Estudios termoquímicos de complejos ternarios de Ni(II) y Zn(II) utilizando movilidad iónica-espectrometría de masas

Anna J. Corrales; Anna V. Arredondo; Amber A. Flores; Chloe L. Duvak; Charles L. Mitchell; Riccardo Spezia; Laurence A. Angel

doi:10.3791/63722

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Estudios termoquímicos de complejos ternarios de Ni(II) y Zn(II) utilizando movilidad iónica-espectrometría de masas

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DOI:

10.3791/63722

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8 de junio de 2022

Anna J. Corrales¹ , Anna V. Arredondo¹ , Amber A. Flores¹ , Chloe L. Duvak¹ , Charles L. Mitchell¹ , Riccardo Spezia² , Laurence A. Angel¹

¹Department of Chemistry, Texas A&M University-Commerce, ²Laboratoire de Chimie Théorique, Sorbonne Université

En este artículo

Resumen

Este artículo describe un protocolo experimental que utiliza espectrometría de masas de movilidad de iones por electrospray, cálculos cuánticos semiempíricos y disociación inducida por colisión de umbral resuelta por energía para medir la termoquímica relativa de la disociación de complejos metálicos ternarios relacionados.

Resumen

Este artículo describe un protocolo experimental que utiliza electrospray-ion mobility-mass spectrometry (ES-IM-MS) y energía resuelta umbral de disociación inducida por colisión (TCID) para medir la termoquímica de la disociación de complejos ternarios [amb+M(II)⁺NTA]- cargados negativamente en dos canales de producto: [amb+M(II)] + NTA o [NTA+M(II)]^- + amb, donde M = Zn o Ni y NTA es ácido nitrilotriacético. Los complejos contienen uno de los heptapéptidos alternativos de unión metálica (amb) con las estructuras primarias 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, donde los aminoácidos' Aa_1,2,6,7 Las posiciones son los sitios potenciales de unión de metales. Los estados estacionarios optimizados por geometría de los complejos ternarios y sus productos se seleccionaron a partir de cálculos de química cuántica (actualmente el hamiltoniano semiempírico PM6) comparando sus energías electrónicas y sus secciones transversales de colisión (CCS) con las medidas por ES-IM-MS. A partir de los cálculos de frecuencia de PM6, los parámetros moleculares del complejo ternario y sus productos modelan las intensidades dependientes de energía de los dos canales de productos utilizando un método TCID competitivo para determinar las energías umbral de las reacciones que se relacionan con las entalpías 0 K de disociación (ΔH₀). Las correcciones térmicas y de entropía de la mecánica estadística utilizando las frecuencias rotacionales y vibracionales PM6 proporcionan las entalpías de disociación de 298 K (ΔH₂₉₈). Estos métodos describen una rutina EI-IM-MS que puede determinar la termoquímica y las constantes de equilibrio para un rango de complejos de iones metálicos ternarios.

Introducción

Este estudio describe una nueva técnica utilizando un espectrómetro de masas de movilidad iónica disponible comercialmente que permite la determinación de la termoquímica relativa para la disociación de un complejo metálico ternario de unión metálica alternativa (amb) [amb + M (II) + NTA], donde M = Zn o Ni y NTA = ácido nitrilotriacético (Figura 1). Estas reacciones modelan la disociación de la proteína recombinante marcada con AMB unida al metal inmovilizado con NTA durante la cromatografía de afinidad metálica inmovilizada (IMAC)^1,2. Como ejemplo, este método se describe utiliz....