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Specific Protein-metal complexes produced by electrospray ionization using different metal sources.

초록/요약

전기분무 이온화법(Electrospray ionization)(ESI) 질량분석법(Mass Spectrometry)(MS)은 protein-ligand 상호작용을 monitoring 하는데 핵심적인 역할을 한다. 이뿐만 아니라 ESI-MS는 protein-ligand 상호작용을 직접 monitoring할 수 있는 기회를 제공한다. 원리상 ESI-MS는 이러한 complexes의 binding stoichiometry과 친화력(affinity)을 간파하기 위한 단순하고 새로운 접근방식을 나타낸다. 안타깝게도 ESI 동안 특정 금속 부가물(adduct)의 형성은 심각한 문제일 수 있으며, 종종 이로 인해 용액에서보다 더 급격히 높은 결합 수준에 이르게 된다. 본 작업은 실험으로 몇 가지 zinc binding peptide에 초점을 맞추어, 상이한 salt가 metal source로 작용할 수 있는 적합성을 탐색한다. 이전 ESI-MS 연구에서 광범위하게 사용되었음에도 불구하고 zinc chloride과 zinc acetate은 광범위한 특정 부가물을 유발한다. 반대로, zinc tartrate에서 인위적 금속 결합 수준은 매우 낮은 것으로 관찰된다. 결합력이 높거나 중간인 단백질의 경우, ESI-MS 결과 자료는 용액 속의 zinc binding 작용과 훌륭하게 일치한다. 이러한 상황은 친화력이 매우 낮은 단백질을 연구할 때에 더욱 문제적이지만, tartrate이 있을 때에는 protein-metal 상호작용에 대한 정성(qualitative) 정보를 획득할 수 있다. 또한 tartrate의 유용한 효과는 zinc binding 실험까지 확장된다. 이 작업은 tartrate가 특정 금속화 반응(metalation)을 억제하는 메커니즘을 직접적으로 탐색하지 않는다. tartrate과 다른 약한 킬레이터(chelator)를 사용하면 단백질과 이가 금속이온(divalent metal ion)의 상호작용에 대한 향후 ESI-MS 연구의 신뢰성이 크게 향상될 것이다.

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초록/요약

Electrospray ionization (ESI) mass spectrometry (MS) plays a key role for monitoring protein-ligand interactions. In addition, ESI-MS offers the opportunity to monitor protein-ligand interactions directly. In principle, therefore, ESI-MS represents a simple and novel approach for gaining insights into the binding stoichiometry and affinity of these assemblies. Unfortunately, the formation of specific metal adducts during ESI can be a severe problem, often leading to binding levels that are dramatically higher than those in solution. Focusing on several zinc binding peptide as test systems, this work explores the suitability of different salts to serve as metal source. Despite their widespread use in previous ESI-MS studies, zinc chloride and zinc acetate induce extensive specific adduction. In contrast, much lower levels of artifactual metal binding are observed in the presence of zinc tartrate. In the case of high and intermediate affinity proteins, the resulting ESI-MS data are in excellent agreement with the zinc binding behavior in solution. The situation is more challenging when studying proteins with very low affinities, but in the presence of tartrate qualitative information on protein-metal interactions can still be obtained. The beneficial effects of tartrate also extend to zinc binding experiments. This work does not directly explore the mechanism by which tartrate suppresses nonspecific metalation. The use of tartrate and possibly other weak chelators will greatly enhance the reliability of future ESI-MS studies on the interactions of proteins with divalent metal ions.

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