Études thermochimiques des complexes ternaires Ni(II) et Zn(II) à l’aide de la mobilité ionique et de la spectrométrie de masse

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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Article de méthode

Études thermochimiques des complexes ternaires Ni(II) et Zn(II) à l’aide de la mobilité ionique et de la spectrométrie de masse

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DOI :

10.3791/63722

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8 juin 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

Dans cet article

Résumé

Cet article décrit un protocole expérimental utilisant la spectrométrie de masse de mobilité des ions électrospray, des calculs quantiques semi-empiriques et la dissociation induite par collision de seuil résolu en énergie pour mesurer la thermochimie relative de la dissociation de complexes métalliques ternaires apparentés.

Résumé

Cet article décrit un protocole expérimental utilisant la spectrométrie de masse de mobilité par électronébulisation ionique (ES-IM-MS) et la dissociation induite par collision à seuil résolu en énergie (TCID) pour mesurer la thermochimie de la dissociation des complexes ternaires [amb+M(II)+NTA]- chargés négativement en deux canaux de produits : [amb+M(II)] + NTA ou [NTA+M(II)]^- + amb, où M = Zn ou Ni et NTA est l’acide nitrilotriacétique. Les complexes contiennent l’un des heptapeptides alternatifs de liaison aux métaux (amb) avec les structures primaires acétyl-His 1-Cys 2-Gly 3-Pro 4-Tyr 5-His 6-Cys 7 ou acétyl-Asp 1-Cys 2-Gly_3-Pro _4-Tyr _5-His 6-Cys 7, où les acides aminés Aa _1,2,6,7 Les positions sont les sites potentiels de liaison des métaux. Les états stationnaires optimisés pour la géométrie des complexes ternaires et de leurs produits ont été sélectionnés à partir de calculs de chimie quantique (actuellement le hamiltonien semi-empirique PM6) en comparant leurs énergies électroniques et leurs sections efficaces de collision (CCS) à celles mesurées par ES-IM-MS. À partir des calculs de fréquence PM6, les paramètres moléculaires du complexe ternaire et de ses produits modélisent les intensités dépendantes de l’énergie des deux canaux de produits en utilisant une méthode TCID compétitive pour déterminer les énergies seuils des réactions qui se rapportent aux enthalpies 0 K de dissociation (ΔH₀). Les corrections thermiques et d’entropie de la mécanique statistique utilisant les fréquences de rotation et de vibration PM6 fournissent les 298 K enthalpies de dissociation (ΔH₂₉₈). Ces méthodes décrivent une routine EI-IM-MS qui peut déterminer la thermochimie et les constantes d’équilibre pour une gamme de complexes d’ions métalliques ternaires.

Introduction

Cette étude décrit une nouvelle technique utilisant un spectromètre de masse à mobilité ionique disponible dans le commerce qui permet de déterminer la thermochimie relative pour la dissociation d’un complexe métallique ternaire de liaison métallique alternative (amb) [amb + M (II) + NTA], où M = Zn ou Ni et NTA = acide nitrilotriacétique (Figure 1). Ces réactions modélisent la dissociation de la protéine recombinante marquée par amb attachée au métal immobilisé par le NTA au cours de la chromatographie d’affinité pour les métaux immobilisés (IMAC)^1,2. A titre d’exemple, cette mét....