Name: Eine Studie der Komplexierung von Quecksilber (II) mit Dicysteinyl Tetrapeptide durch Elektrospray-Ionisations-Massenspektrometrie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-01-08T13:00:01.000+00:00
Duration: 12 min 59 s
Description: Lernen Sie die Charakterisierung von Quecksilber(II)-Komplexen mit Dicysteinyl-Tetrapeptiden durch Elektrospray-Ionisations-Orbitrap-Massenspektrometrie. Diese Methode ermöglicht die Analyse von Metallionenkomplexen mit minimaler Fragmentation.

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MN-S erkennt an Unterstützung von der National Science Foundation, RUI gewähren CHE 1011859. Die Autoren danken der Triad-Massenspektrometrie der Einrichtung an der Universität von North Carolina in Greensboro für die Verwendung des Thermo Fisher Scientific LTQ Orbitrap XL-Massenspektrometer. Die Autoren danken Daniel Todd, Vincent Sica und Brandie Erhmann an der Universität von North Carolina in Greensboro für Anregungen und Kommentare zu dieser Arbeit.

Hinweis: Bitte beachten Sie alle relevanten Sicherheitsdatenblätter (MSDS) vor dem Gebrauch. Quecksilberchlorid ist eine giftige Chemikalie. Persönliche Schutzausrüstung (Handschuhe, Schutzbrille und Labormantel) muss bei der Abgabe ist es und alle damit verbundenen Lösungen getragen werden. Entsorgen Sie die Lösungen in klar beschriftet für Schwermetalle bezeichnet chemische Abfallflaschen. 1. Herstellung von 5 mM Entgastes Ammoniumformiat-Puffer, pH 7,5 <ol><li> Aufzulösen 0,1576 g Ammoniumformiat-Puffer in 450 ml Wasser mit HPLC. Einstellen des pH der obigen Lösung mit 1 M Ameisensäure und 1 M Ammoniumhydroxid auf 7,5. Diese Lösung in einen 500-ml-Messkolben und fügen HPLC-Wasser bis zur Marke, um eine 5 mM Ammoniumformiat-Lösung zu machen. </li><li> Entgasen das 5 mM Ammoniumformiat-Puffer bei einem Vakuum-System für 10 Minuten und Spülung mit Argon. Zweimal wiederholen und Filiallösung unter Argon. Am Tag der Anwendung filtern die Pufferlösung durch einen 0,2 Mikron-Filter vor deme Gebrauch. </li></ol> 2. Herstellung von Quecksilber (II) -chlorid-Lösungen <ol><li> Abwiegen 0,2375 g Quecksilber (II) -chlorid. Löst ihn in 25 ml von 5 mM Ammoniumformiat-Puffer, um eine 0,035 M Quecksilber (II) -chlorid-Lösung zu erzeugen. </li><li> Hinzufügen 0,214 ml von 0,035 M Quecksilber (II) -chlorid-Lösung bis 9.785 ml 5 mM Ammoniumformiat-Puffer, um einen 7,5 x 10 -4 M-Lösung. Decke die 7,5 x 10 -4 M Quecksilber (II) Lösung mit Argongas. </li></ol> 3. Herstellung von CGGC Stammlösung <ol><li> Aufzulösen 2,0 mg des dicysteinyl Tetra CGGC, in 0.118 ml Acetonitril von HPLC-Qualität und fügen 1,0647 ml 5 mM Ammoniumformiat, pH 7,5 Puffer, der in Argon entgast wurde, um eine 5 mM Stammlösung zu ergeben CGGC. </li><li> Fügen Sie 225 ul der 5 mM CGGC Stammlösung zu 1275 ul 5 mM Ammoniumbildung pH 7,5-Puffer, um eine 7,5 x 10 -4 M CGGC Lösung. </li></ol> 4. Vorbereitungverschiedener Reaktions Mischungen von Quecksilber (II) und CGGC <ol><li> Herstellung 1: 0,5-Verhältnis von Quecksilber (II): CGGC Lösung <ol><li> Platzieren 255 ul 5 mM Ammoniumformiat, pH 7,5-Puffer in ein 1,5 ml Mikrozentrifugenröhrchen. Werden 30 &amp; mgr; l von 7,5 x10 -4 M Quecksilber (II) -chlorid-Lösung in 1,5 ml Mikrozentrifugenröhrchen mit dem Ammoniumformiat-Puffer. </li><li> Vortex die Lösung für 10 Sek. Dann fügen Sie 15 ul 7,5 x 10 -4 M CGGC Lösung in den 1,5-ml-Mikro. Vortex die Lösung für 10 Sek. Lassen Sie die Lösung stehen für 10 Minuten vor der Injektion in das Massenspektrometer. </li></ol></li><li> Herstellung von 1: 1-Verhältnis von Quecksilber (II): CGGC Lösung <ol><li> Platzieren 240 ul 5 mM Ammoniumformiat, pH 7,5-Puffer in ein 1,5 ml Mikrozentrifugenröhrchen. Werden 30 &amp; mgr; l von 7,5 x10 -4 M Quecksilber (II) -chlorid-Lösung in 1,5 ml Mikrozentrifugenröhrchen mit dem Ammoniumformiat-Puffer. </li><li> Vortex die Lösung für 10 Sek. DannAdd 30 ul 7,5 x 10 -4 M CGGC Lösung in den 1,5-ml-Mikrozentrifugenröhrchen. Wiederholen Sie in einer ähnlichen Weise, wie in Abschnitt 4.1 beschrieben. </li></ol></li><li> Herstellung von 1: 2-Verhältnis von Quecksilber (II): CGGC Lösung <ol><li> Platzieren 210 ul 5 mM Ammoniumformiat, pH 7,5-Puffer in ein 1,5 ml Mikrozentrifugenröhrchen. Werden 30 &amp; mgr; l von 7,5 x10 -4 M Quecksilber (II) -chlorid-Lösung in 1,5 ml Mikrozentrifugenröhrchen mit dem Ammoniumformiat-Puffer. </li><li> Vortex die Lösung für 10 Sek. Dann fügen Sie 60 ul von 7,5 x 10 -4 M CGGC Lösung in den 1,5-ml-Mikrozentrifugenröhrchen. Wiederholen Sie in einer ähnlichen Weise, wie in Abschnitt 4.1 beschrieben. </li></ol></li></ol> 5. Vorbereitung der MOEL-Stammlösung <ol><li> Man löst 3,5 mg des dicysteinyl Tetrapeptid, MOEL, in 0.145 ml Acetonitril von HPLC-Qualität, um das Peptid zu lösen. Fügen 13,067 ml 5 mM Ammoniumformiat, pH 7,5 Puffer, der in Argon entgast wurde, um 0,5 m zu erzeugenM MOEL-Lösung. </li><li> Vortex die Lösung, bis alle Peptid wird aufgelöst. Hinzufügen von 1,125 ml 0,5 mM MOE-Lösung und 0,375 ml von 5 mM Ammoniumformiat, pH 7,5-Puffer in ein 1,5 ml Mikrozentrifugenröhrchen, eine 7,5 x 10 -5 M MOE Lösung zu ergeben. Vortex, bis gemischt. </li></ol> 6. Herstellung von verschiedenen Reaktions Mischungen von Quecksilber (II) und den MOEL-Lösung <ol><li> Herstellung 1: 0,5-Verhältnis von Quecksilber (II): MOE Lösung <ol><li> Platzieren 255 ul 5 mM Ammoniumformiat, pH 7,5-Puffer in ein 1,5 ml Mikrozentrifugenröhrchen. Werden 30 &amp; mgr; l von 7,5 x10 -4 M Quecksilber (II) -chlorid-Lösung in 1,5 ml Mikrozentrifugenröhrchen mit dem Ammoniumformiat-Puffer. </li><li> Vortex die Lösung für 10 Sek. Dann fügen Sie 15 ul 7,5 x 10 -4 M MOEL-Lösung in die 1,5-ml-Mikrozentrifugenröhrchen. Wiederholen Sie in einer ähnlichen Weise, wie in Abschnitt 4.1 beschrieben. </li></ol></li><li> Herstellung von 1: 1-Verhältnis von Quecksilber (II): MOE Lösung <ol><li> Zeigen 24081; l von 5 mM Ammoniumformiat, pH 7,5-Puffer in ein 1,5 ml Mikrozentrifugenröhrchen. Werden 30 &amp; mgr; l von 7,5 x10 -4 M Quecksilber (II) -chlorid-Lösung in 1,5 ml Mikrozentrifugenröhrchen mit dem Ammoniumformiat-Puffer. </li><li> Vortex die Lösung für 10 Sek. Dann fügen Sie 30 ul 7,5 x 10 -4 M MOEL-Lösung in die 1,5-ml-Mikrozentrifugenröhrchen. Wiederholen Sie in einer ähnlichen Weise, wie in Abschnitt 4.1 beschrieben. </li></ol></li><li> Herstellung von 1: 2-Verhältnis von Quecksilber (II): MOE Lösung <ol><li> Platzieren 210 ul 5 mM Ammoniumformiat, pH 7,5-Puffer in ein 1,5 ml Mikrozentrifugenröhrchen. Werden 30 &amp; mgr; l von 7,5 x10 -4 M Quecksilber (II) -chlorid-Lösung in 1,5 ml Mikrozentrifugenröhrchen mit dem Ammoniumformiat-Puffer. </li><li> Vortex die Lösung für 10 Sek. Dann fügen Sie 60 ul von 7,5 x 10 -4 M MOEL-Lösung in die 1,5-ml-Mikrozentrifugenröhrchen. Wiederholen Sie in einer ähnlichen Weise, wie in Abschnitt 4.1 beschrieben. </li></ol></li></ol> 7. Analyzing Die Reaktionsgemische von Quecksilber (II) und CGGC Proben von Orbitrap ESI-Massenspektrometrie <ol><li> Vorbereiten des ESI-Massenspektrometer 16 <ol><li> Zeichnen Sie 100 ul Eichstandards in einen 500 &amp; mgr; l-Glasspritze. </li><li> Legen Sie die Spritze in der Spritzen Wiege der MS Pumpe, befestigen Sie den Schlauch, und injizieren in die Masse Spektralphotometer. </li><li> Richten Sie den Dateinamen für den Lauf, indem Sie auf das Dateisymbol und geben Sie den Dateinamen. </li><li> Wählen Sie erwerben Daten Schaltfläche in der Datenerfassungsmodul und sammeln Sie 150 Scans. </li><li> Analyse des Chromatogramms, um die Kalibrierungsstandards durch Öffnen Datenverarbeitungsmodul der Software zu überprüfen. Öffnen Sie das Modul, gehen Sie im Menü Datei und wählen Sie &quot;Öffnen&quot;, und wählen Sie die Datei im Dialogfeld. Sicherzustellen, dass die Peaks im Chromatogramm korrelieren mit der Masse, um Verhältnisse der Standards zu berechnen. </li><li> Reinigen Sie den 500 ul Glasspritze durch die Erstellung von 500 ul HPLC-Qualität Methanol, dann verzichten die mEthanol in einem Becherglas. </li><li> Auszuarbeiten 500 ul HPLC-Qualität Methanol in das Glas Spritze und spülen Sie das System gemäß Schritt 7.1.2. </li><li> Wählen Sie die Methode Setup-Modul der Software, um die Parameter einzustellen. Wählen Sie den Scan-Modus-Menü und Identifizierung der Analysator FTMS, und klicken Sie auf &quot;OK&quot;. Dann, indem Sie auf die verschiedenen Symbole auf der Echtzeit-Ansicht Spektrum Seite, die folgenden Parameter: Mantel Gasdurchsatz: 10, Quelle Temperatur: 0, Kapillare Spannung: 37 V, U-Objektiv: 95 V, Spray Spannung: 4,20 kV , Durchflussmenge 10,00 &amp; mgr; l / min, Analyzer: FTMS, Anzahl der Scans: 150. </li></ol></li><li> Laufende CGGC Proben auf ESI-Massenspektrometer <ol><li> Führen Sie das 5 mM Ammoniumformiat pH 7,5 Puffer. <ol><li> Zeigen 500 ul 5 mM Ammoniumformiat-Puffer in die 500 &amp; mgr; l-Glasspritze, legen Sie sie in die Spritze Wiege der MS-Pumpe, und befestigen Sie den Schlauch. </li><li> Pufferlauf durch die Rohrleitung für 1-2 min. </li><li> Richten Sie den Dateinamen für den Laufindem Sie auf das Dateisymbol und geben Sie den Dateinamen. </li><li> Wählen Sie erwerben Schaltfläche Daten in das Modul und sammeln Sie 150 Scans. </li><li> Klicken Sie auf den Schalter zum Sammlung zu stoppen, nachdem 150 Scans gesammelt werden. </li><li> Öffnen Sie den Daten-Browser-Modul, dann gehen Sie im Menü Datei und wählen Sie &quot;Öffnen&quot;, und wählen Sie die Datei im Dialogfeld. Stellen Sie sicher, dass keine Peaks bei 483, 683, 1163 und 1363 m / z vorhanden sind, die das Peptid oder Quecksilber (II) -Peptid-Komplexe ähnlich sind. </li></ol></li><li> Führen Sie das 1: 0,5 Quecksilber (II): CGGC Verhältnis Lösung. <ol><li> Platzieren 250 ul 1: 0,5 Quecksilber (II): CGGC Verhältnis der Probe in die Spritze. </li><li> Legen Sie die Spritze in die Spritzen Wiege der MS Pumpe, befestigen Sie den Schlauch und die Vorrichtung vorzubereiten. </li><li> Wählen Sie einen Dateinamen für die Sicht, indem Sie auf das Dateisymbol und geben Sie den Dateinamen. </li><li> Drücken Sie die acquire Daten Schaltfläche in der Datenerfassungsmodul und sammeln Sie 150 Scans und klicken Sie auf die Schaltfläche Ausführen, um die Sammlung zu stoppen. </li><li> Öffnen Sie das Modul, gehen Sie im Menü Datei und wählen Sie &quot;Öffnen&quot;, und wählen Sie die Datei im Dialogfeld. Stellen Sie sicher, dass das Chromatogramm enthält Peaks, einschließlich der für den CGGC Peptid allein. </li><li> Durch Absaugen mit 500 ul Ammoniumformiat-Puffer, und dann Abgeben der Ammoniumformiat-Puffer in ein Becherglas zu waschen die Spritze. </li><li> Wählen Sie das Abfall Taste auf der MS und spülen Sie den Schlauch dreimal mit 500 &amp; mgr; l Ammoniumformiat-Puffer. </li><li> Durch Absaugen mit 500 ul Methanol und dann Abgeben der Methanol in ein Becherglas zu waschen die Spritze. </li><li> Spülen Sie die Schläuche einmal mit 500 ul Methanol. </li><li> Wählen Lastdetektor Taste auf die MS. </li><li> Gib 500 ul der Ammoniumformiat-Puffer, um die Spritze. </li><li> Legen Sie die Spritze in die Spritzen Wiege der MS Pumpe, befestigen Sie den Schlauch und die Vorrichtung vorzubereiten. </li><li> Wählen Sie einen Dateinamen für den Puffer, indem Sie auf das Dateisymbol und geben Sie den Dateinamen ausführen. </li><li> Drücken Siedie acquire Datentaste und sammeln Sie 150 Scans und klicken Sie auf die Stopp-Taste RUN. </li><li> Öffnen Sie den Daten-Browser-Modul, gehen Sie im Menü Datei und wählen Sie &quot;Öffnen&quot;, und wählen Sie die Datei im Dialogfeld. Stellen Sie sicher, dass das Chromatogramm ist nichtig von Gipfeln aus dem vorherigen Hg: CGGC Lauf. </li></ol></li><li> Führen Sie den 1: 1-Quecksilber (II): CGGC Verhältnis Lösung. <ol><li> Platzieren 250 ul 1: 1 Quecksilber (II): CGGC Verhältnis Probe in die Spritze. </li><li> Wiederholt in einer ähnlichen Weise wie für die Schritte 7.2.2.2 bis 7.2.2.15 beschrieben. </li></ol></li><li> Führen Sie den 1: 2 Quecksilber (II): CGGC Verhältnis Lösung <ol><li> Platzieren 250 ul 1: 2 Quecksilber (II): CGGC Konzentration Probe in die Spritze. </li><li> Wiederholt in einer ähnlichen Weise wie für die Schritte 7.2.2.2 bis 7.2.2.15 beschrieben. </li></ol></li></ol></li></ol> 8. Die Analyse der Reaktionsgemische von Merkur und MOEL Proben von Orbitrap ESI-Massenspektrometrie <ol><li> Laufende MOEL Proben auf ESI-Massenspektrometer <ol><li> Wiederholen Sie die Analyseverfahren (Schritte von 7,1 bis 7,2) mit MOEL Proben und Reaktionsgemische von Quecksilber (II) und den MOEL an verschiedenen stöchiometrischen Verhältnissen. </li></ol></li></ol>

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Es gibt keine Offenlegung für die gemeldeten Arbeiten.

Das hydrophobe dicysteinyl Tetra CGGC (C 10 H 18 N 4 O 5 S 2; Mw = 338) (Figur 1) bildet Komplexe mit Quecksilber (II), wie in Abbildung 2 dargestellt und in Tabelle 1 Zusätzlich Peptid-Dimere und Trimere bildet. inkrementell als die Menge des Peptids erhöht sich in der Reaktionsmischung. Wie durch die m / z-Werte der zugehörigen Dimere [(2M + H) + = 677] und Trimere gezeigt [(3M + H...

Aktuelle klinische Medikamente, die zur Chelattherapie der Quecksilbervergiftung1 verschrieben werden, enthalten Thiolgruppe(n), die für die Bindung und Sequestrierung von Quecksilberionenverantwortlich ist 2,3. Studien haben jedoch gezeigt, dass diese kleinen Thiolverbindungen [Dimercaptobernsteinsäure (DMSA) und Dimercaptopropan-Sulfonsäure (DMPS)] nicht optimal für die Quecksilberchelattherapiesind 4-6. Daher besteht die Notwendigkeit, die Assoziation und die Komplexbildungstendenzen von Quecksilber mit Thiolen zu verstehen, um das rationale Wirkstoffdesign von Thiolverbindungen für die Quecksilberchelatbildung zu verbessern. Kürzlich haben wir berichtet, dass n-Alkyl- und Aryldicysteinyl-Tripeptide mit Dithiolgruppen als effektive "Doppelanker" dienen können, um die Koordinationsstellen von Quecksilber(II) aufzunehmen, um 1:1 Quecksilber(II):p Eptid und 1:2 Quecksilber(II):(Peptid)2 Komplexezu bilden 7. Darüber hinaus untersuchten wir den Einfluss einer Erhöhung der Cysteinylreste auf komplexe Typbildungen8. In dieser Studie untersuchen wir die Assoziation von Quecksilber(II) mit zwei Dicysteinyltetrapeptiden, wobei die Cysteinylreste durch zwei Aminosäurereste getrennt sind. Um die Wirkung von Hilfsbindungsgruppen für Quecksilber zu bewerten, sind die dazwischen liegenden Aminosäuren entweder zwei Glycinreste (unsubstituiert) oder zwei Glutaminsäurereste (gamma-carboxyliert). 
Die Reaktion des Cysteinylpeptids mit Quecksilber(II) erfordert Bedingungen, die die Oxidation der Cysteinylthiolgruppen zur Bildung von Disulfidbindungen verhindern9. Darüber hinaus hängt die Assoziation von Quecksilber(II) mit Cysteinylpeptiden zur Bildung verschiedener Arten von Quecksilber-Peptid-Komplexen von dem Anfangsverhältnis von Quecksilber(II:Peptid) in dem Reaktionsgemischab 7,8. Die Arten von Quecksilber-Peptid-Komplexen, die in diesen Reaktionsgemischen gebildet werden, können durch Weichionisations-Massenspektroskopie analysiert werden, die ein empfindliches Analysewerkzeug zur Bestimmung der Spezieswechselwirkungen zwischen Metallionen und Peptiden10-14 ist. Dementsprechend wird es ein Profil der verschiedenen Arten von mercuriierten Peptidaddukten liefern, die unter einer bestimmten Elektrospray-Ionisationsbedingung gebildet werden. Hier zeigen wir, wie Cysteinylpeptide und Quecksilber(II)-chlorid-Lösungen in entgaster Ammoniumformiat-Pufferlösung hergestellt werden können, die mit Argon überzogen ist, um die Oxidation zu minimieren. Durch die Reaktion unterschiedlicher Moläquivalente von Quecksilber(II) mit Dicysteinyltetrapeptiden zeigen wir, wie sich das Ausgangsverhältnis von Quecksilber(II):p Eptid auf die Art der gebildeten Komplexe auswirkt. Wir werden auch zeigen, wie die Elektrospray-Ionisations-Massenspektrometrie (ESI) als Charakterisierungswerkzeug verwendet werden kann, um eine genaue Stöchiometrie von Quecksilber zu Peptid in den gebildeten Komplexen zu ermöglichen. Das zugehörige Videoprotokoll wird die experimentellen Bedingungen für die Herstellung der Quecksilberkomplexe, das Verfahren zur Analyse der Reaktionsgemische unter spezifizierten Elektrospray-Ionisationsbedingungen und die Charakterisierung der Stöchiometrien von Quecksilber(II)-dicysteinyltetrapeptid-Komplexen, basierend auf den unterschiedlichen Quecksilber-Isotopenverteilungsmustern, unter Verwendung des ChemCal-Programms15 demonstrieren. Es soll denjenigen helfen, die daran interessiert sind, die ESI-Orbitrap-Massenspektrometrie zur Analyse verschiedener Komplexe zu nutzen, die aus Metallionen bestehen, die in unterschiedlichen Isotopenformen vorliegen.

<table><tbody><tr><td>Quecksilber(II)-chlorid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>429724</td><td>hochgiftiges</td></tr><tr><td>Ammoniumformiat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>516961</td><td></td></tr><tr><td>Ameisensäure</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>F0507</td><td></td></tr><tr><td>Ammoniumhydroxid</td><td>Fisher</td><td>A512-P500</td><td></td></tr><tr><td>HPLC Wasser</td><td>Fisher</td><td>W5-4</td><td></td></tr><tr><td>HPLC Acetonitril</td><td>Fisher</td><td>BP2405-1</td><td></td></tr><tr><td>HPLC-Methanol</td><td>Fisher</td><td>A452-4</td><td></td></tr></tbody></table>

eine studie der komplexierung von quecksilber (ii) mit dicysteinyl tetrapeptide durch elektrospray-ionisations-massenspektrometrie

A Study of the Complexation of Mercury(II) with Dicysteinyl Tetrapeptides by Electrospray Ionization Mass Spectrometry

In dieser Studie haben wir eine Methode zur Charakterisierung von Komplexen, die in unterschiedlichen relativen Verhältnissen von Quecksilber(II) zu Dicysteinyltetrapeptid gebildet werden, mittels Elektrospray-Ionisationsorbitrap-Massenspektrometrie untersucht. Diese Strategie basiert auf der vorangegangenen erfolgreichen Charakterisierung von Quecksilber-Dicysteinyl-Komplexen, an denen Tripeptide beteiligt sind, unter anderem unter Verwendung der Massenspektrometrie. Quecksilber(II)-chlorid und ein Dicysteinyltetrapeptid wurden in einem entgasten gepufferten Medium in unterschiedlichen stöchiometrischen Verhältnissen inkubiert. Die gebildeten Komplexe wurden anschließend auf einem Elektrospray-Massenspektrometer analysiert, das aus einem hybriden linearen Ionen- und Orbifallen-Massenanalysator bestand. Die Spektren der Elektrospray-Ionisations-Massenspektrometrie (ESI-MS) wurden im positiven Modus aufgenommen und die beobachteten Peaks wurden dann auf unterschiedliche Quecksilber-Isotopenverteilungsmuster und die damit verbundenen monoisotopischen Peaks analysiert. Diese Arbeit zeigt, dass eine genaue Stöchiometrie von Quecksilber und Peptid in den Komplexen, die unter bestimmten Elektrospray-Ionisationsbedingungen gebildet wurden, mit Hilfe von hochauflösenden ESI-MS auf der Grundlage unterschiedlicher Quecksilber-Isotopenverteilungsmuster bestimmt werden kann.

<html> Eine Studie wurde durchgeführt, um die mögliche Quecksilber-Peptid-Komplex-Zusammensetzung für zwei Tetrapeptiden, CGGC und den MOEL (Abbildung 1) durch ESI-Massenspektrometrie zu charakterisieren. Komplexe von Quecksilber (II) mit CGGC oder MOE wurden durch Umsetzung der Mischungen aus Quecksilber untersucht (II) und Peptidlösungen in drei verschiedenen Molverhältnissen: 1: 0,5, 1: 1 und 1: 2 (Quecksilber (II): Peptid) . Die Konzentration von Quecksilber (II) betr...

Die Charakterisierung von Komplexen, die in verschiedenen relativen Verhältnissen von Quecksilber(II) zu Dicysteinyltetrapeptiden gebildet werden, wird mittels Elektrospray-Ionisationsorbitrap-Massenspektrometrie vorgestellt.

Eine Studie der Komplexierung von Quecksilber (II) mit Dicysteinyl Tetrapeptide durch Elektrospray-Ionisations-Massenspektrometrie

In this study we evaluated a method for the characterization of complexes, formed in different relative ratios of mercury(II) to dicysteinyl tetrapeptide, ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, Komplexe aus Quecksilber und Dicysteinyl-Peptiden unter verschiedenen Reaktionsstöchiometrien herzustellen und die gebildeten unterschiedlichen Komplexe mittels Elektrospray-Ionisation und Orbitrap-Massenspektrometrie zu charakterisieren. Diese Methode kann helfen, zentrale Fragen bezüglich der Komplexbildungstendenzen von Quecksilber und Thiolverbindungen zu beantworten, was die rationale Entwicklung von Chelatbildnern zur Bindung von Quecksilberionen verbessern wird. Der Hauptvorteil dieser Technik liegt darin, dass sie die Analyse von Metallionenkomplexen mit vernachlässigbarer Fragmentierung ermöglicht.Andere umfassen ein charakteristisches isotopisches Verteilungsmuster von Quecksilber. Die einfache Zuweisung der Ladung und die Analyse überlappender Signale mittels Tandem-Massenspektrometrie. Obwohl diese Methode Einblicke in Quecksilber-Peptid-Komplexe ermöglicht, kann sie ebenfalls bei anderen Komplexen angewendet werden, insbesondere bei Metallionen, die in verschiedenen isotopischen Formen vorkommen.Entgasen Sie einen fünf Millimolar starken Ammoniumformiat-Puffer unter Vakuum für 10 Minuten und spülen Sie mit Argon durch. Wiederholen Sie diesen Vorgang zweimal und lagern Sie die Lösung unter Argon. Filtern Sie die Pufferlösung am Tag der Verwendung vor der Anwendung durch einen 0,2-Mikron-Filter.Um Quecksilberchloridlösungen herzustellen, wiegen Sie 0,2375 Gramm Quecksilberchlorid ab. Lösen Sie dies in 25 Milliliter eines fünf Millimolar-Formiatpuffers mit Ammonium, um eine 0,035-molare Quecksilberchloridlösung zu erhalten. Geben Sie 0,214 Milliliter der Quecksilberchloridlösung zu 9,785 Milliliter des fünf Millimolar-Formiatpuffers mit Ammonium, um eine 0,75-millimolare Lösung herzustellen.Decken Sie die resultierende Lösung mit Argongas ab. Geben Sie anschließend 225 µL einer 5 mM CGGC-Stammlösung zu 1,275 mL Puffer aus 5 mM Ammoniumformiat, pH 7,5, um eine 0,75 mM CGGC-Lösung zu erhalten. Bereiten Sie dann ein Verhältnis von 1 zu 0,5 von Quecksilber zu CGGC-Lösung vor, indem Sie 255 µL Puffer aus 5 mM Ammoniumformiat, pH 7,5, in ein 1,5-mL-Mikrozentrifugenröhrchen geben.Dann 30 µL einer 0,75 mmolaren Quecksilberchloridlösung in das Röhrchen geben. Die Lösung 10 Sekunden lang verwirbeln. Anschließend 15 µL einer 0,75 mmolaren CGGC-Lösung in das Röhrchen geben.Versetzen Sie die Lösung erneut 10 Sekunden lang im Vortex, und lassen Sie sie anschließend 10 Minuten vor der Injektion in das Massenspektrometer ruhen. Zum Vorbereiten des ESI-Massenspektrometers oder MS ziehen Sie 100 Mikroliter Kalibrierstandards in eine 500-Mikroliter-Glasspritze ein. Setzen Sie die Spritze in die Spritzenhalterung der MS-Pumpe ein.Verbinden Sie den Schlauch und injizieren Sie in das Massenspektrometer. Legen Sie den Dateinamen für den Lauf fest, indem Sie das Dateisymbol auswählen und den Dateinamen eingeben. Wählen Sie die Schaltfläche „Daten erfassen“ im Datenakquisitionmodul und sammeln Sie 150 Scans.Analysieren Sie das Chromatogramm, um die Kalibrierstandards zu überprüfen, indem Sie das Datenverarbeitungsmodul der Software öffnen. Gehen Sie anschließend zum Dateimenü und wählen Sie Öffnen, gefolgt von der Datei im Dialogfeld. Stellen Sie sicher, dass die Peaks im Chromatogramm mit den Massen-zu-Ladung-Verhältnissen der Standards korrelieren.Reinigen Sie die 500-Mikroliter-Glaskolbenpipette, indem Sie 500 Mikroliter Methanol der HPLC-Reinheit aufziehen und anschließend in ein Becherglas abgeben. Ziehen Sie 500 Mikroliter Methanol der HPLC-Reinheit in die Glaskolbenpipette auf und spülen Sie das System durch. Wählen Sie das Methoden-Setup-Modul der Software, um die Parameter festzulegen.Wählen Sie das Menü „Scan-Modus“ und wählen Sie den Analysator FTMS aus, dann klicken Sie auf „OK“. Klicken Sie anschließend die verschiedenen Symbole auf der Echtzeit-Spektrumsansicht durch, um die Parameter gemäß der schriftlichen Anleitung einzurichten. Um den Puffer zu durchlaufen zu lassen, geben Sie 500 µL eines fünf Millimolar Ammoniumformiatpuffers in die 500-µL-Glasspritze ein.Platzieren Sie es in der Spritzenhalterung der MS-Pumpe und trennen Sie die Schläuche ab. Lassen Sie den Puffer ein bis zwei Minuten lang durch die Schläuche laufen. Legen Sie den Dateinamen für den Lauf fest, indem Sie das Dateisymbol auswählen und den Dateinamen eingeben.Wählen Sie die Schaltfläche „Daten erfassen“ im Modul und sammeln Sie 150 Scans. Klicken Sie auf die Schaltfläche „Messung beenden“, um die Datensammlung nach Erfassung der 150 Scans zu stoppen. Öffnen Sie anschließend das Modul „Datenbrowser“, gehen Sie zum Menü „Datei“ und wählen Sie „Öffnen“, gefolgt von der Datei im Dialogfeld.Überprüfen Sie, dass keine Peaks bei 483, 683, 1163 und 1363 Massen-zu-Ladung vorhanden sind, die den Peptid- oder Quecksilberion-Peptid-Komplexen ähneln. Führen Sie die Lösung mit einem Verhältnis von Quecksilber zu CGGC von 1 zu 0,5 durch, indem Sie 250 Mikroliter der Probe in die Spritze geben. Setzen Sie die Spritze in die Spritzenhalterung der MS-Pumpe ein.Schließen Sie den Schlauch an und spülen Sie die Apparatur vor. Um 150 Datenscans zu erfassen, öffnen Sie das Browsermodul, gehen Sie zum Dateimenü und wählen Sie Öffnen. Wählen Sie dann die Datei im Dialogfeld aus.Überprüfen Sie, ob das Chromatogramm Peaks enthält, darunter einen allein für das CGGC-Peptid. Ein entscheidender Aspekt dieses Verfahrens besteht darin, sicherzustellen, dass Analyten aus dem vorherigen Durchlauf vollständig entfernt werden, bevor jede Analyse der Reaktionsmischung erfolgt. Die Minimierung der Probenkontamination durch Übertragungsanalyten wird durch gründliche Reinigung der Injektionsleitung gewährleistet.Spülen Sie die Spritze, indem Sie 500 µL Puffer aus Ammoniumformiat aufziehen und den Puffer anschließend in einen Becher abgeben. Wählen Sie dann die Abwurf-Funktion am MS-Gerät aus und spülen Sie die Leitung dreimal mit jeweils 500 µL Puffer aus Ammoniumformiat durch. Spülen Sie die Spritze anschließend erneut, indem Sie 500 µL Methanol aufziehen und in einen Becher abgeben.Spülen Sie die Schläuche einmalig mit 500 Mikroliter Methanol. Wählen Sie anschließend die Taste „Detektor laden“ am MS-Gerät aus. Nachdem 500 Mikroliter Ammoniumformiatpuffer zur Spritze hinzugefügt wurden, setzen Sie die Spritze in die Spritzenhalterung der MS-Pumpe ein. Bringen Sie die Schläuche an und befüllen Sie die Apparatur. Wählen Sie einen Dateinamen für den Pufferdurchlauf wie zuvor und nehmen Sie 150 Scans auf, bevor Sie die Schaltfläche „Durchlauf beenden“ anklicken. Öffnen Sie das Datenbrowser-Modul, um zu überprüfen, ob das Chromatogramm frei von Peaks aus dem vorherigen Quecksilber-zu-CGGC-Durchlauf ist. Wiederholen Sie das Analyseverfahren für die verbleibenden CGGC-Proben.Um ein Verhältnis von eins zu 0,5 von Quecksilber zur CEEC-Lösung vorzubereiten, geben Sie 255 Mikroliter eines fünfmillimolaren Ammoniumformiatpuffers mit pH 7,5 in ein 1,5-Milliliter-Mikrozentrifugenröhrchen. Fügen Sie 30 Mikroliter einer 0,75-millimolaren Quecksilberchloridlösung in das Röhrchen hinzu. Nachdem die Lösung 10 Sekunden lang verwirbelt wurde, geben Sie 15 Mikroliter einer 0,75-millimolaren CEEC-Lösung in das Röhrchen.Vortexen Sie die Lösung weitere 10 Sekunden und lassen Sie sie vor der Injektion in das Massenspektrometer 10 Minuten lang stehen. Wiederholen Sie die Analyse mit CEEC-Proben und Reaktionsgemischen aus Quecksilberionen und CEEC.Ein repräsentatives Massenspektrum wird gezeigt. Nach 10 Minuten sind die verschiedenen Typen von Quecksilber-Peptid-Komplexen für das Reaktionsgemisch aus Quecksilber und CGGC im Verhältnis 1:0,5 sichtbar, zusammen mit einem Peptidpeak bei 339,08 und einem Peptiddimer bei 677,15. Wie bereits im vorherigen Spektrum beobachtet, enthält das Reaktionsgemisch aus Quecksilber und CGGC im Verhältnis 1:1 einige ähnliche Signale.Beispielsweise weist der Peak bei 539,03 auf den eins-zu-eins-Komplex von Quecksilber und Peptid hin. Die vergrößerte Ansicht zeigt das charakteristische isotopische Muster von Quecksilber, das den sieben wichtigsten natürlich vorkommenden Quecksilberisotopen entspricht. Ebenfalls beobachtet wurde ein eins-zu-zwei-Komplex aus Quecksilber und CGGC, wie zuvor bereits für den Quecksilber-dicysteinyl-Tripeptid-Komplex beschrieben.Dieser Komplex tritt in allen drei Reaktionsgemischen aus Quecksilber und CGGC auf. Er ließ sich leicht anhand eines charakteristischen isotopischen Musters von Quecksilber mit einem monoisotopen Peak bei 877 analysieren. Wenn jedoch Quecksilber im Überschuss vorliegt, wie in der Reaktionsmischung mit einem Verhältnis von 1 zu 0,5 (Quecksilber zu CGGC), wird ein zusätzlicher Komplex mit zwei Quecksilberatomen pro CGGC-Dimer detektiert.Diese Quecksilber-Isotopensignatur entspricht einem zweiwertigen Quecksilberkomplex, wie mit dem ChemCal-Programm berechnet. Die theoretische protonierte monoisotopische Masse entspricht einem Masse/Ladung-Wert von 1077, welcher dem neunten Peak im beobachteten isotopischen Cluster entspricht. Ein repräsentatives Spektrum, das verschiedene Quecksilber- zu CEEC-Komplexe zeigt, ist dargestellt.Interessant sind die überlappenden Peaks, die mit Quecksilber-CEEC-Addukten im Plus-eins-Ladungszustand assoziiert sind und einen monoisotopen Peak bei 883 aufweisen, sowie im Plus-zwei-Ladungszustand mit einem berechneten monoisotopen Peak-Wert von 1765. Wenn man die Technik einmal beherrscht, kann sie in weniger als zwei Stunden durchgeführt werden, sofern sie ordnungsgemäß ausgeführt wird.Bei der Durchführung dieses Verfahrens ist es wichtig, daran zu denken, die Puffer zu entgasen und die Leitung gründlich zu spülen, um eine Übertragung von Analyten zu vermeiden. Nach diesem Verfahren können weitere Methoden wie Protonen-, Kohlenstoff-13- und Quecksilber-199-Kernmagnetresonanzspektroskopie oder Potentiometrie genutzt werden, um eine genauere Bestimmung der in der Lösungsphase enthaltenen Komplexe zu ermöglichen. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie in der Lage sein, verschiedene Quecksilberkomplexe sowie deren charakteristische Verteilungsmuster der Quecksilberisotope und Ladungsformen mittels Orbitrap-Massenspektrometrie mit Elektrospray-Ionisation zu analysieren und überlappende Signale durch Tandem-MS-Analyse zu unterscheiden.Vergessen Sie nicht, dass die Arbeit mit Quecksilberlösungen äußerst gefährlich sein kann, und Vorsichtsmaßnahmen wie das Tragen von persönlicher Schutzausrüstung sollten stets beachtet werden, wenn dieses Verfahren durchgeführt wird.

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Chemie

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Eine Studie der Komplexierung von Quecksilber (II) mit Dicysteinyl Tetrapeptide durch Elektrospray-Ionisations-Massenspektrometrie (Video) | JoVE Journal

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