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De novo sequencing of peptides in free radical initiated peptide sequencing (FRIPS) mass spectrometry

초록/요약 도움말

In recent years, we have shown that the free radical initiated peptide sequencing mass spectrometry (FRIPS MS) assisted by the remarkable thermochemical stability of TEMPO [(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl)] is another radical-driven peptide fragmentation mass spectrometry tool. A facile homolytic cleavage of the bond between the benzylic carbon and the oxygen of the TEMPO moiety in o-TEMPO-Bz-C(O)-peptide and the high reactivity of the generated benzylic radical species in •Bz-C(O)-peptide have been understood to be the key elements in leading to extensive radical-driven peptide backbone fragmentations. In the present study, we demonstrate that the bromine-incorporation into the benzene ring, i.e., o-TEMPO-Bz(Br)-C(O)-peptide, allows for the unambiguous distinguishment of the N-terminal peptide fragments from the C-terminal ones through the unique bromine doublet isotopic signature. Furthermore, it is shown that the bromine substitution does not alter the overall radical-driven peptide backbone dissociation pathways of o-TEMPO-Bz-C(O)-peptide. From the practical perspective, the presence of the bromine isotopic signature in the N-terminal peptide fragments in the TEMPO-assisted FRIPS MS opens a useful and cost-effective opportunity for de novo peptide sequencing.

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초록/요약 도움말

최근 몇 년 동안 우리는 TEMPO [(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl)] 의 안정성을 이용하여 자유 라디칼 개시 peptide 서열 분석을 연구 하였다. TEMPO는 라디칼 주도 분해 방식으로 peptide 골격을 분해하는 방법으로 이용 되고 있다. o-TEMPO-Bz-C(O)-peptide는 벤질과 TEMPO 사이의 결합은 손쉽게 호모리틱한 분해가 이루어지기 때문에 라디칼 생성이 용이하다고 알려져있다. 그 결과로 •Bz-C(O)-peptide 생성이 일어나고 그렇게 생성된 라디칼은 펩타이드의 골격 조각화를 일으킨다. 본 연구에서는 벤젠 고리에 브롬을 결합 시킴으로써 o-TEMPOBz(Br)-C(O)-peptide 구조를 만들어 분석하였다. 브롬이 가지는 독특한 동위원소 신호를 이용하여 N-terminal과 C-terminal의 구별을 쉽게 할수 있도록 하였다. 또한 이러한 구조는 o-TEMPO-Bz-C(O)-peptide 구조를 변경하지 않은 상태로 실험이 진행 된 것으로 펩타이드 골격 분해 과정 경로에 영향을 주지 않는 다는 점에서 큰 의미가 있다. 이로 인하여 기존의 TEMPOFRIPS를 좀더 용이하게 이용 할 수 있게 하였다. N-terminal에 브롬의 결합은 TEMPO-FRIPS 질량 분석에 새로운 펩타이드 서열 분석 방법을 제시하였다.

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