Name: イオン移動度質量分析法を用いたNi(II)およびZn(II)三元錯体の熱化学的研究 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-06-08T13:50:00.000+00:00
Duration: 16 min 11 s
Description: 学ぶイオン移動度質量分析法と分子モデリングを組み合わせた三元金属錯体の熱化学解析法。競合解離反応の経路と配位子親和性を評価し、タンパク質精製技術の最適化に貢献します。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

この資料は、1764436、NSF REUプログラム(CHE-1659852)、NSF機器サポート(MRI-0821247)、成功のための物理学と天文学奨学金(PASS)NSFプロジェクト(1643567)、ウェルチ財団(T-0014)、エネルギー省(TX-W-20090427-0004-50)およびL3コミュニケーションズのコンピューティングリソースによってサポートされている作業に基づいています。著者らは、ケント・M・アービン(ネバダ大学リノ校)とピーター・B・アーメントラウト(ユタ大学)がCRUNCHプログラムを共有し、PBAからのフィッティングに関するアドバイスをくれたことに感謝します。著者らは、シグマプログラムを共有してくれたカリフォルニア大学サンタバーバラ校のMichael T. Bowerのグループに感謝します。

<ol><li>Kim, Y. -M., Chen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ligand+binding+energy+in+%5B%28bipy%29Rh%28PCH%29%5D%2B+by+collision-induced+dissociation+threshold+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">Ligand binding energy in [(bipy)Rh(PCH)]+ by collision-induced dissociation threshold measurements.</a> International Journal of Mass Spectrometry. 202 (1-3), 1-3 (2000).</li>
<li>Plattner, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrospray+mass+spectrometry+beyond+analytical+chemistry%3A+Studies+of+organometallic+catalysis+in+the+gas+phase%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">Electrospray mass spectrometry beyond analytical chemistry: Studies of organometallic catalysis in the gas phase.</a> International Journal of Mass Spectrometry. 207 (3), 125-144 (2001).</li>
<li>Narancic, S., Bach, A., Chen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simple+fitting+of+energy-resolved+reactive+cross+sections+in+threshold+collision-induced+dissociation+%28T-CID%29+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physical+Chemistry+A%22%5BJournal%5D)">Simple fitting of energy-resolved reactive cross sections in threshold collision-induced dissociation (T-CID) experiments.</a> Journal of Physical Chemistry A. 111 (30), 7006-7013 (2007).</li>
<li>Ervin, K., Armentrout, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Systematic+and+random+errors+in+ion+affinities+and+activation+entropies+from+the+extended+kinetic+method%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">Systematic and random errors in ion affinities and activation entropies from the extended kinetic method.</a> Journal of Mass Spectrometry. 39 (9), 1004-1015 (2004).</li>
<li>Cooks, R. G., Wong, P. S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinetic+method+of+making+thermochemical+determinations%3A+Advances+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Accounts+of+Chemical+Research%22%5BJournal%5D)">Kinetic method of making thermochemical determinations: Advances and applications.</a> Accounts of Chemical Research. 31 (7), 379-386 (1998).</li>
<li>Ervin, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microcanonical+analysis+of+the+kinetic+method.+The+meaning+of+the+%26%2334%3Bapparent+entropy%26%2334%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Society+of+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">Microcanonical analysis of the kinetic method. The meaning of the &#34;apparent entropy&#34.</a> Journal of the American Society of Mass Spectrometry. 13 (5), 435-452 (2002).</li>
<li>Amarasinghe, C., Jin, J. -P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+affinity+tags+to+overcome+obstacles+in+recombinant+protein+expression+and+purification%5BTitle%5D)+AND+%22Protein+%26+Peptide+Letters%22%5BJournal%5D)">The use of affinity tags to overcome obstacles in recombinant protein expression and purification.</a> Protein & Peptide Letters. 22 (10), 885-892 (2015).</li>
<li>Bornhorst, J. A., Falke, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Purification+of+proteins+using+polyhistidine+affinity+tags%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Enzymology%22%5BJournal%5D)">Purification of proteins using polyhistidine affinity tags.</a> Methods in Enzymology. 326, 245-254 (2000).</li>
<li>Yousef, E. N., Angel, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+the+pH-dependent+formation+of+His+and+Cys+heptapeptide+complexes+of+nickel%28II%29%2C+copper%28II%29%2C+and+zinc%28II%29+as+determined+by+ion+mobility-mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">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.</a> Journal of Mass Spectrometry. 55 (3), 4489(2020).</li>
<li>Lin, Y. -F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Weak+acid-base+interactions+of+histidine+and+cysteine+affect+the+charge+states%2C+tertiary+structure%2C+and+Zn%28II%29-binding+of+heptapeptides%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Society+of+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">Weak acid-base interactions of histidine and cysteine affect the charge states, tertiary structure, and Zn(II)-binding of heptapeptides.</a> Journal of the American Society of Mass Spectrometry. 30, 2068-2081 (2019).</li>
<li>Wagoner, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+multiple+conformational+charge+states+of+zinc%28II%29+coordination+by+2His-2Cys+oligopeptide+investigated+by+ion+mobility+-+mass+spectrometry%2C+density+functional+theory+and+theoretical+collision+cross+sections%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">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.</a> Journal of Mass Spectrometry. 51 (12), 1120-1129 (2016).</li>
<li>Flores, A. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+of+Co%28II%29%2C+Ni%28II%29%2C+Zn%28II%29+complexes+of+alternative+metal+binding+heptapeptides+and+nitrilotriacetic+acid%3A+Discovering+new+potential+affinity+tags%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">Formation of Co(II), Ni(II), Zn(II) complexes of alternative metal binding heptapeptides and nitrilotriacetic acid: Discovering new potential affinity tags.</a> International Journal of Mass Spectrometry. 463, 116554(2021).</li>
<li>Flores, A. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermochemical+and+conformational+studies+of+Ni%28II%29+and+Zn%28II%29+ternary+complexes+of+alternative+metal+binding+peptides+with+nitrilotriacetic+acid%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">Thermochemical and conformational studies of Ni(II) and Zn(II) ternary complexes of alternative metal binding peptides with nitrilotriacetic acid.</a> International Journal of Mass Spectrometry. 473, 116792(2022).</li>
<li>Sesham, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+pH+dependent+Cu%28II%29+and+Zn%28II%29+binding+behavior+of+an+analog+methanobactin+peptide%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">The pH dependent Cu(II) and Zn(II) binding behavior of an analog methanobactin peptide.</a> European Journal of Mass Spectrometry. 19 (6), 463-473 (2013).</li>
<li>Choi, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Redox+activity+and+multiple+copper%28I%29+coordination+of+2His-2Cys+oligopeptide%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">Redox activity and multiple copper(I) coordination of 2His-2Cys oligopeptide.</a> Journal of Mass Spectrometry. 50 (2), 316-325 (2015).</li>
<li>Vytla, Y., Angel, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applying+ion+mobility-mass+spectrometry+techniques+for+explicitly+identifying+the+products+of+Cu%28II%29+reactions+of+2His-2Cys+motif+peptides%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Applying ion mobility-mass spectrometry techniques for explicitly identifying the products of Cu(II) reactions of 2His-2Cys motif peptides.</a> Analytical Chemistry. 88 (22), 10925-10932 (2016).</li>
<li>Yousef, E. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ion+mobility-mass+spectrometry+techniques+for+determining+the+structure+and+mechanisms+of+metal+ion+recognition+and+redox+activity+of+metal+binding+oligopeptides%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Ion mobility-mass spectrometry techniques for determining the structure and mechanisms of metal ion recognition and redox activity of metal binding oligopeptides.</a> Journal of Visualized Experiments. (151), e60102(2019).</li>
<li>Ilesanmi, A. B., Moore, T. C., Angel, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((pH+dependent+chelation+study+of+Zn%28II%29+and+Ni%28II%29+by+a+series+of+hexapeptides+using+electrospray+ionization+-+Ion+mobility+-+Mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">pH dependent chelation study of Zn(II) and Ni(II) by a series of hexapeptides using electrospray ionization - Ion mobility - Mass spectrometry.</a> International Journal of Mass Spectrometry. 455, 116369(2020).</li>
<li>Armentrout, P. B., Ervin, K. M., Rodgers, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Statistical+rate+theory+and+kinetic+energy-resolved+ion+chemistry%3A+Theory+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physical+Chemistry+A%22%5BJournal%5D)">Statistical rate theory and kinetic energy-resolved ion chemistry: Theory and applications.</a> Journal of Physical Chemistry A. 112 (41), 10071-10085 (2008).</li>
<li>Dalleska, N. F., Honma, K., Sunderlin, L. S., Armentrout, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solvation+of+transition+metal+ions+by+water.+Sequential+binding+energies+of+M%2B%28H2O%29x+%28x+%3D+1-4%29+for+M+%3D+Ti+to+Cu+determined+by+collision-induced+dissociation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">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.</a> Journal of the American Chemical Society. 116 (8), 3519-3528 (1994).</li>
<li>Ervin, K. M., Armentrout, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Translational+energy+dependence+of+Ar+%2B+XY+%E2%86%92+ArX%2B+%2B+Y+%28XY+%3D+H2%2CD2%2CHD%29+from+thermal+to+30+eV+c.m%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">Translational energy dependence of Ar + XY → ArX+ + Y (XY = H2,D2,HD) from thermal to 30 eV c.m.</a> Journal of Chemical Physics. 83, 166-189 (1985).</li>
<li>DeTuri, V. F., Ervin, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Competitive+threshold+collision-induced+dissociation%3A+Gas-phase+acidities+and+bond+dissociation+energies+for+a+series+of+alcohols%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physical+Chemistry+A%22%5BJournal%5D)">Competitive threshold collision-induced dissociation: Gas-phase acidities and bond dissociation energies for a series of alcohols.</a> Journal of Physical Chemistry A. 103 (35), 6911-6920 (1999).</li>
<li>Iceman, C., Armentrout, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collision-induced+dissociation+and+theoretical+studies+of+K%2B+complexes+with+ammonia%3A+a+test+of+theory+for+potassium+ions%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">Collision-induced dissociation and theoretical studies of K+ complexes with ammonia: a test of theory for potassium ions.</a> International Journal of Mass Spectrometry. 222 (1-3), 329-349 (2003).</li>
<li>Rodgers, M. T., Ervin, K. M., Armentrout, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Statistical+modeling+of+collision-induced+dissociation+thresholds%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">Statistical modeling of collision-induced dissociation thresholds.</a> Journal of Chemical Physics. 106, 4499-4508 (1997).</li>
<li>Rodgers, M. T., Armentrout, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Statistical+modeling+of+competitive+threshold+collision-induced+dissociation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">Statistical modeling of competitive threshold collision-induced dissociation.</a> Journal of Chemical Physics. 109, 1787-1800 (1998).</li>
<li>Armentrout, P. B., Ervin, K. M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aArmentrout%2C+PB+%22CRUNCH%2C+Fortran+program%2C+version+5.2002%22">CRUNCH, Fortran program, version 5.2002</a>. , (2016).</li>
<li>Pringle, S. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+investigation+of+the+mobility+separation+of+some+peptide+and+protein+ions+using+a+new+hybrid+quadrupole%2Ftravelling+wave+IMS%2Foa-ToF+instrument%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">An investigation of the mobility separation of some peptide and protein ions using a new hybrid quadrupole/travelling wave IMS/oa-ToF instrument.</a> International Journal of Mass Spectrometry. 261 (1), 1-12 (2007).</li>
<li>Smith, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deciphering+drift+time+measurements+from+travelling+wave+ion+mobility+spectrometry-mass+spectrometry+studies%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">Deciphering drift time measurements from travelling wave ion mobility spectrometry-mass spectrometry studies.</a> European Journal of Mass Spectrometry. 15 (2), 113-130 (2009).</li>
<li>Forsythe, J. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collision+cross+section+calibrants+for+negative+ion+mode+traveling+wave+ion+mobility-mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Collision cross section calibrants for negative ion mode traveling wave ion mobility-mass spectrometry.</a> Analyst. 140 (20), 6853-6861 (2015).</li>
<li>Allen, S. J., Giles, K., Gilbert, T., Bush, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ion+mobility+mass+spectrometry+of+peptide%2C+protein%2C+and+protein+complex+ions+using+a+radio-frequency+confining+drift+cell%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Ion mobility mass spectrometry of peptide, protein, and protein complex ions using a radio-frequency confining drift cell.</a> Analyst. 141 (3), 884-891 (2016).</li>
<li>Salbo, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Traveling-wave+ion+mobility+mass+spectrometry+of+protein+complexes%3A+accurate+calibrated+collision+cross-sections+of+human+insulin+oligomers%5BTitle%5D)+AND+%22Rapid+Communications+in+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">Traveling-wave ion mobility mass spectrometry of protein complexes: accurate calibrated collision cross-sections of human insulin oligomers.</a> Rapid Communications in Mass Spectrometry. 26 (10), 1181-1193 (2012).</li>
<li>Stewart, J. J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimization+of+parameters+for+semiempirical+methods+V%3A+Modification+of+NDDO+approximations+and+application+to+70+elements%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Molecular+Modeling%22%5BJournal%5D)">Optimization of parameters for semiempirical methods V: Modification of NDDO approximations and application to 70 elements.</a> Journal of Molecular Modeling. 13, 1173(2007).</li>
<li>Frisch, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFrisch%2C+MJ+%22Gaussian+09%2C+Revision+C.01.+Wallingford+CT%3A+Gaussian%2C+Inc%22">Gaussian 09, Revision C.01. Wallingford CT: Gaussian, Inc</a>. , (2012).</li>
<li>Becke, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Density-functional+thermochemistry.+III.+The+role+of+exact+exchange%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">Density-functional thermochemistry. III. The role of exact exchange.</a> Journal of Chemical Physics. 98, 5648-5652 (1993).</li>
<li>Wyttenbach, T., von Helden, G., Batka, J. J., Carlat, D., Bowers, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+the+long-range+potential+on+ion+mobility+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Society+of+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">Effect of the long-range potential on ion mobility measurements.</a> Journal of the American Society of Mass Spectrometry. 8, 275-282 (1997).</li>
<li>Shvartsburg, A. A., Jarrold, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+exact+hard-spheres+scattering+model+for+the+mobilities+of+polyatomic+ions%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">An exact hard-spheres scattering model for the mobilities of polyatomic ions.</a> Chemical Physics Letters. 261 (1-2), 86-91 (1996).</li>
<li>Heerdt, G., Zanotto, L., Souza, P. C. T., Araujo, G., Skaf, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collision+cross+section+calculations+using+HPCCS%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">Collision cross section calculations using HPCCS.</a> Methods in Molecular Biology. 2084, 297-310 (2020).</li>
<li>Zanotto, L., Heerdt, G., Souza, P. C. T., Araujo, G., Skaf, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+performance+collision+cross+section+calculation-HPCCS%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Computational+Chemistry%22%5BJournal%5D)">High performance collision cross section calculation-HPCCS.</a> Journal of Computational Chemistry. 39 (21), 1675-1681 (2018).</li>
<li>https://cccbdb.nist.gov/pollistx.asp. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://cccbdb.nist.gov/pollistx.asp">https://cccbdb.nist.gov/pollistx.asp</a> (2022).</li>
<li>Raja, U. K. B., Injeti, S., Culver, T., McCabe, J. W., Angel, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probing+the+stability+of+insulin+oligomers+using+electrospray+ionization+ion+mobility+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">Probing the stability of insulin oligomers using electrospray ionization ion mobility mass spectrometry.</a> European Journal of Mass Spectrometry. 21 (6), 759-774 (2015).</li>
<li>Merenbloom, S. I., Flick, T. G., Williams, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+hot+are+your+ions+in+TWAVE+ion+mobility+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Society+of+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">How hot are your ions in TWAVE ion mobility spectrometry.</a> Journal of the American Society of Mass Spectrometry. 23 (3), 553-562 (2012).</li>
</ol>

著者らには開示すべき利益相反はありません。

重要なステップ ES-IM-MS しきい値衝突誘発解離 (TCID) 解析。 TCIDは、衝突セルとしてアルゴンの存在下での転送T波セルを使用した。解離に先立ち、前駆体イオンは、イオン移動度(IM)セルを通過する際に窒素ガスとの低エネルギー衝突によって熱化される。これは、トラップをコリジョンセル6、40として使用することによって達成されるよりも再現性のあるエネルギー分解TCIDをもたらす。解離前の[amb+M(II)+NTA]- の熱化はまた、三元錯体の利用可能な内部エネルギーを298Kの温度を用いて特徴付けることを可能にする。転写セル内での解離とは、三元複合体およびその生成イオンが検出器への同じ平均到着時間を有することも意味し、これは、転写セル内でのみ起こった三元複合体の解離を特定するのに有用であった。解離が起こり得る他の領域は、ES源(これを避けるためにサンプリングコーンは25Vに保たれる)またはIMセルの入り口である。こ...

この研究は、代替金属結合(amb)三元金属錯体[amb + M(II)+NTA](M = ZnまたはNiおよびNTA = ニトリロ三酢酸)の解離のための相対熱化学の決定を可能にする市販のイオン移動度質量分析計を用いた新しい技術を説明する(図1)。これらの反応は、固定化金属アフィニティークロマトグラフィー(IMAC)1,2中のNTA固定化金属に結合したambタグ付き組換えタンパク質の解離をモデル化する。一例として、この方法は、amb AおよびHのambヘプタペプチドタグ(図2)を用いて記載される(先行研究3、4、5、6、7、8、9、10、11、12)は、Zn(II)およびNi(II)結合特性を示し、したがって、精製タグとしての潜在的な用途を有する。しかしながら、記載されたプロセスは、任意の有機金属系における熱化学エネルギーを評価するために使用することができる。これらのambペプチドは、NTAのカルボキシレート部位およびアミン部位と競合するAa1−Aa2およびAa6−Aa7位に金属結合部位を有する。3つの中心ambアミノ酸は、スペーサー(Gly3)、2つのアームのヒンジ(Pro4)、および長距離π金属カチオン相互作用(Tyr5)を提供する。
[amb+M(II)+NTA]-錯体の全体的な1-電荷状態は、それらの潜在的な結合部位のプロトン化状態によって決定される。2+酸化状態のNi(II)またはZn(II)が存在するため、3つの脱プロトン化された負電荷部位の正味がなければならない。[amb+M(II)+NTA]-複合体の分子モデリングは、これらがNTAからの2つの陽子とambからの1つの陽子(すなわち、[amb-H+M(II)+NTA-2H]-)であると予測する。生成物チャネルは、イオン種および中性種(すなわち、[NTA-3H+M(II)]- + ambまたは[amb-3H+M(II)]- + NTA)を含む。原稿では、複合体の名前に「-3H」が除外されていますが、読者は-3Hが暗示されていることを知っておくべきです。この装置は、2つのイオン質量電荷(m / z)種の相対強度を測定します。ES-IM-MS分析の主な属性は、ここおよび以前のAMB研究3,4,5,6,7,8,9,10,11,12で利用されているように、特定のM / Z種の反応性を調べることができることです。
衝突誘発解離を用いた大型錯体の熱化学的データの取得は、重要な関心の対象である13,14。キネティック法を含む方法論は、ある範囲のエネルギーにわたってデータをフィッティングするのに役立たず、また、多重衝突環境15,16,17,18を説明するものでもない。ここで、Armentrout、Ervin、Rodgersによる誘導イオンビームタンデム質量分析法を用いて開発された閾値CID(TCID)法は、走行波イオンガイドを利用した新しいES-IM-MS機器プラットフォームに19で適用されています。TCID法は、三元錯体の2つの生成物チャネルへの解離の相対熱化学的分析を可能にし、反応物(本研究における三元錯体)と不活性標的ガス(この場合はアルゴン)の並進エネルギー間の衝突エネルギーの移動を記述する閾値法則を含む。この方法は、反応物の内部エネルギー分布20にわたる積分、反応物と標的ガス21との間の並進エネルギー分布、および総角運動量分布22、23を含む。解離確率および生成物の観察のための限られた時間枠から生じる動態シフトの統計的ライス・ラムスペルガー・カッセル・マーカス(RRKM)補正が含まれる24。2つの独立した製品チャネルの場合、競合TCID方式により、競合する2つの製品チャネルを同時にフィッティングできます。複合体の解離は、生成物の性質を有するが、ロックダイポール25によって一緒に保持される軌道遷移状態を通る。TCID法はCRUNCHプログラム26に組み込まれており、ここでは三元系[amb+M(II)+NTA]-錯体の2つの解離チャネルの熱化学を評価するためのユーザインタフェースの動作について説明する。CRUNCHプログラムは、開発者26からの要求に応じて利用可能です。

<table><tbody><tr><td>アセトニトリルHPLCグレード</td><td>フィッシャーサイエンティフィック社製 (www.Fishersci.com)</td><td>A998SK-4</td><td></td></tr><tr><td>代替金属結合型(amb)ペプチド</td><td>PepmicCo社製(www.pepmic.com)</td><td></td><td>設計ペプチドは、</td></tr><tr><td>酢酸アンモニウム(超高純度)</td><td>VWR</td><td>97061-014</td><td></td></tr><tr><td>水酸化アンモニウム(微量金属グレード)</td><td>フィッシャーサイエンティフィック社製 (www.Fishersci.com)</td><td>A512-P500</td><td></td></tr><tr><td>Driftscope 2.1 ソフトウェアプログラム</td><td>Waters (www.waters.com)</td><td></td><td>ソフトウェア解析プログラム</td></tr><tr><td>Gaussian 09</td><td>Gaussian</td><td></td><td>Electronic Structure Modeling Software</td></tr><tr><td>GaussView</td><td>Gaussian</td><td></td><td>Graphical Interface to Visualize Computations</td></tr><tr><td>氷酢酸 (Optima grade)</td><td>Fisher Scientific (www.Fishersci.com)</td><td>A465-250</td><td></td></tr><tr><td>イオンスケール Lennard-Jones (LJ) 法</td><td>カリフォルニア</td><td>大学サンタバーバラ校の Sigma</td><td></td> Michael T. Bowers グループ</tr><tr><td>MassLynx 4.1</td><td>Waters (www.waters.com)</td><td></td> <td>ソフトウェア分析プログラム</td></tr><tr><td>Microcentrifuge Tubes</td><td>VWR</td><td>87003-294</td><td>1.7 mL, ポリプロピレン</td></tr><tr><td>Microcentrifuge Tubes</td><td>VWR</td><td>87003-298</td><td>2.0 mL,ポリプロピレン</td></tr><tr><td>硝酸Ni(II)六水和物(純度99%)</td><td>Sigma-Aldrich(www.sigmaaldrich.com)</td><td>A15540</td><td></td></tr>ポリ<tr><td>DL-アラニン</td><td>Sigma-Aldrich(www.sigmaaldrich.com)</td><td>P9003-25MG</td><td></td></tr><tr><td>ウォーターズSynapt G1 HDMS</td><td>ウォーターズ(www.waters.com)</td><td></td><td>&nbsp;四重極 - イオン移動度 - 飛行時間型質量分析計</td></tr><tr><td>Zn(II) 硝酸六水和物 (99%+ 純度)</td><td>Alfa Aesar (www.alfa.com)</td><td>12313</td><td></td></tr></tbody></table>

イオン移動度質量分析法を用いたni(ii)およびzn(ii)三元錯体の熱化学的研究

Thermochemical Studies of Ni(II) and Zn(II) Ternary Complexes Using Ion Mobility-Mass Spectrometry

この記事では、エレクトロスプレーイオン移動度質量分析(ES-IM-MS)とエネルギー分解閾値衝突誘起解離(TCID)を使用して、負電荷[amb+M(II)+NTA]-三元錯体の2つの製品チャネルへの解離の熱化学を測定する実験プロトコルについて説明します。 + amb、ここでM=ZnまたはNiおよびNTAはニトリロ三酢酸である。この複合体は、一次構造アセチル-His 1-Cys 2-Gly 3-Pro 4-Tyr 5-His 6-Cys 7またはアセチル-Asp 1-Cys 2-Gly3-Pro 4-Tyr 5-His 6-Cys 7を有する代替金属結合(amb)ヘプタペプチドの1つを含み、ここでアミノ酸はAa1,2,6,7 位置は潜在的な金属結合部位である。三元複合体とその生成物の幾何学的に最適化された定常状態は、電子エネルギーとその衝突断面積(CCS)をES-IM-MSによって測定されたものと比較することによって、量子化学計算(現在はPM6半経験的ハミルトニアン)から選択された。PM6周波数計算から、三元複合体とその生成物の分子パラメータは、競合TCID法を用いて2つの生成物チャネルのエネルギー依存強度をモデル化し、解離の0Kエンタルピー(ΔH0)に関連する反応の閾値エネルギーを決定する。PM6の回転周波数と振動周波数を用いた統計力学の熱およびエントロピー補正は、解離の298Kエンタルピー(ΔH298)を提供する。これらの方法は、一連の三元金属イオン錯体の熱化学および平衡定数を決定することができるEI-IM-MSルーチンを記述する。

AとHの[amb+M(II)+NTA]-三元錯体の[amb+M(II)]-+NTAまたは[NTA+M(II)]-+ambへの競合衝突誘発解離を図3に示す。amb は A または H のいずれかで示され、M = Zn または Ni として表示されます。[A+Zn(II)+NTA]-三元複合体(図3A)は、[A+Zn(II)]を生成するために約0.7eVの衝突エネルギー(CE)と[NTA+Zn(II)]を生成するために約0.9eVの見かけ上の閾値を示す。[A+Ni(II)+NTA]-錯体(図3B)の解離は、[NTA+Ni(II)]-および[A+Ni(II)]-生成物の両方について...

この記事では、エレクトロスプレー-イオン移動度-質量分析、半経験的量子計算、およびエネルギー分解閾値衝突誘起解離を使用して、関連する三元金属錯体の解離の相対熱化学を測定する実験プロトコルについて説明します。

イオン移動度質量分析法を用いたNi(II)およびZn(II)三元錯体の熱化学的研究

This article describes an experimental protocol using electrospray-ion mobility-mass spectrometry (ES-IM-MS) and energy-resolved threshold ...

この新しい技術は、イオン移動度質量分析と分子モデリングおよび反応動力学理論を組み合わせて、三元錯体の2つの競合する解離反応の相対熱化学を決定します。これらの技術の組み合わせは、反応物および生成物の反応経路、立体配座構造、および金属イオンと三元錯体を形成するリガンドの親和性を特徴付ける。この研究では、組換えタンパク質精製のための2つの潜在的なペプチドタグの反応性をモデル化し、タグは固定化された金属親和性カラムでニトリロ三酢酸によってキレート化された金属と反応します。まず、2ミリリットルのサンプルを2.5ミリリットルの鈍い鼻のシリンジに入れ、機器のシリンジポンプを使用して毎分10マイクロリットルの流量でサンプルを機器のエレクトロスプレーに注入します。装置を負イオン移動度質量分析またはIM-MSモードにします。質量分析プログラムを開いてスペクトルを選択することにより、負に帯電した代替金属結合三元錯体(amb-metal-NTA錯体)の質量電荷同位体パターンを特定します。次に、[ツール]、[同位体モデル]の順に選択します。ポップアップウィンドウで、錯体の分子式を一覧表示し、[荷電イオンを表示]チェックボックスをオンにして、負の電荷に1を入力し、表示された錯体の同位体パターン OK.In をクリックして、最小質量ピークをメモします。計測器ソフトウェアで、[セットアップ]、[クワッドプロファイル]の順に選択します。次に、[手動固定]を選択し、最も低い同位体パターンピークの質量を入力します。[更新]をクリックしてウィンドウを閉じます。もう一度、[セットアップ]を選択し、[クワッドの解決]をクリックします。5分間の実行時間と2秒のスキャン時間を使用して、最初の転送衝突エネルギーから始まるマイナスイオンIM-MSスペクトルを収集します。繰り返して、他の各衝突エネルギーのIM-MSスペクトルを収集します。三元 amb-金属-NTA 錯体と 2 つの生成物 (NTA - 金属錯体と amb-金属錯体) の積分到着時間分布 (ATD 領域) を利用して、相対的なパーセンテージスケールに正規化します。反復閾値衝突誘発解離(TCID)測定値から、各データポイントの平均偏差と標準偏差を求めます。次に、ラボフレーム転送衝突エネルギーを重心衝突エネルギーに変換します。衝突断面積を測定するには、機器の動作条件を使用して、10 ppmのポリDL-アラニン(PA)サンプルのマイナスイオンIM-MSスペクトルを10分間収集します。その後、各三元複合体のIM-MSスペクトルを5分間収集する。各PAおよび三元錯体のATDを抽出し、ドリフト時間保持オプションを使用してそれらのファイルを質量分析ソフトウェアにエクスポートします。対応するATD曲線の最大値から平均到着時間を求めます。断面キャリブレーション法を使用して、平均到達時間を三元複合体の衝突断面積に変換します。CRUNCHのメインメニューから、重心のエネルギー、または製品のECM依存の相対強度を含むGB5テキストファイルを開きます。パラメータを読み取るには、いいえと応答します。次に、[モデリング]、[すべてのパラメーターの設定]の順に選択します。反応モデルオプションから、デフォルトのしきい値CIDオプションを選択し、その後に三元複合体のエネルギー伝達分布を積分したRRKMを選択します。モデル化された独立した製品チャネルに対して 2 を入力し、断面の計算 を選択します。非畳み込みモデルのタイプには、衝突セルから飛行時間検出器までの 50 マイクロ秒のタイム ウィンドウによる運動シフトの統計的 RRKM 補正を含む 0 ケルビン断面積を選択します。畳み込みオプションには、三元錯イオンとアルゴン衝突ガスの間の並進エネルギー分布上の畳み込みを含むティアナンの二重積分を選択します。数値積分法では、断面が事前に保存されたガウス求積法を選択します。分子パラメータを入力するためのオプションから、Gと入力して、三元複合体のPM6振動および回転周波数を含む構造モデリングファイルを読み取ります。答え 質問に「はい」:反応物の1つは原子ですか?モデリング ファイルの場所と名前を記述します。イオンの電荷に 1、アルゴンガスの分極率に 1.664 を入力します。イオンの質量とターゲットの質量は、それぞれ三元錯体とアルゴンの質量であり、GB5テキストファイルから自動的に読み取られます。高調波振動の場合は 0 を入力します。Enter キーを押して、構造モデリング ファイルから 1-D および 2-D 回転定数を読み取ります。ヒンダードローター処理のデフォルト値は0、分子対称性には1を選択します。反応物温度のデフォルトの300ケルビンを選択します。状態配列の密度を下げる方法として [積分] を選択します。[はい]を選択して、エネルギー分布を切り捨てます。分布の最大エネルギーには 40000 の波数、ビンのサイズには 2 の波数、エネルギー分布のポイント数には 32 を入力します。TCID/RRKM モデルのパラメータについては、[変更] に [はい] を選択し、固定時間に 0、検出ウィンドウの上限に 0.000050 秒を入力します。製品チャネル 1 の場合、解離チャネル オプションから 1 つの遷移状態に対して 1 を選択し、順次解離しない場合は 0 を選択します。遷移状態タイプとして、オービットに 1 を選択します。Gを選択して、金属複合体とNTA製品のPM6回転および振動パラメータを含むモデリングプログラムファイルを読み込みます。「いいえ」と入力:相空間極限遷移状態(PSL TS)の1つは原子種ですか?金属複合ファイルの場所と名前を入力します。スケール周波数に1.062を使用し、原子数に対してEnterキーを押し、次の場合はNoと入力します:分子は線形ですか?NTA製品の振動周波数と回転周波数を含むモデリングファイルについても同じことを繰り返します。軌道を回るTSの説明を入力します。金属イオンの電荷に1.0を入力し、NTAの分極率と双極子モーメントを入力します。回転温度には0ケルビンを選択し、軌道遷移状態の処理にはロック双極子を選択します。金属イオンとNTAの平均質量を入力します。Enter キーを押して、モデリング ファイルから 1-D および 2-D 回転定数を読み取ります。ヒンダードローターの場合は0、分子対称性の場合は1、反応縮退の場合は1を選択します。[変更なし]オプションを入力します。製品チャネル 2 の場合、単一の遷移状態の場合は 1、順次解離の場合はなし の場合は 0、遷移状態タイプの場合はオービットに 1 を選択します。Gを選択して、NTA金属錯体およびAMB製品のPM6回転および振動パラメータを含むモデリングファイルを読み込みます。次に、軌道を回るTSの説明を入力します。NTA金属錯イオンの電荷に1.0を入力し、ambの分極率と双極子モーメントを入力します。回転温度には0ケルビンを選択し、軌道遷移状態の処理にはロック双極子を選択します。NTA金属錯体とamb製品の平均質量を入力します。Enter キーを押して、モデリング ファイルから 1-D および 2-D 回転定数を読み取ります。ヒンダードローターの場合は0、分子対称性の場合は1、反応縮退の場合は1を選択します。次に、「変更なし」と入力します。非アクティブな 2-D 回転を処理するには、統計的角運動量分布の既定のオプションを選択し、P-E、G over J 分布を積分します。積分のポイント数にデフォルト値の 32 を使用します。[モデル]メニューで、[データを適合するようにパラメータを最適化]を選択し、データの適合を開始および終了するための最小エネルギーと最大エネルギーをそれぞれ入力します。重み付けモデルの実験標準偏差には 1 を選択します。データに基づいて、通常0.01〜0.001の最小許容標準偏差を選択します。E0収束限界のデフォルト値を使用し、現在の値にパラメータを保持するには[いいえ]を選択し、下限と上限は0.5と2.0電子ボルト、微分評価法は2です。「最適化」メニューから、「最適化の開始」を選択します。CRUNCHプログラムは、選択したTCIDモデルを実験データに最適化します。最後に、モデルメニューで、2つの解離チャネルの熱化学的評価のために、TのデルタHとSを選択します。代表的な画像は、代替金属結合AおよびHペプチドの一次構造を示す。色は潜在的な金属結合部位を強調します。ここでは、アンブメタルおよびNTAメタル生成イオンを形成するためのエネルギー依存性を示します。amb-金属-NTA三元複合体の50%解離がある重心衝突エネルギーがグラフに含まれています。代表的な画像は、エネルギー分解TCID法のダイナミクスモデルを示しています。ambH-亜鉛-NTA錯体とアルゴンの衝突により、ambH-亜鉛錯体と遊離NTA、またはNTA-亜鉛錯体と遊離ambH生成物に解離します。閾値エネルギーE1およびE2は、それぞれambH-亜鉛-NTA錯体からambH-亜鉛錯体および遊離NTAへの反応、またはambH-亜鉛-NTA錯体からNTA-亜鉛錯体および遊離ambHへの反応の解離の0ケルビンエンタルピーに相当します。ここでは、PM6形状に最適化されたAとHの三元金属-金属-NTA錯体を示します。これらの配座体は、実験データのTCIDモデリングに使用され、PM6電子エネルギーと、IM-MSで測定された衝突断面積と比較して衝突断面積の計算方法を比較することにより、他の候補構造から選択されました。これらの画像には、4つの金属-NTA錯体のエネルギー分解TCIDが示されています。種AおよびHについて、畳み込みCRUNCH閾値適合を有するアンブ金属およびNTA金属の生成物イオンをここに示す。エネルギー値は、アンブメタルNTAからアンブメタルと遊離NTA、またはアンブメタL-NTAからNTAメタルとフリーアンブへの反応に対する0ケルビンでの解離エンタルピーです。ここでは、会合のギブズ自由エネルギー(キロジュール/モル)と解離エンタルピー(正味ゼロケルビン)から導かれる形成定数と、PM6パラメータを使用した静的力学計算との比較を示します。NTA-ニッケルと遊離ambAの反応は、最も高い形成定数を示し、ambAタグ付きタンパク質がNTA-ニッケルによってアフィニティーカラム内に固定化される反応を表します。クランチフィッティングでは、正確な閾値エネルギーを得るために、反応物と生成物を注意深くスクリーニングする必要があります。構造と信頼性の高い分子パラメータを得るには、分子モデリングの専門知識が必要です。ここで説明する全体的な方法は、金属補因子とタンパク質の活性部位に結合して酵素機能をブロックするように構成された分子の有効性をスクリーニングするために開発できます。

thermochemical-studies-ni-ii-zn-ii-ternary-complexes-using-ion

Research

JoVE Journal

Chemistry

化学

イオンモビリティー質量分析法は、その衝突断面積と質量に基づいて、イオンを分離する新興気相技術です。方法は、タンパク質複合体の全体的なトポロジーと形状の三次元情報を提供します。ここで、我々は、機器設定や最適化、ドリフト時間のキャリブレーション、およびデータ解釈のための基本的な手順を概説する。...

T波イオンモビリティー質量分析：タンパク質複合体解析のための基本的な実験手順

マウスの臓器内の亜鉛同位体比を高精度で測定する技術を紹介します。...

マウス臓器に印加される高精度の亜鉛同位体測定

エレクトロスプレーイオン化Orbitrap質量分析による、水銀(II)とジシステニルテトラペプチドの異なる相対比で形成された複合体の特性評価が提示されます。...

エレクトロスプレーイオン化質量分析法によるDicysteinylテトラペプチドと水銀（II）の錯体の研究

ここでは、金属ガラスの構造変換の元場と現場での調査を記述するプロトコルを提案する.超微細相互作用を検査する原子力ベース分析法を採用しました。温度駆動実験中にシンクロトロン放射光核共鳴前方散乱メスバウアー分光法の適用可能性を示す.

Ex その場その場で調査構造変換の方法: 金属ガラスの結晶化の事例

質量分析 (MS) は、高分子アセンブリのダイナミクスと構造調査のための重要なツールとして浮上しています。ここでは、我々 はタンパク質複合体形成とリガンドを尋問する MS ・ ベース ・...

タンパク質のアーキテクチャと統合構造質量分析法によるタンパク質-リガンド複合体の分析

進化したガスの流量の精密測定は、反応の詳細を研究するキーです。我々...

ガス発生反応の熱重量測定-質量スペクトル解析による定量的解析

イオンモビリティ質量分析および分子モデリング技術は、設計された金属結合ペプチドおよび銅結合ペプチドメタノバクチンの選択的金属キレート性能を特徴付けることができる。金属キレートペプチドの新しいクラスを開発することは、金属イオンの不均衡に関連する疾患の治療につながるのに役立ちます。...

金属イオン認識の構造とメカニズムを決定するイオン移動質量分析技術と金属結合オリゴペプチドの酸化還元活性

低運動エネルギーの中性SO2クラスター(&lt;0.8...

クラスターによる脱着/イオン化質量分析による、表面上の複雑分子とその反応の解析

表面分析用のナノ粒子を調製するための多くの異なる手順(ドロップキャスティング、スピンコーティング、粉末からの堆積、およびcryofixation)が提示されています。各方法の課題、機会、応用例、特に様々な調製方法による表面特性の変化について議論する。...

ToF-SIMSおよびXPS分析用ナノ粒子の調製

この研究は、熱暴走(TR)を受けているリチウムイオン電池のカソードおよびアノード材料の反応速度を決定することを目的としています。同時熱分析(STA)/フーリエ変換赤外(FTIR)分光計/ガスクロマトグラフィー質量分析(GC-MS)を使用して、熱イベントを明らかにし、発生ガスを検出しました。...

リチウムイオン電池の分解メカニズムの同定と定量化。熱暴走モデリングのための熱流シミュレーションへの入力

イオン移動度分析(IMS)は、生体分子の特性評価のための質量分析を補完する興味深いものであり、特に異性化に敏感であるためです。このプロトコルは、分子の単離とその断片の移動度プロファイルの生成を可能にするタンデムIMS(IMS/IMS)実験を記述します。...

タンデムイオン移動度実験のための周期的イオン移動度分光計の使用

学ぶイオン移動度質量分析法と分子モデリングを組み合わせた三元金属錯体の熱化学解析法。競合解離反応の経路と配位子親和性を評価し、タンパク質精製技術の最適化に貢献します。

イオン移動度質量分析法を用いたNi(II)およびZn(II)三元錯体の熱化学的研究

さらに動画を探す