MALDI-TOF espectrometria de massa foi utilizado com sucesso para monitorar a troca hidrogênio / deutério amida em proteína quinase PAK2 ativação.
Troca hidrogênio / deutério amida (H / D de câmbio) acoplado com espectrometria de massa tem sido amplamente utilizado para analisar a interface de interações proteína-proteína, mudanças conformacionais de proteínas, dinâmica de proteína e proteína-ligante interações. H / D de câmbio sobre as posições amida espinha dorsal tem sido utilizada para medir as taxas de deuteração do micro-regiões em uma proteína por espectrometria de massa 1,2,3. A resolução deste método depende da digestão da proteína pepsina deuterado de interesse em peptídeos que, normalmente, faixa 3-20 resíduos. Embora a resolução de H / D de troca medido por espectrometria de massa é menor do que a resolução resíduo única medida pelo único método Quantum Coherence heteronucleares (HSQC) da RMN, a medição de espectrometria de massa em H / D de câmbio não é limitada pelo tamanho da proteínas 4. H / D de câmbio é realizada em uma solução aquosa que mantém a conformação da proteína. Nós fornecemos um método que utilizes o MALDI-TOF para a detecção de dois, em vez de um HPLC / ESI (ionização electrospray)-MS sistema 5,6. A MALDI-TOF fornece dados precisos intensidade de massa para os peptídeos da proteína digerida, neste caso, a proteína quinase PAK2 (também chamado de γ-Pak). Proteólise de Pak 2 é realizado em uma digestão pela pepsina offline. Este método alternativo, quando o usuário não tem acesso a uma coluna de HPLC e pepsina conectado a espectrometria de massa, ou quando a coluna de pepsina em HPLC não resultar em um mapa melhor digestão, por exemplo, o bissulfeto-ligados fortemente secretado Fosfolipase A 2 (SPLA 2). Utilizando este método, conseguimos monitoradas as mudanças no nível deuteração durante a ativação da caspase PAK2 por clivagem 3 e autofosforilação 7,8,9.
Identificação dos fragmentos Pepsin-digerida é uma etapa crítica da experiência de troca H / D. Identificação incorreta do peptídeo pode levar a uma conclusão errada. PAK2 pepsina-digerida é eluído através de uma coluna de fase reversa HPLC C18 para obter um fundo limpo. Em nossos experimentos, um total de 40 frações foram coletadas e submetidas a MALDI-TOF. Peptídeos múltiplos puderam ser identificados em cada uma das frações. Os peptídeos foram submetidos a espectrometria de massa (Q-TOF MS / MS e oMALDI MS / MS) para identificar suas seqüências. Os espectros MS / MS de um peptídeo deve ter pelo menos três íons produto para confirmar a identificação do peptídeo.
O Data Explorer programa de computador 4.0 (Applied Biosystems) realiza a correção inicial, e filtragem de ruído. Cada espectro deve ser calibrado com base em dois picos seqüenciado. Nós calibrar nosso espectro pela massa teórica do undeuterated m / z que são 923,45 e 1.697,84. TEle precisão massa após a calibração pode chegar a 10 ppm. Após deuteração, o mono-isótopos podem se deslocar para uma maior massa. Aumenta o passo unitário para estes índices m / z rendeu as massas melhorada associada deuteração. As intensidades de pico do envelope de massa não afetará o nível deuteração. No entanto, o pico de intensidade dos picos de isótopos em um envelope de massa específica são fundamentais para o cálculo da massa média. O primeiro passo do cálculo do deutério é incorporada subtraindo a massa de peptídeos da amostra não-deuterado a partir da amostra deuterado. Três outros fatores, a diluição D 2 O, os dêuterons residual nas cadeias laterais eo intercâmbio de volta, terá de ser ainda considerados no cálculo (Figura 1). A D 2 O diluição é o fator de diluição de D 2 O após a mistura da amostra e D 2 O tampão para iniciar a troca H / D. O deutério residual (4,5%) nas cadeias laterais da pepsina-digestpeptídeos ed precisa ser subtraído. A parte de trás de troca é a perda inevitável de deuteração em todos os peptídeos deuterado e pepsina-digerida no processo de medição de massa.
O peptídeo mais acessíveis solvente (m / z = 1.105,60) após 24 horas de H / D de câmbio representa uma região deuteração completo. O número deuteron incorporados para cada um dos peptídeos é a diferença entre o centróide do deuterado e não deuterado peptídeos péptica PAK2. O peptídeo mais altamente deuterado m / z 1105 foi selecionado para representar deuteração cheia quando PAK2 foi de 24 h de H / D de câmbio. A Relação de Troca Voltar foi calculado pelo número deuteron real incorporado em 24 hr de H / D troca dividido por todos os possíveis locais de troca de peptídeo m / z 1105.
The authors have nothing to disclose.
Este trabalho é apoiado em parte do National Institutes of Health Grant GM-26738 (para JAT).
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
D2O | Aldrich | 7789-20-0 | |
α-cyano-4-hydroxycinnamic acid | Sigma | 28166-41-8 | |
MALDI-TOF | PE Biosystems | Voyager DE STR | |
Q-TOF mass spectrometer | Q-TOF Ultima-Global | ||
QSTAR XL oMALDI MS/MS | Applied Biosystems | ||
Data Explorer 4.0 computer program | Applied Biosystems |