另辟蹊径——串联质谱肽段断裂的新军“电子捕获解离”

一种新型的串联质谱断裂方式——电子捕获解离,以其完全不同于其他串联质谱肽段断裂的机理,提供了全新的肽段序列标签。它集众多优点于一身:对蛋白质和多肽的主链断裂无偏好;高断裂覆盖度;优先断裂二硫键;保留翻译后修饰基团;中性丢失少、可区分亮氨酸和异亮氨酸等。这些特点使电子捕获解离充满魅力,特别在Top Down技术和翻译后修饰中具有广阔的应用前景。

应用电子捕获解离技术结合金属离子快速识别寡糖异构体

应用傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR-MS)的电子捕获解离(ECD)技术对寡糖异构体进行识别。以麦芽七糖、甘露六糖和昆布六糖为研究对象,通过在样品中添加过渡金属离子(Na^+、Ca^(2+)、Ba^(2+)、Mg^(2+)、Mn^(2+)和Co^(2+)),研究不同金属离子对寡糖碎裂的影响。加合Ba^(2+)和Ca^(2+)后的麦芽七糖得到了相同的碎裂离子(^(0,2)A和^(2,4)A),Mg^(2+)和Mn^(2+)也具有相似的影响(^(0,2)A、^(2,4)A和^(2,5)A),Co^(2+)加合的麦芽七糖也得到了3个交叉环断裂离子(^(1,4)A、^(2,4)A和^(2,5)A),但对于加合Na^+后的麦芽七糖仅得到了一个交叉环断裂离子(^(0,2)A)。研究发现,六聚糖的质谱图的信号比相应的麦芽七糖的信号差,应是缔合的金属离子的数量不同导致的结果;区分寡糖异构体比较好的金属离子为Ca^(2+)、Co^(2+)和Mg^(2+),其中Ca^(2+)是区分寡糖异构体的更可靠的电荷载体。

电子捕获解离技术在生物质谱中的作用

电子捕获解离(ECD)是一种非各态历经的(non-ergodic)解离方式,可导致多肽中N—Cα键断裂,也能更优先断裂S—S键,在较高电子能量条件下还可以区分亮氨酸和异亮氨酸,并且在断裂过程中能完整保留蛋白质分子的修饰位点。因此,它与碰撞活化解离(CAD)等传统解离方式形成了较为理想的互补。ECD与CAD的联合使用可提供更广泛的多肽覆盖率序列信息,提高蛋白测序的效率与准确度。本文在介绍ECD基本原理、解离机理的基础上,简要地总结了ECD技术在生物质谱中的作用。

糖蛋白糖基化位点及糖型的多重质谱分析

以糖蛋白核糖核酸酶B(RNase B)为研究对象,采用基质辅助激光解吸电离-串联飞行时间质谱(MALDI-TOF/TOF-MS)、傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR-MS)的碰撞活化解离(CAD)和电子转移解离(ECD)多种质谱技术对RNase B的糖肽的完整信息进行解析。通过多种质谱相互验证,确定了RNase B的糖肽组分的氨基酸序列为SRNLTK、糖链结构为(Hex NAc)2(Hex)5-(Hex NAc)2(Hex)9及糖基化位点为第34位氨基酸残基。本方法为糖蛋白结构的全面解析提供了一种快速、有效、全面的研究思路。