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电喷雾电离-飞行时间质谱方法研究Penetratin和其衍生物的气相碰撞诱导解

IT圈 admin 53浏览 0评论

2024年4月24日发(作者:拓跋若芳)

第28卷,第10期

2O0

8年10月

光谱学与光谱分析

Spectroscopy

and

Spectral

Analysis

Vd.28,?、jo.10,pp389—390

()ctober。2008

电喷雾电离一飞行时间质谱方法研究Penetratin及其

衍生物的气相碰撞诱导解离过程

娟,张娥,祖莉莉

北京师范大学化学学院,北京100875

摘要应用电喷雾电离一飞行时间质谱方法(ESI-TOFMs/MS)研究了穿膜肽Penetratin及其衍生物Ac-

RQIKⅣ删砌硼<wKK—NHz在低能碰撞诱导解离(CID)条件下的解离过程,通过研究不同解离能时碎片

性,导致R1一Qz的断裂路径发生改变。同时,碳端氨基化后,K15一K16的起始断裂能有所降低。

关键词P朗“ratin;碰撞诱导解离;ESl—Ms/MS

文献标识码:A文章编号:1000-0593(2008)lo-0389一02

离子的种类和丰度推断它们的断裂位点,进而推测它们在生命体系中的降解机理。研究结果表明:Penet强一

tin主要的断裂位点为R1一Q2和K15一K16。而Penetratin氮端酰基化后,由于酰基的羰基。具有很强的亲核

中图分类号:0657.3

Penetratin是一个由16个氨基酸组成的多肽,其序列为由于Penetratin及其衍生物含有强碱性氨基酸残基精氨

酸(Arg),在ESI电离条件下,容易产生多电荷离子。在研究

质子化多肽RRMKWKK在不同电荷状态下的解离能时,我

们得到当多肽所载质子数比分子中的精氨酸个数多一个时解

离多肽所需碰撞能较低[引。因此,研究Penetmtin及其衍生

物的二级质谱时,均取质子数比Arg的个数多1的母体离子

进入碰撞室。将不同碰撞能时的碎片离子丰度对实验碰撞能

RQIKnl,FQNRRMK硼(K。PenetratinLh纠来源于Antemla—

pedia同源蛋白的第三螺旋。不仅自身能自由进人细胞膜,当

与其他的亲水性大分子如小蛋白、寡核苷酸、DNA分子等

结合后,同样可以有效的穿过细胞质膜。人们把这类具有细

胞生物质膜穿透功能且能协助亲水性大分子通过质膜的多肽

称为细胞穿膜肽。血浆隔膜受损小,细胞毒性低是Penetra—

tin等细胞穿膜肽运输药物的优点。近年来,以Penetratin等

细胞穿膜肽为基础的转染试剂和药物受到人们的广泛关注。

本文中我们用电喷雾电离一飞行时间质谱的方法研究穿

作图,得到CD断裂曲线。

质子化RQll(1wFQNRRMKwKK在低能碰撞诱导解离

条件下的主要断裂碎片离子为对离子,a产离子是R1的盼

Code和R1-Q肽键同时断裂产生的。第二主要碎片离子为母

体离子丢失一个Hzo的产物m/z558(+4),丢失的Hzo是

C端的羟基结合移动的质子形成的[4]。相对含量>10%的碎

片离子还包括y1一NH3离子和优/z159(+1)。y1一NH。离子

是K15一K16肽键断裂后继续失去1个NHa的产物。,,l/z159

(+1)离子出现的初始碰撞能约为28

eV,可能为结合在K15

膜肽Penetratin及其衍生物Ac_RQIKⅣ陌QN砒猢(wKK—

NHz在低能碰撞诱导解离条件下的解离,通过研究不同解

离能时碎片离子的种类和丰度推断它们的断裂位点,进而推

测它们在生命体系中的降解机理,寻找药物可能结合的位

点。

l∞

§∞

支链上的质子转移到w14一K15的肽键N上,进而W14一K15肽

键发生断裂产生的碎片离子[5]。

当Penetratin的N端乙酰基化,原来的主要碎片离子

a+不再出现,R1一Q2肽键断裂产生bl离子,这是由于酰基

的羰基()具有很强的亲核性,阻碍了N端的N进攻羰基C,

200

.要∞

喜40

蛊∞

枷600

砌amu

of

l000

而由酰基的羰基O进攻R1一Q2的肽键羰基C,进而肽键断裂

形成五元环ox脚lone离子。同时,C端氨基化使得在

№l

Cmn麟印皑t门mpr嘶啪t甜pene眦iII

收稿日期:2008-05—10.修订日期:2008-08—20

基金项目:科技部“973”项目(2004CB719903)资助

Ac-RQIKMQNRRMKWKK—NH2

中,

Precursor-NH3

(m/z569)碎片代替PrecurSor-H:0成为最易产生的碎片离

作者简介:祖莉莉,女,北京师范大学化学学院副教授e1Ilaill那ll@bnu.edll.m

390

光谱学与光谱分析

理相同。

第28卷

子。此外K15一K16起始断裂能降低了约4eV,但是在断裂过

程中y}_和bi手的含量很低,这表明在心RQIKⅣⅢQNR—

RMKwKK-NH2中K15一K16并不是最稳定的断裂位点。y1一

NH。和m/z159离子在两个多肽中出现的初始碰撞能基本相

同,变化趋势都是随着碰撞能的增大而增大,只是在后者中

含量有所增大,我们推测它们在两个多肽中的断裂位点和机

32

研究结果表明:对Penetratin的N端进行酰基化、C端

氨基化后,K15一K16的起始碰撞能降低,同时R1一Q2的断裂路

径发生了改变。但是,主链断裂的肽键没有改变,仍然是

R1一砰和K”一K16。

崔蓬

点l

24

16

243240

藿£卫

E一矾

EⅧ嚼

量毽2

B他咄d伽n伽rV嚣f秆∞lIisioI卜induced

di鹦0ciati∞of

pr咖衄ted

(a):RQlKIWFQNRRMKWKK;(b)Ac_RQIKIWFQNRRMKWKK—NH2

[1]

[2]

[3]

PfocIliantz,A

Cu丌.()pimCen

BioL

考文献

2000,12:400.

ChenL,1994。269:10444.

Derossi

D,Joliot

H,Chas髓i119G,etaLJ.BioL

ZHANGE,ZULi_li,FANG

wei—llai,et

al(张娥。祖莉莉,方维海,等).CheIni∞l

Joumal

of

Chine鸵U-niversities(高等学校化学学

报),2008,29(6):1185.

[4]

[5]

PaizsB,SuhaiS

Mass

Spectrc瞳ILRev.,2005,24:508.

J.J.A札S(EMa踮.Spectro札,2004,15:65.

“oe,H,HairR

Collision—InducedDissociation

Study

ofPenetratinandItsDeriVatiVes

by

ESI—ToF—MS/MS

PENG

Jmn,ZHANG

E,ZU

Li-li

隗par协1em

Abs呐Ict

of

CheIllistry,BeijiIlg

Nomal

Umversity,Be硒i119

100875,chiIla

Inthe

presentstudy,weexplored

the

fragmentation

pathways

ofPenetratin

and

itsderivativesunder

the

low-energy

collision-induced

disSociation

by琰、I—TOFMs/MS

T11e

fragment

ionsandtheirabufldanceSunder

different

collision

energy

were

aIlaIyzed.The

investigations

PenetratiIl,the

acylation

show甜that

the

fra鲫entation锄ide

acidresidue

bondsof

Penetratinwere

R1一Qz

and

K15一K16.cornpared谢th

R1一Q2啪ide

bondbecauSe

of

the删一

cleophilicity

ofthe

carbonyl

oxygen

of

acetyl.At

the

s锄e

time,the

arIlination

of

C—teminus

lowered

the

decomposition

eIle理∥

of

K15一K16

fbr

4eV.But

the

peptides

backbone

fragmentation

refIlained

at

sanle锄ide

bonds.

of

cbmged

the

cleavage

siteofthe

Mte咖inal咖ino

Kt卵咖也

Penetmtm;(bllisior卜induced

dissociation;EsI-MS/Ms

(ReceivedMay

10,2008}accepted

Au舀20,2008)

2024年4月24日发(作者:拓跋若芳)

第28卷,第10期

2O0

8年10月

光谱学与光谱分析

Spectroscopy

and

Spectral

Analysis

Vd.28,?、jo.10,pp389—390

()ctober。2008

电喷雾电离一飞行时间质谱方法研究Penetratin及其

衍生物的气相碰撞诱导解离过程

娟,张娥,祖莉莉

北京师范大学化学学院,北京100875

摘要应用电喷雾电离一飞行时间质谱方法(ESI-TOFMs/MS)研究了穿膜肽Penetratin及其衍生物Ac-

RQIKⅣ删砌硼<wKK—NHz在低能碰撞诱导解离(CID)条件下的解离过程,通过研究不同解离能时碎片

性,导致R1一Qz的断裂路径发生改变。同时,碳端氨基化后,K15一K16的起始断裂能有所降低。

关键词P朗“ratin;碰撞诱导解离;ESl—Ms/MS

文献标识码:A文章编号:1000-0593(2008)lo-0389一02

离子的种类和丰度推断它们的断裂位点,进而推测它们在生命体系中的降解机理。研究结果表明:Penet强一

tin主要的断裂位点为R1一Q2和K15一K16。而Penetratin氮端酰基化后,由于酰基的羰基。具有很强的亲核

中图分类号:0657.3

Penetratin是一个由16个氨基酸组成的多肽,其序列为由于Penetratin及其衍生物含有强碱性氨基酸残基精氨

酸(Arg),在ESI电离条件下,容易产生多电荷离子。在研究

质子化多肽RRMKWKK在不同电荷状态下的解离能时,我

们得到当多肽所载质子数比分子中的精氨酸个数多一个时解

离多肽所需碰撞能较低[引。因此,研究Penetmtin及其衍生

物的二级质谱时,均取质子数比Arg的个数多1的母体离子

进入碰撞室。将不同碰撞能时的碎片离子丰度对实验碰撞能

RQIKnl,FQNRRMK硼(K。PenetratinLh纠来源于Antemla—

pedia同源蛋白的第三螺旋。不仅自身能自由进人细胞膜,当

与其他的亲水性大分子如小蛋白、寡核苷酸、DNA分子等

结合后,同样可以有效的穿过细胞质膜。人们把这类具有细

胞生物质膜穿透功能且能协助亲水性大分子通过质膜的多肽

称为细胞穿膜肽。血浆隔膜受损小,细胞毒性低是Penetra—

tin等细胞穿膜肽运输药物的优点。近年来,以Penetratin等

细胞穿膜肽为基础的转染试剂和药物受到人们的广泛关注。

本文中我们用电喷雾电离一飞行时间质谱的方法研究穿

作图,得到CD断裂曲线。

质子化RQll(1wFQNRRMKwKK在低能碰撞诱导解离

条件下的主要断裂碎片离子为对离子,a产离子是R1的盼

Code和R1-Q肽键同时断裂产生的。第二主要碎片离子为母

体离子丢失一个Hzo的产物m/z558(+4),丢失的Hzo是

C端的羟基结合移动的质子形成的[4]。相对含量>10%的碎

片离子还包括y1一NH3离子和优/z159(+1)。y1一NH。离子

是K15一K16肽键断裂后继续失去1个NHa的产物。,,l/z159

(+1)离子出现的初始碰撞能约为28

eV,可能为结合在K15

膜肽Penetratin及其衍生物Ac_RQIKⅣ陌QN砒猢(wKK—

NHz在低能碰撞诱导解离条件下的解离,通过研究不同解

离能时碎片离子的种类和丰度推断它们的断裂位点,进而推

测它们在生命体系中的降解机理,寻找药物可能结合的位

点。

l∞

§∞

支链上的质子转移到w14一K15的肽键N上,进而W14一K15肽

键发生断裂产生的碎片离子[5]。

当Penetratin的N端乙酰基化,原来的主要碎片离子

a+不再出现,R1一Q2肽键断裂产生bl离子,这是由于酰基

的羰基()具有很强的亲核性,阻碍了N端的N进攻羰基C,

200

.要∞

喜40

蛊∞

枷600

砌amu

of

l000

而由酰基的羰基O进攻R1一Q2的肽键羰基C,进而肽键断裂

形成五元环ox脚lone离子。同时,C端氨基化使得在

№l

Cmn麟印皑t门mpr嘶啪t甜pene眦iII

收稿日期:2008-05—10.修订日期:2008-08—20

基金项目:科技部“973”项目(2004CB719903)资助

Ac-RQIKMQNRRMKWKK—NH2

中,

Precursor-NH3

(m/z569)碎片代替PrecurSor-H:0成为最易产生的碎片离

作者简介:祖莉莉,女,北京师范大学化学学院副教授e1Ilaill那ll@bnu.edll.m

390

光谱学与光谱分析

理相同。

第28卷

子。此外K15一K16起始断裂能降低了约4eV,但是在断裂过

程中y}_和bi手的含量很低,这表明在心RQIKⅣⅢQNR—

RMKwKK-NH2中K15一K16并不是最稳定的断裂位点。y1一

NH。和m/z159离子在两个多肽中出现的初始碰撞能基本相

同,变化趋势都是随着碰撞能的增大而增大,只是在后者中

含量有所增大,我们推测它们在两个多肽中的断裂位点和机

32

研究结果表明:对Penetratin的N端进行酰基化、C端

氨基化后,K15一K16的起始碰撞能降低,同时R1一Q2的断裂路

径发生了改变。但是,主链断裂的肽键没有改变,仍然是

R1一砰和K”一K16。

崔蓬

点l

24

16

243240

藿£卫

E一矾

EⅧ嚼

量毽2

B他咄d伽n伽rV嚣f秆∞lIisioI卜induced

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pr咖衄ted

(a):RQlKIWFQNRRMKWKK;(b)Ac_RQIKIWFQNRRMKWKK—NH2

[1]

[2]

[3]

PfocIliantz,A

Cu丌.()pimCen

BioL

考文献

2000,12:400.

ChenL,1994。269:10444.

Derossi

D,Joliot

H,Chas髓i119G,etaLJ.BioL

ZHANGE,ZULi_li,FANG

wei—llai,et

al(张娥。祖莉莉,方维海,等).CheIni∞l

Joumal

of

Chine鸵U-niversities(高等学校化学学

报),2008,29(6):1185.

[4]

[5]

PaizsB,SuhaiS

Mass

Spectrc瞳ILRev.,2005,24:508.

J.J.A札S(EMa踮.Spectro札,2004,15:65.

“oe,H,HairR

Collision—InducedDissociation

Study

ofPenetratinandItsDeriVatiVes

by

ESI—ToF—MS/MS

PENG

Jmn,ZHANG

E,ZU

Li-li

隗par协1em

Abs呐Ict

of

CheIllistry,BeijiIlg

Nomal

Umversity,Be硒i119

100875,chiIla

Inthe

presentstudy,weexplored

the

fragmentation

pathways

ofPenetratin

and

itsderivativesunder

the

low-energy

collision-induced

disSociation

by琰、I—TOFMs/MS

T11e

fragment

ionsandtheirabufldanceSunder

different

collision

energy

were

aIlaIyzed.The

investigations

PenetratiIl,the

acylation

show甜that

the

fra鲫entation锄ide

acidresidue

bondsof

Penetratinwere

R1一Qz

and

K15一K16.cornpared谢th

R1一Q2啪ide

bondbecauSe

of

the删一

cleophilicity

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carbonyl

oxygen

of

acetyl.At

the

s锄e

time,the

arIlination

of

C—teminus

lowered

the

decomposition

eIle理∥

of

K15一K16

fbr

4eV.But

the

peptides

backbone

fragmentation

refIlained

at

sanle锄ide

bonds.

of

cbmged

the

cleavage

siteofthe

Mte咖inal咖ino

Kt卵咖也

Penetmtm;(bllisior卜induced

dissociation;EsI-MS/Ms

(ReceivedMay

10,2008}accepted

Au舀20,2008)

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