finestra temporale sperimentale tra l'attivazione nella cella di trasferimento e l'ingresso all'analizzatore di massa TOF perché, se lo ione attivato si dissocia durante il suo tempo nel TOF, questo decadimento metastabile sarà misurato ad un diverso m / z. Tuttavia, in questo studio, gli ioni prodotto osservati negli spettri di massa erano tutti identificabili come le specie m /z non modificate mostrate nella Figura 3. Ciò indica che il decadimento metastabile non era un problema. Ulteriori ricerche potrebbero indagare su questo esaminando una reazione nota con una soglia alta e verificando che l'energia di soglia corretta sia ottenuta utilizzando la finestra temporale di 50 μs e la modellazione RRKM.

Fattori di scala per le frequenze vibrazionali. Sono stati utilizzati i fattori di scala raccomandati dal NIST per le frequenze vibrazionali PM6 (1,062). Questi erano soddisfacenti per adattare i dati [A+Zn(II)+NTA]-, [A+Ni(II)+NTA]-, e [H+Zn(II)+NTA]-. Per alcuni casi in cui il canale di energia superiore è favorito entropicamente rispetto al canale di energia inferiore, potrebbe essere necessario scalare ulteriormente le frequenze del secondo canale. Un approccio è quello di scalare le frequenze al di sotto di 900 cm-1 (poiché queste sono le meno accurate) per allentare le frequenze e rendere il TS più entropicamente favorito.

Ottimizzazione dei parametri. L'utilizzo dell'opzione Sì per mantenere qualsiasi parametro al valore corrente può essere utile per adattare correttamente i dati. Per il primo fit, viene tenuto E 0(2) e il TCID del modello viene adattato ai dati ottimizzando le variabili CONST, E0(1) e N. Una volta individuato un buon adattamento, l'opzione parametri e il valore Hold any parameter at current possono essere utilizzati per contenere CONST, E 0(1) e N, consentendo a E0(2) di ottimizzare i dati. Infine, una volta che E 0(2) è ottimizzato, nell'opzione parametri, tutti e quattro i parametri CONST, E 0(1), E 0(2) e N dovrebbero essere autorizzati a ottimizzare i dati.

Gamma di energia per adattare il modello TCID selezionato ai dati sperimentali. L'intervallo di energia utilizzato per adattare i dati sperimentali dovrebbe riprodurre il maggior numero possibile di dati di intensità sperimentale, pur mantenendo un buon adattamento nella regione di soglia. Si può iniziare adattando il modello TCID a un piccolo intervallo di energia alle soglie dei dati sperimentali. Si può scegliere un'energia iniziale che mostri l'intensità di fondo appena prima del comportamento della soglia di intensità crescente. Una volta che l'adattamento TCID è ottimizzato per l'intervallo di dati sperimentali, l'intervallo dovrebbe essere aumentato di 0,1 eV e l'adattamento dovrebbe essere nuovamente ottimizzato. Questa procedura deve essere ripetuta per adattarsi al maggior numero possibile di intervalli di dati mantenendo l'adattamento dell'area di soglia.

Analisi termochimiche. I risultati termochimici dell'opzione Delta H e S at T devono essere confrontati con una serie di diversi adattamenti dell'intervallo di energia ai dati per stimare la deviazione standard dell'adattamento del modello TCID. Gli adattamenti da confrontare dovrebbero includere intervalli più piccoli che si adattano bene alle intensità della soglia iniziale crescente con quelli con intervalli più grandi che includono anche le energie più elevate.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Gli autori non hanno alcun conflitto di interessi da rivelare.

Acknowledgments

Questo materiale si basa sul lavoro sostenuto dalla National Science Foundation nell'ambito di 1764436, programma NSF REU (CHE-1659852), supporto per strumenti NSF (MRI-0821247), Physics and Astronomy Scholarship for Success (PASS) NSF project (1643567), Welch Foundation (T-0014) e risorse di calcolo del Dipartimento dell'Energia (TX-W-20090427-0004-50) e L3 Communications. Gli autori ringraziano Kent M. Ervin (University of Nevada - Reno) e Peter B. Armentrout (University of Utah) per aver condiviso il programma CRUNCH e per i consigli sul fitting da parte di PBA. Gli autori ringraziano il gruppo di Michael T. Bower presso l'Università della California - Santa Barbara per aver condiviso il programma Sigma.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Acetonitrile HPLC-grade Fisher Scientific (www.Fishersci.com) A998SK-4
Alternative metal binding (amb) peptides PepmicCo (www.pepmic.com) designed peptides were synthized by order
Ammonium acetate (ultrapure) VWR 97061-014
Ammonium hydroxide (trace metal grade) Fisher Scientific (www.Fishersci.com) A512-P500
Driftscope 2.1 software program Waters (www.waters.com) software analysis program
Gaussian 09 Gaussian Electronic Structure Modeling Software
GaussView Gaussian Graphical Interface to Visualize Computations
Glacial acetic acid (Optima grade) Fisher Scientific (www.Fishersci.com) A465-250
Ion-scaled Lennard-Jones (LJ) method Sigma Michael T. Bowers’ group of University of California at Santa Barbara
MassLynx 4.1 Waters (www.waters.com) software analysis program
Microcentrifuge Tubes VWR 87003-294 1.7 mL, polypropylene
Microcentrifuge Tubes VWR 87003-298 2.0 mL, polypropylene
Ni(II) nitrate hexahydrate (99% purity) Sigma-Aldrich (www.sigmaaldrich.com) A15540
Poly-DL-alanine Sigma-Aldrich (www.sigmaaldrich.com) P9003-25MG
Waters Synapt G1 HDMS Waters (www.waters.com)  quadrupole - ion mobility- time-of-flight mass spectrometer
Zn(II) nitrate hexahydrate (99%+ purity) Alfa Aesar (www.alfa.com) 12313

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kim, Y. -M., Chen, P. Ligand binding energy in [(bipy)Rh(PCH)]+ by collision-induced dissociation threshold measurements. International Journal of Mass Spectrometry. 202 (1-3), 1-3 (2000).
  2. Plattner, D. Electrospray mass spectrometry beyond analytical chemistry: Studies of organometallic catalysis in the gas phase. International Journal of Mass Spectrometry. 207 (3), 125-144 (2001).
  3. Narancic, S., Bach, A., Chen, P. Simple fitting of energy-resolved reactive cross sections in threshold collision-induced dissociation (T-CID) experiments. Journal of Physical Chemistry A. 111 (30), 7006-7013 (2007).
  4. Ervin, K., Armentrout, P. B. Systematic and random errors in ion affinities and activation entropies from the extended kinetic method. Journal of Mass Spectrometry. 39 (9), 1004-1015 (2004).
  5. Cooks, R. G., Wong, P. S. H. Kinetic method of making thermochemical determinations: Advances and applications. Accounts of Chemical Research. 31 (7), 379-386 (1998).
  6. Ervin, K. Microcanonical analysis of the kinetic method. The meaning of the "apparent entropy". Journal of the American Society of Mass Spectrometry. 13 (5), 435-452 (2002).
  7. Amarasinghe, C., Jin, J. -P. The use of affinity tags to overcome obstacles in recombinant protein expression and purification. Protein & Peptide Letters. 22 (10), 885-892 (2015).
  8. Bornhorst, J. A., Falke, J. J. Purification of proteins using polyhistidine affinity tags. Methods in Enzymology. 326, 245-254 (2000).
  9. Yousef, E. N., Angel, L. A. Comparison of the pH-dependent formation of His and Cys heptapeptide complexes of nickel(II), copper(II), and zinc(II) as determined by ion mobility-mass spectrometry. Journal of Mass Spectrometry. 55 (3), 4489 (2020).
  10. Lin, Y. -F., et al. Weak acid-base interactions of histidine and cysteine affect the charge states, tertiary structure, and Zn(II)-binding of heptapeptides. Journal of the American Society of Mass Spectrometry. 30, 2068-2081 (2019).
  11. Wagoner, S. M., et al. The multiple conformational charge states of zinc(II) coordination by 2His-2Cys oligopeptide investigated by ion mobility - mass spectrometry, density functional theory and theoretical collision cross sections. Journal of Mass Spectrometry. 51 (12), 1120-1129 (2016).
  12. Flores, A. A., et al. Formation of Co(II), Ni(II), Zn(II) complexes of alternative metal binding heptapeptides and nitrilotriacetic acid: Discovering new potential affinity tags. International Journal of Mass Spectrometry. 463, 116554 (2021).
  13. Flores, A. A., et al. Thermochemical and conformational studies of Ni(II) and Zn(II) ternary complexes of alternative metal binding peptides with nitrilotriacetic acid. International Journal of Mass Spectrometry. 473, 116792 (2022).
  14. Sesham, R., et al. The pH dependent Cu(II) and Zn(II) binding behavior of an analog methanobactin peptide. European Journal of Mass Spectrometry. 19 (6), 463-473 (2013).
  15. Choi, D., et al. Redox activity and multiple copper(I) coordination of 2His-2Cys oligopeptide. Journal of Mass Spectrometry. 50 (2), 316-325 (2015).
  16. Vytla, Y., Angel, L. A. Applying ion mobility-mass spectrometry techniques for explicitly identifying the products of Cu(II) reactions of 2His-2Cys motif peptides. Analytical Chemistry. 88 (22), 10925-10932 (2016).
  17. Yousef, E. N., et al. Ion mobility-mass spectrometry techniques for determining the structure and mechanisms of metal ion recognition and redox activity of metal binding oligopeptides. Journal of Visualized Experiments. (151), e60102 (2019).
  18. Ilesanmi, A. B., Moore, T. C., Angel, L. A. pH dependent chelation study of Zn(II) and Ni(II) by a series of hexapeptides using electrospray ionization - Ion mobility - Mass spectrometry. International Journal of Mass Spectrometry. 455, 116369 (2020).
  19. Armentrout, P. B., Ervin, K. M., Rodgers, M. T. Statistical rate theory and kinetic energy-resolved ion chemistry: Theory and applications. Journal of Physical Chemistry A. 112 (41), 10071-10085 (2008).
  20. Dalleska, N. F., Honma, K., Sunderlin, L. S., Armentrout, P. B. Solvation of transition metal ions by water. Sequential binding energies of M+(H2O)x (x = 1-4) for M = Ti to Cu determined by collision-induced dissociation. Journal of the American Chemical Society. 116 (8), 3519-3528 (1994).
  21. Ervin, K. M., Armentrout, P. B. Translational energy dependence of Ar + XY → ArX+ + Y (XY = H2,D2,HD) from thermal to 30 eV c.m. Journal of Chemical Physics. 83, 166-189 (1985).
  22. DeTuri, V. F., Ervin, K. M. Competitive threshold collision-induced dissociation: Gas-phase acidities and bond dissociation energies for a series of alcohols. Journal of Physical Chemistry A. 103 (35), 6911-6920 (1999).
  23. Iceman, C., Armentrout, P. B. Collision-induced dissociation and theoretical studies of K+ complexes with ammonia: a test of theory for potassium ions. International Journal of Mass Spectrometry. 222 (1-3), 329-349 (2003).
  24. Rodgers, M. T., Ervin, K. M., Armentrout, P. B. Statistical modeling of collision-induced dissociation thresholds. Journal of Chemical Physics. 106, 4499-4508 (1997).
  25. Rodgers, M. T., Armentrout, P. B. Statistical modeling of competitive threshold collision-induced dissociation. Journal of Chemical Physics. 109, 1787-1800 (1998).
  26. Armentrout, P. B., Ervin, K. M. CRUNCH, Fortran program, version 5.2002. , (2016).
  27. Pringle, S. D., et al. An investigation of the mobility separation of some peptide and protein ions using a new hybrid quadrupole/travelling wave IMS/oa-ToF instrument. International Journal of Mass Spectrometry. 261 (1), 1-12 (2007).
  28. Smith, D. P., et al. Deciphering drift time measurements from travelling wave ion mobility spectrometry-mass spectrometry studies. European Journal of Mass Spectrometry. 15 (2), 113-130 (2009).
  29. Forsythe, J. G., et al. Collision cross section calibrants for negative ion mode traveling wave ion mobility-mass spectrometry. Analyst. 140 (20), 6853-6861 (2015).
  30. Allen, S. J., Giles, K., Gilbert, T., Bush, M. F. Ion mobility mass spectrometry of peptide, protein, and protein complex ions using a radio-frequency confining drift cell. Analyst. 141 (3), 884-891 (2016).
  31. Salbo, R., et al. Traveling-wave ion mobility mass spectrometry of protein complexes: accurate calibrated collision cross-sections of human insulin oligomers. Rapid Communications in Mass Spectrometry. 26 (10), 1181-1193 (2012).
  32. Stewart, J. J. P. Optimization of parameters for semiempirical methods V: Modification of NDDO approximations and application to 70 elements. Journal of Molecular Modeling. 13, 1173 (2007).
  33. Frisch, M. J., et al. Gaussian 09, Revision C.01. Wallingford CT: Gaussian, Inc. , (2012).
  34. Becke, A. D. Density-functional thermochemistry. III. The role of exact exchange. Journal of Chemical Physics. 98, 5648-5652 (1993).
  35. Wyttenbach, T., von Helden, G., Batka, J. J., Carlat, D., Bowers, M. T. Effect of the long-range potential on ion mobility measurements. Journal of the American Society of Mass Spectrometry. 8, 275-282 (1997).
  36. Shvartsburg, A. A., Jarrold, M. F. An exact hard-spheres scattering model for the mobilities of polyatomic ions. Chemical Physics Letters. 261 (1-2), 86-91 (1996).
  37. Heerdt, G., Zanotto, L., Souza, P. C. T., Araujo, G., Skaf, M. S. Collision cross section calculations using HPCCS. Methods in Molecular Biology. 2084, 297-310 (2020).
  38. Zanotto, L., Heerdt, G., Souza, P. C. T., Araujo, G., Skaf, M. S. High performance collision cross section calculation-HPCCS. Journal of Computational Chemistry. 39 (21), 1675-1681 (2018).
  39. https://cccbdb.nist.gov/pollistx.asp. , Available from: https://cccbdb.nist.gov/pollistx.asp (2022).
  40. Raja, U. K. B., Injeti, S., Culver, T., McCabe, J. W., Angel, L. A. Probing the stability of insulin oligomers using electrospray ionization ion mobility mass spectrometry. European Journal of Mass Spectrometry. 21 (6), 759-774 (2015).
  41. Merenbloom, S. I., Flick, T. G., Williams, E. R. How hot are your ions in TWAVE ion mobility spectrometry. Journal of the American Society of Mass Spectrometry. 23 (3), 553-562 (2012).

Tags

Chimica Numero 184
Studi termochimici di complessi ternari Ni(II) e Zn(II) mediante mobilità ionica-spettrometria di massa
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Corrales, A. J., Arredondo, A. V.,… More

Corrales, A. J., Arredondo, A. V., Flores, A. A., Duvak, C. L., Mitchell, C. L., Spezia, R., Angel, L. A. Thermochemical Studies of Ni(II) and Zn(II) Ternary Complexes Using Ion Mobility-Mass Spectrometry. J. Vis. Exp. (184), e63722, doi:10.3791/63722 (2022).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter