《低能量碰撞下鈉加合肽的質譜碎裂規律的研究》是依託吉林大學，由國新華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：低能量碰撞下鈉加合肽的質譜碎裂規律的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：國新華
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鈉加合肽在質譜低能量的碰撞下產生的碎片離子不同於質子化肽離子形成的碎片。研究顯示：脯氨酸的存在使鈉加合肽碎片離子豐度增強；鈉與肽結合使肽鍵在酸性胺基酸的C端發生選擇性斷裂。然而，相對於質子化肽，鈉加合肽在各種胺基酸存在下產生的碎片，碎裂反應機理和能量方面的研究報導較少。鑒於鈉加合肽能提供質子化肽不能提供的碎片離子種類和結構信息，在這項研究中我們將使用離子阱，三重四級桿，基質輔助雷射解析飛行時間質譜分別地研究胰酶水解肽和非胰酶水解肽在酸性胺基酸，鹼性胺基酸和酸鹼胺基酸共存的條件下形成的碎片離子。研究這些特殊胺基酸的數量，位置，組成和肽鏈的長度對形成碎片離子的影響。通過對鈉加合肽在各種胺基酸存在下質譜碎裂規律的研究，揭示鈉加合肽碎裂反應機理和控制碎裂反應熱力學和動力學因素。希望能半定量地理解鈉加合肽碎裂過程，建立鈉加合肽質譜碎裂模型，套用於肽的測序，特殊胺基酸分析和蛋白質組學研究。
結題摘要
鈉離子在生物體中分布廣泛並在酶的活化、細胞的新陳代謝，穩定蛋白結構等諸多方面發揮著重要的作用。另一方面，在蛋白和多肽質譜測序中，結合鈉離子的多肽在質譜低能量碰撞（collision induced dissociation，CID）下發生不同於質子化肽的碎裂。研究顯示：多肽在天冬氨酸、脯氨酸等處發生選擇性斷裂形成特徵碎片離子。這些碎片離子是對質子化肽的碎片離子信息的補充，用於質譜測序可提高多肽/蛋白質序列測定的準確度。然而，相對於質子化肽的研究，鈉離子與各種胺基酸的作用及對多肽氣體相碎裂的影響，鈉加合肽碎裂反應機理和能量方面的研究報導較少。鑒於上述鈉加合肽的研究意義，在本項工作中我們利用離子肼，Q-tof和MALDI tof質譜儀對一系列不同胺基酸組成的肽段在金屬鈉離子的作用下形成碎片離子進行了系統研究。結契約位素標記、H/D交換、胺基酸置換實驗以及理論計算研究了形成這些碎片的途徑和機理。我們的研究發現：在鹼金屬鈉的作用下幾個胺基酸發生了特殊氣相反應，例如：天冬氨酸異構體在C端連線的位置發生不同的選擇性斷裂，特徵碎片能用於同分異構體鑑別；蘇氨酸發生失乙醛和N-O轉換反應；賴氨酸、天冬醯胺和谷氨醯胺也發生特殊的斷裂形成特殊離子。這些特徵離子不僅可用於肽的測序和特殊胺基酸的鑑別，而且對揭示鹼金屬在氣相對不同胺基酸反應的影響也具有重要意義。此外，我們發現在缺質子的條件下，N端固定電荷引發氣體相的麥氏重排反應導致系列c離子的形成。值得一提的是，鈉離子引發的碎裂與N端固定電荷作用引發碎裂有許多相似之處。這些不同胺基酸在鈉的作用下發生反應的一個共同的特徵是發生不同類型麥氏重排反應，在缺少移動質子情況下，先發生H的遷移，然後，進一步發生胺基酸的異構、轉化和中性丟失。重要的是：這些反應與溶液相中發生的肽的水解和胺基酸異構和轉化反應密切相關，建立氣體相和溶液相反應之間聯繫對解釋肽的生物學過程和反應具有重要的意義。同時我們發現不同的鹼金屬比如，鋰、鈉、鉀等對不同的胺基酸也有不同的影響；在遙控電荷和金屬的作用下，C-H鍵容易被活化，這些發現引起我們進一步的興趣研究其他金屬對肽氣體相碎裂的影響及在化學合成和探索肽的生物活性中的意義和套用。此外，我們還對MALDI靶進行了圖案化修飾，極大地提高了複雜樣品中蛋白和多肽的分析能力。
