В данной статье описывается экспериментальный протокол с использованием электрораспылительно-ионной подвижности-масс-спектрометрии, полуэмпирических квантовых вычислений и пороговой диссоциации, вызванной столкновением с энергетическим разрешением, для измерения относительной термохимии диссоциации родственных троичных металлических комплексов.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Термохимические исследования троичных комплексов Ni(II) и Zn(II) с использованием масс-спектрометрии подвижности ионов
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
В данной статье описывается экспериментальный протокол, использующий электрораспылительно-ионную подвижность-масс-спектрометрию (ES-IM-MS) и пороговую диссоциацию, индуцированную столкновением с энергетическим разрешением (TCID), для измерения термохимии диссоциации отрицательно заряженных [amb+M(II)+NTA]-троичных комплексов в два канала продукта: [amb+M(II)] + NTA или [NTA+M(II)]- + amb, где M = Zn или Ni и NTA — нитрилотриацетовая кислота. Комплексы содержат один из альтернативных гептапептидов связывания металлов (amb) с первичными структурами ацетил-Его1-Cys 2-Gly3-Pro 4-Tyr 5-His 6-Cys 7 или ацетил-Asp1-Cys 2-Gly 3-Pro 4-Tyr 5-His 6-Cys 7, где аминокислоты Aa1,2,6,7 позиции являются потенциальными металлообвязанными площадками. Оптимизированные для геометрии стационарные состояния троичных комплексов и их продуктов были выбраны из расчетов квантовой химии (в настоящее время полуэмпирический гамильтониан PM6) путем сравнения их электронных энергий и их поперечных сечений столкновений (CCS) с теми, которые измеряются ES-IM-MS. На основе расчетов частоты PM6 молекулярные параметры троичного комплекса и его продуктов моделируют энергозависимые интенсивности двух каналов продукта с использованием конкурентного метода TCID для определения пороговых энергий реакций, которые относятся к энтальпиям диссоциации 0 K (ΔH0). Статистическая механика тепловых и энтропийных поправок с использованием частот вращения и вибрации PM6 обеспечивает 298 К энтальпий диссоциации (ΔH298). Эти методы описывают процедуру EI-IM-MS, которая может определять термохимию и константы равновесия для ряда троичных комплексов ионов металлов.
Введение
В этом исследовании описывается новый метод с использованием коммерчески доступного масс-спектрометра подвижности ионов, который позволяет определить относительную термохимию для диссоциации альтернативного комплекса троичных металлов [amb+M(II)+NTA], где M = Zn или Ni и NTA = нитрилотриацетовая кислота (рисунок 1). Эти реакции моделируют диссоциацию амб-меченого рекомбинантного белка, прикрепленного к NTA-иммобилизованному металлу во время иммобилизованной аффинной хроматографии металла (IMAC)1,2. В качестве примера этот метод описан с использованием гептапептидных меток amb
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
ПРИМЕЧАНИЕ: На рисунке 1 показан обзор протокола.
1. Подготовка реагентов
- Приобретите сублимированные пептиды амб (чистотой >98%) и храните их в морозильной камере при температуре −80 °C.
- Покупайте >99% чистоты цинка(II) нитрата гексагидрата и никеля(II) нитрата гексагидрата.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Гексагидрат нитрата никеля(II) представляет опасность для окружающей среды и здоровья. - Приобретите нитрилотриацетовую кислоту, поли-DL-аланиновые полимеры, ацетат аммония сверхчистых/следовых металлов, гидроксид аммония, уксусную кислоту ледникового цвета и ацетонитрил класс....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Соревновательная коллизионная диссоциация [amb+M(II)+NTA]- троичных комплексов A и H в [amb+M(II)]- + NTA или [NTA+M(II)]- + amb показана на рисунке 3. Amb отображается как A или H , а M = Zn или Ni. Тройной комплекс [A+Zn(II)+NTA]- (рисунок 3A) демонстрирует кажущиеся пороговые значения, составляющие около 0,7 эВ энергии столкновения (CE) для получени.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Критические шаги
Анализ пороговой диссоциации, вызванной столкновением (TCID) ES-IM-MS. TCID использовал переходную Т-волновую ячейку в присутствии аргона в качестве коллизионной ячейки. До диссоциации ионы-предшественники термулизируются низкоэнергетическими столкновениями с газообразным азотом, когда они проходят через ячейку подвижности ионов (IM). Это приводит к более воспроизводимому TCID с энергетическим разрешением, чем достигается при использовании ловушки в качестве ячейки ст.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
У авторов нет конфликта интересов для раскрытия.
Благодарности
Этот материал основан на работе, поддерживаемой Национальным научным фондом в рамках 1764436, программы NSF REU (CHE-1659852), инструментальной поддержки NSF (MRI-0821247), физико-астрономической стипендии для успеха (PASS), проекта NSF (1643567), Фонда Уэлча (T-0014) и вычислительных ресурсов Департамента энергетики (TX-W-20090427-0004-50) и L3 Communications. Авторы благодарят Кента М. Эрвина (Университет Невады - Рино) и Питера Б. Арментрута (Университет штата Юта) за то, что они поделились программой CRUNCH и за советы по примерке от PBA. Авторы благодарят группу Майкла Т. Бауэра в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре за участие в программе Sigma.
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Ацетонитрил ВЭЖХ класса | Fisher Scientific (www.Fishersci.com) | A998SK-4 | |
| Альтернативные пептиды, связывающие металлы (amb) Разработанные | PepmicCo (www.pepmic.com) | пептиды были синтезированы по порядку | |
| ацетата аммония (сверхчистый) | VWR | 97061-014 | |
| Гидроксид аммония (марка следов металлов) | Fisher Scientific (www.Fishersci.com) | A512-P500 | |
| Программное обеспечение Driftscope 2.1 Программное обеспечение | для анализа вод (www.waters.com) | программное обеспечение | |
| Gaussian 09 | Программное | обеспечение для моделирования электронной структуры | |
| GaussView | Графический интерфейс Гаусса | для визуализации вычислений | |
| Ледяная уксусная кислота (класс Optima) | Fisher Scientific (www.Fishersci.com) | A465-250 | |
| Ионно-масштабный метод Леннарда-Джонса (LJ) | Sigma | группы Майкла Т. Бауэрса Калифорнийского университета в Санта-Барбаре | |
| MassLynx 4.1 | Waters (www.waters.com) | программное обеспечение для анализа | |
| микроцентрифужных пробирок | VWR | 87003-294 | 1,7 мл, полипропиленовые |
| микроцентрифужные пробирки | VWR | 87003-298 | 2,0 мл, полипропилен |
| нитрат нитрат гексагидрат (99% чистоты) | Sigma-Aldrich (www.sigmaaldrich.com) | A15540 | |
| Поли-DL-аланин | Sigma-Aldrich (www.sigmaaldrich.com) | P9003-25MG | |
| Waters Synapt G1 HDMS | Waters (www.waters.com) | квадруполь - ионная подвижность- времяпролетный масс-спектрометр | |
| гексагидрат нитрата Zn(II) (чистота 99%+) | Alfa Aesar (www.alfa.com) | 12313 |
Ссылки
- 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.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
Теги
