Este artigo descreve um protocolo experimental usando espectrometria eletrospray-ion mobilidade-massa, cálculos quânticos semi-empíricos e dissociação induzida por colisão limiar resolvida pela energia para medir a termoquímica relativa da dissociação de complexos metálicos ternários relacionados.
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Artigo de método
Estudos Termoquímicos de Ni(II) e Zn(II) Complexos Ternários utilizando Espectrometria de Ion Mobility-Mass
Neste artigo
Resumo
Resumo
Este artigo descreve um protocolo experimental usando espectrometria eletrospray-ion mobilidade-massa (ES-IM-MS) e dissociação induzida por colisão limiar (TCID) para medir a termoquímica de a dissociação de complexos ternários carregados negativamente [amb+M(II)+NTA]- complexos ternários em dois canais de produto: [amb+M(II)] + NTA ou [NTA+M(II)]- + amb, onde M = Zn ou Ni e NTA é ácido nitrilotriactico. Os complexos contêm um dos heptapeptides de ligação metálica alternativa (amb) com as estruturas primárias acetil-His 1-Cys2-Gly 3-Pro 4-Tyr5-His 6-Cys 7 ou acetil-Asp1-Cys 2-Gly 3-Pro 4-Tyr 5-His 6-Cys 7, onde os aminoácidos Aa1,2,6,7 posições são os potenciais locais de ligação metálica. Estados estacionários otimizados pela geometria dos complexos ternários e seus produtos foram selecionados a partir de cálculos de química quântica (atualmente o PM6 semi-empírico Hamiltoniano) comparando suas energias eletrônicas e suas seções transversais de colisão (CCS) às medidas pelo ES-IM-MS. A partir dos cálculos de frequência PM6, os parâmetros moleculares do complexo ternário e seus produtos modelam as intensidades dependentes de energia dos dois canais de produto utilizando um método TCID competitivo para determinar as energias limiares das reações que se relacionam com os 0 Kenthalpies de dissociação (ΔH0). Correções térmicas e entropias estatísticas utilizando as frequências rotacionais e vibracionais PM6 fornecem os 298 K de dissociação (ΔH298). Esses métodos descrevem uma rotina de EI-IM-MS que pode determinar as constantes termoquímicas e de equilíbrio para uma gama de complexos de íons metálicos ternários.
Introdução
Este estudo descreve uma nova técnica utilizando um espectrômetro de mobilidade de mobilidade de íons comercialmente disponível que permite a determinação da termoquímica relativa para a dissociação de um complexo metálico ternário de ligação metálica alternativa (amb) (amb+M(II)+NTA], onde M = Zn ou Ni e NTA = ácido nitrilotriactico (Figura 1). Essas reações modelam a dissociação da proteína recombinante amb marcada ligada ao metal imobilizado NTA durante a cromatografia de afinidade metálica imobilizada (IMAC)1,2. Como exemplo, este método é descrito utilizando as etiquetas amb ....
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Protocolo
NOTA: A Figura 1 mostra uma visão geral do protocolo.
1. Preparação de reagentes
- Compre peptídeos amb congelados (>98% de pureza) e armazene-os em um congelador de −80 °C.
- Compre >99% de pureza de zinco (II) hexahidrato de nitrato e níquel (II) hexahidrato de nitrato.
ATENÇÃO: O hexahidrato de nitrato de níquel (II) apresenta um risco ambiental e à saúde. - Compre o ácido nitrilotriactico, polímeros poli-DL-alanina, acetato de amônio de grau metálico ultrapure/trace, hidróxido de amônio, ácido acético glacial e acetonitrilo de grau HPLC.
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Resultados
A dissociação competitiva induzida por colisão dos [amb+M(II)+NTA]- complexos ternários de A e H em [amb+M(II)]- + NTA ou [NTA+M(II)]- + amb, são mostrados na Figura 3. O amb é mostrado como A ou H e o M = Zn ou Ni. O complexo ternário [A+Zn(II)+NTA]- possui limiares aparentes de cerca de 0,7 eV de energia de colisão (CE) para produzir [A+Zn(II)]- e cerca de 0,9 eV para .......
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Discussão
Passos críticos
Análises de dissociação induzida por colisão de limiar eS-IM-MS (TCID). O TCID usou a célula de onda T de transferência na presença de argônio como célula de colisão. Antes da dissociação, os íons precursores são termeléculados por colisões de baixa energia com gás nitrogênio à medida que passam pela célula de mobilidade de íons (IM). Isso resulta em um TCID mais reprodutível resolvido pela energia do que é alcançado usando a armadilha como a célula
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Divulgações
Os autores não têm conflito de interesses para divulgar.
Agradecimentos
Este material é baseado em trabalho apoiado pela Fundação Nacional de Ciência sob 1764436, programa NSF REU (CHE-1659852), suporte a instrumentos NSF (MRI-0821247), Bolsa de Física e Astronomia para o Sucesso (PASS) Projeto NSF (1643567), Fundação Welch (T-0014) e recursos de computação do Departamento de Energia (TX-W-20090427-0004-50) e L3 Communications. Os autores agradecem a Kent M. Ervin (Universidade de Nevada - Reno) e Peter B. Armentrout (Universidade de Utah) por compartilharem o programa CRUNCH e por conselhos sobre a montagem da PBA. Os autores agradecem ao grupo de Michael T. Bower na Universidade da Califórnia - Santa Barbara por compartilhar o programa ....
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Acetonitrilo Grau HPLC | Fisher Scientific (www.Fishersci.com) | A998SK-4 | |
| Peptídeos alternativos de ligação a metais (amb) | PepmicCo (www.pepmic.com) | foram sintetizados por encomenda | |
| Acetato de amônio (ultrapuro) | VWR | 97061-014 | |
| Hidróxido de amônio (grau de metal traço) | Fisher Scientific (www.Fishersci.com) | A512-P500 | |
| Driftscope 2.1 programa de software | Waters (www.waters.com) | programa de análise de software | |
| Gaussian 09 | Gaussian | Structure Modeling Software | |
| GaussView | gaussiana | para visualizar cálculos | |
| Ácido acético glacial (grau Optima) | Fisher Scientific (www.Fishersci.com) | A465-250 | |
| Método Lennard-Jones (LJ) em escala iônica | Grupo Sigma | Michael T. Bowers da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara | |
| MassLynx 4.1 | Waters (www.waters.com) | programa de análise de software | |
| Tubos de microcentrífuga | VWR | 87003-294 | 1,7 mL, polipropileno |
| Tubos de microcentrífuga | VWR | 87003-298 | 2,0 mL, nitrato de polipropileno |
| Ni(II) hexahidratado (99% de pureza) | Sigma-Aldrich (www.sigmaaldrich.com) | A15540 | |
| Poli-DL-alanina | Sigma-Aldrich (www.sigmaaldrich.com) | P9003-25MG | |
| Waters Synapt G1 HDMS | Waters (www.waters.com) | quadrupolo - mobilidade iônica - tempo de voo espectrômetro de massa | |
| de nitrato de Zn (II) hexahidratado (99% + pureza) | Alfa Aesar (www.alfa.com) | 12313 |
Referências
- Kim, Y. -M., Chen, P. Ligand binding energy in [(bipy)Rh(PCH)]+ by collision-induced dissociation threshold measurements. International Journal of Mass Spectrometry. 202 (1-3), 1-3 (2000).
- Plattner, D.
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Reimpressões e permissões
