TEMPO 기반의 자유 라디칼 개시제를 이용한 펩타이드 서열 분석의 확장 : 제 1 부. TEMPO-FRIPS에서 전하 주도 펩타이드 골격 분해 양상의 이해/ 제 2 부. 라이신 곁사슬을 포함하는 펩타이드에서 구아니디네이션을 이용한 TEMPO-FRIPS(guanidination of peptides with lysine sidechain facilitated TEMPO-FRIPS)
TEMPO – Free radical initiated peptide sequencing, TEMPO-FRIPS
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 오한빈
- 발행년도 2015
- 학위수여년월 2015. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000055444
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
본 연구에서는, TEMPO 기반의 자유 라디칼 개시제를 이용한 펩타이드 서열 분석 (free radical initiated peptide sequencing mass spectrometry, TEMPO - FRIPS MS) 에서 a/c, x/z 형태의 단편과 같은 라디칼 주도 펩타이드 골격 단편화 (radical driven peptide backbone dissociation) 생성물이 주로 보이는 것과 다르게, 일부 o-TEMPO-Bz-C(O)-peptide 이온의 MS/MS와 MS3 단계에서 b/y- 형태의 단편과 같은 전하 주도 해리 (charge directed dissociation) 생성물이 주로 생성되는 현상에 대해 연구하였다. 이러한 현상을 보이는 o-TEMPO-Bz-C(O)-펩타이드의 서열에는 공통의 특성이 존재한다. 즉, 펩타이드는 양성자 친화도가 가장 높은 알지닌 잔기를 포함하지 않는다. 알지닌을 포함하지 않는 펩타이드의 TEMPO – FRIPS MS를 수행하고 생성되는 단편을 확인해본 결과, 본 연구에서 수행된 모든 펩타이드에서 전하주도해리 생성물인 b/y 형태의 단편이 주로 생성되는 것을 확인하였다. FRIPS MS에서 주 생성물로서 b/y 형태의 단편이 나타나는 것은 “모바일 프로톤 모델” (mobile proton model)로 설명 할 수 있다. 알지닌의 부재에 의해서 양성자가 높게 이동성을 가지게 될 때, FRIPS 실험에서 전하 유도 해리 경로 (charge directed peptide dissociation pathway)가 라디칼 주도 펩타이드 골격 단편화 경로 (radical driven peptide dissociation pathway) 보다 더 경쟁적으로 나타난다. TEMPO 기반의 자유라디칼 펩타이드 질량분석은 펩타이드 서열 분석에 강력한 텐덤 질량 분석 방법이라는 것을 이전에 보인바 있다. 하지만, FRIPS 방법에서 TEMPO - 라디칼 개시제는 우리가 원하는 자리인 펩타이드의 N-말단 뿐만 아니라 라이신 곁 사슬에 부착될 수 있다. 일정 시간이 흐르면 펩타이드에 하나 이상의 라디칼 개시제가 부착된다. 이러한 현상은 텐덤 질량 스펙트럼의 복잡성을 증가시킨다. 왜냐하면 라디칼 개시제가 부착된 자리에 따라 같은 이온이지만 다른 질량 값을 가지기 때문이다. FRIPS 질량 스펙트럼의 해석을 쉽게 하기 위해, 라이신 곁 사슬은 잘 알려진 방법으로 구아니디네이션 되었다. 구아니디네이션을 통해 라디칼 개시제가 펩타이드 N-말단에 부착된 것을 확인하였다. 이후에 펩타이드는 이전과 같은 방법으로 분석되었고, FRIPS 텐덤 질량 스펙트럼은 구아니디네이션 처리하지 않은 펩타이드 보다 쉽게 해석되었다.
more초록/요약
The TEMPO-based free radical initiated peptide sequencing mass spectrometry (FRIPS MS) method has been previously shown to be a powerful tandem mass spectrometry tool for peptide sequencing. Because FRIPS MS provides similar peptide fragment patterns to those obtainable from the electron capture dissociation (ECD) method under collision induced dissociation (CID) condition. In the present study, we report that the charge-directed (assisted) peptide dissociation products, such as b- and y- type peptide backbone fragments, were the major products in MS/MS and MS3 applications of some o-TEMPO-Bz-C(O)-peptide ions, while radical-driven dissociation products, such as a/x and c/z-type fragments, were previously shown to be the major products in the free radical initiated peptide sequencing mass spectrometry (FRIPS MS). Those o-TEMPO-Bz-C(O)-peptides share a common feature in their sequences, that is, the peptides do not include an arginine residue that has the highest proton affinity among free amino acids. The appearance of b- and y- type fragments as major products in FRIPS MS can be understood in terms of the so-called “mobile-proton model”. When the proton is highly mobilized by the absence of arginine, the charge-directed peptide dissociation pathways appear to be more competitive than the radical-driven dissociation pathways, in our FRIPS experiments. The second research topic is the study of the limitations that occur when you perform the TEMPO FRIPS MS. It was already found that TEMPO FRIPS MS is a powerful method for peptide sequencing. However, in TEMPO-based FRIPS, a TEMPO-radical initiator can be attached to a lysine side chain as well as the desired N-terminus. After a certain period of time, more than one initiator is attached to the peptide. This phenomenon results in the increase in the complexity of the tandem mass spectra. It is because the fragment ions can be split into two ions depending on the locations of the initial TEMPO-including initiator attachment. In order to facilitate the interpretation of FRIPS mass spectra, a lysine side chain is guanidinated, using the well-known guanidination protocol. With this method, it is assured that TEMPO-Bz-C(O)-conjugated group is attached to the desired N-terminus. Peptides prepared in this way were analyzed and it was found that the FRIPS tandem mass spectra is readily interpreted compared with those of unguanidinated peptides
more