금속 결합 올리고펩타이드의 금속 이온 인식 및 Redox 활성의 구조 및 메커니즘을 결정하기 위한 이온 이동성 질량 분광법 기술

Enas  N. Yousef; Ramakrishna Sesham; Jacob  W. McCabe; Rajpal Vangala; Laurence A. Angel

doi:10.3791/60102

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방법 논문

금속 결합 올리고펩타이드의 금속 이온 인식 및 Redox 활성의 구조 및 메커니즘을 결정하기 위한 이온 이동성 질량 분광법 기술

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DOI:

10.3791/60102

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2019년 9월 7일

Enas N. Yousef¹ , Ramakrishna Sesham¹ , Jacob W. McCabe¹ , Rajpal Vangala¹ , Laurence A. Angel¹

¹Department of Chemistry, Texas A&M University-Commerce

이 논문에서

요약

이온 이동성 질량 분광법 및 분자 모델링 기술은 설계된 금속 결합 펩타이드 및 구리 결합 펩티드 메탄오박틴의 선택적 금속 킬레이트화 성능을 특성화할 수 있다. 금속 킬레이트 펩티드의 새로운 클래스를 개발하는 것은 금속 이온 과다 균형과 관련된 질병에 대한 치료제로 이어질 도움이 될 것입니다.

초록

전기 분무 이온화 (ESI)는 질량, 전체 전하, 금속 결합 상호 작용 및 형태 모양을 보존하면서 수성 상 펩타이드 또는 펩타이드 복합체를 가스 상으로 전달할 수 있습니다. ESI와 이온 이동성 질량 분석법(IM-MS)을 결합하면 화학조량계, 프로토네이션 상태와 관련된 펩타이드의 질량 대 충전(m/z) 및 충돌 단면(CCS)을 동시에 측정할 수 있는 기법 기술을 제공합니다. 및 형태 모양. 펩티드 복합체의 전체 전하는 1) 펩티드의 산성 및 기본 부위및 2) 금속 이온의 산화 상태의 프로토네이션에 의해 조절된다. 따라서, 복합체의 전체 전하 상태는 펩티드 금속 이온 결합 친화도에 영향을 미치는 용액의 pH의 함수이다. ESI-IM-MS 분석의 경우, 펩타이드 및 금속 이온 용액은 수성 전용 솔루션에서 제조되며, pH는 희석 된 수성 아세트산 또는 수산화 암모늄으로 조정됩니다. 이는 pH 의존성 및 금속 이온 선택성을 특정 펩티드에 대해 결정하도록 허용한다. 또한 펩타이드 복합체의 m/z 및 CCS는 B3LYP/LanL2DZ 분자 모델링과 함께 사용하여 복합체의 금속 이온 조정 및 삼차 구조의 결합 부위를 식별할 수 있습니다. 결과는 ESI-IM-MS가 대체 메탄백틴 펩타이드 세트의 선택적 킬레이트화 성능을 특성화하고 이를 구리 결합 펩티드 메탄노박틴과 비교할 수 있는 방법을 보여준다.

서론

구리 와 아연 이온은 살아있는 유기체에 필수적이며 산화 보호, 조직 성장, 호흡, 콜레스테롤, 포도당 대사 및 게놈 판독을 포함한 과정에 매우 중요합니다^1. 이러한 기능을 활성화하기 위해, Cys의 티오레이트, 그의^2,^3의imidazole , (더 드물게) 메티오닌의 티오에테르, 글루와 Asp의 카르복실레이트와 같은 그룹은 금속을 활성 부위에 보조 인자로 선택적으로 통합합니다. 금속 효소. 이러한 조정 그룹의 유사성은 그와 Cys 리간드가 올바른 기능을 보장하기 위해 Cu (I / II) 또는 Zn (II)을 선택적으로 통합하는 방법에 관한 흥미로운 질문을 제기합니다.

선택적 결합은 종종 Zn (II) 또는 Cu (I / II) 이온 농도를 제어하는 펩티드를 획득하고 인신 매매하여 수행됩니다^4. Cu (I/II)는 반응성이 높고 효소에 산화 손상 또는 모험적 결합을 일으키므로 자유 농도는 구리 보호막과 구리 조절 단백질에 의해 단단히 조절되어 세포의 다양한 위치로 안전하게 운반하고 단단히 운반합니다. 그것의 항상성^{제어 5,....}