不同电荷态泛素蛋白离子的193 nm紫外光解离质谱

doi:10.7503/cjcu20210004

高等学校化学学报 ›› 2021, Vol. 42 ›› Issue (8): 2436.doi: 10.7503/cjcu20210004

不同电荷态泛素蛋白离子的193 nm紫外光解离质谱

周敏¹^,², 石莹莹², 李树奇², 张凯林²^,³, 崔永亮², 张森², 张先燚¹(), 孔祥蕾²^,⁴()

^1.安徽师范大学物理与电子信息学院, 芜湖 241000
^2.南开大学化学学院元素有机化学国家重点实验室, 天津 300071
^3.天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
^4.南开大学化学科学与工程创新中心, 天津 300071

收稿日期:2021-01-04 出版日期:2021-08-10 发布日期:2021-03-24
通讯作者: 张先燚 E-mail:xyzhang@ahnu.edu.cn;kongxianglei@nku.edu.cn
作者简介:孔祥蕾, 男, 博士, 副研究员, 主要从事质谱学和光谱学研究. E-mail: kongxianglei@nku.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(21627801)

193 nm UV Photodissociation Mass Spectrometry for Ubiquitin Ions with Different Charge States

ZHOU Min¹^,², SHI Yingying², LI Shuqi², ZHANG Kailin²^,³, CUI Yongliang², ZHANG Sen², ZHANG Xianyi¹(), KONG Xianglei²^,⁴()

^1.School of Physics and Electronic Information，Anhui Normal University，Wuhu 241000，China
^2.State Key Laboratory and Institute of Elemento?Organic Chemistry，Nankai University，Tianjin 300071，China
^3.School of Precision Instrument and Opto?Electronics Engineering，Tianjin University，Tianjin 300072，China
^4.Innovation Center of Chemical Science and Engineering，Nankai University，Tianjin 300071，China

Received:2021-01-04 Online:2021-08-10 Published:2021-03-24
Contact: ZHANG Xianyi E-mail:xyzhang@ahnu.edu.cn;kongxianglei@nku.edu.cn
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China(21627801)

摘要/Abstract

摘要：

将193 nm激光与傅里叶变换离子回旋共振(FT-ICR)质谱仪结合, 研究了不同价态的泛素蛋白离子的紫外光解离质谱. 结果表明, 在光解离过程中向分析池内引入适量的碰撞气, 不仅能增加母体离子的裂解率, 也能提高碎片离子的捕获效率. 相对于碰撞辅助解离(CAD)中产生的b和y离子, 紫外光解离(UVPD)方法能够产生更为丰富的不同种类碎片离子. 其中, 对于+11价泛素离子, 蛋白质序列的覆盖率接近80%, 远高于对应的CAD实验结果. 与已往报道不同的是, 裂解覆盖率呈现出较强的电荷相关性. 因此, 如何进一步提高较低电荷态的蛋白离子的解离效率和序列覆盖率还需深入研究.

关键词: 自顶向下, 紫外光解离, 碰撞活化解离, 泛素, 电荷态

Abstract:

In recent years， the application of ultraviolet photodissociation（UVPD） in protein top-down mass spectrometry has attracted more and more attentions. In this study， the UVPD mass spectra of ubiquitin ions with different charge states were studied by combining a 193 nm laser with a fourier transform ion cyclotron resonance（FT-ICR） mass spectrometer. Results showed that the efficiency of ion fragmentation and trapping could be improved by introducing an appropriate amount of collision gas into the analysis cell during photolysis. Compared with the pure b， y ions produced in collision-activated dissociation（CAD） experiments， UVPD method produced more abundant fragment ions in both intensity and diversity. For +11 ubiquitin ions， the protein sequence coverage was close to 80%， which was much higher than the corresponding experimental results of CAD. However， different from the previous reports， the fragmentation coverage still showed a correlation with the charge state of the ions. For the lower charged protein ions， further research for a better dissociation efficiency and sequence coverage is still needed very much.

Key words: Top-down, Ultraviolet photodissociation, Collision-activated dissociation, Ubiquitin, Charge state

中图分类号:

O651

TrendMD:

周敏, 石莹莹, 李树奇, 张凯林, 崔永亮, 张森, 张先燚, 孔祥蕾. 不同电荷态泛素蛋白离子的193 nm紫外光解离质谱. 高等学校化学学报, 2021, 42(8): 2436.

ZHOU Min, SHI Yingying, LI Shuqi, ZHANG Kailin, CUI Yongliang, ZHANG Sen, ZHANG Xianyi, KONG Xianglei. 193 nm UV Photodissociation Mass Spectrometry for Ubiquitin Ions with Different Charge States. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(8): 2436.

图/表 5

Fig.1 193 nm UVPD mass spectra of ubiquitin ions with different charge statesThe corresponding charge states of （A）—（G） were +7—+13.

Fig.2 Fragment ion analysis of ubiquitin ions with different charge states(+7—+13), obtained by the methods of CAD(A—G) and 193 nm UVPD(A′—G′), respectivelyThe corresponding charge states of（A）—（G） were + 7—+ 13. The charge states of the corresponding ions were identified in each subgraph. The abscissa of each subgraph corresponded to the amino acid sequence of ubiquitin， and the ordinate corresponded to the intensity of fragment ion， and the types of fragment ions were represented by their colors.

Fig.3 The types and distribution of CAD fragment ions of ubiquitin ions with different charge states(+7—+13, A—G)The values indicated the ratios of corresponding ions in different types.

Fig.4 The types and distribution of UVPD fragment ions of ubiquitin ions with different charge states(+7—+13, A—G)The values indicated the ratios of corresponding ions in different types.

Fig.5 Sequence coverage observed during the cleavage of ubiquitin ions with different charge states(+7—+13) by different methods

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不同电荷态泛素蛋白离子的193 nm紫外光解离质谱

193 nm UV Photodissociation Mass Spectrometry for Ubiquitin Ions with Different Charge States

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