Arginine Functionalized Magnetic Nanoparticles and Its Application in Phosphopeptides Enrichment

doi:10.7503/cjcu20200685

Abstract

Abstract:

Arginine modified magnetic nanoparticles（Mag-Arg） were synthesized and used as themagnetic carrier of magnetic solid phase extraction（MSPE） platform. The prepared magnetic nanoparticles were applied to the enrichment of phosphopeptides from complex samples coupled with MALDI-TOF MS. Mag-Arg was characterized by means of scanning electron microscopy， particle size analysis， Zeta potential measurement， infrared spectroscopy， vibrating sample magnetometer and X-ray diffraction. Under the optimal adsorption desorption conditions， the MSPE-MS platform could achieve high selectivity and sensitivity（the detection limit was determined to be as low as 0.1 fmol） for phosphopeptides. Finally， the method was applied to the determination of phosphopeptides in nonfat milk， showing great potential in the detection of low-abundance phosphopeptides in real complex biological samples.

Key words: Magnetic Nanoparticle, Arginine, Magnetic solid phase extraction, Phosphopepties, Mass spectrometry

CLC Number:

O652.6

TrendMD:

ZHENG Haijiao, JIANG Liyan, JIA Qiong. Arginine Functionalized Magnetic Nanoparticles and Its Application in Phosphopeptides Enrichment[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(3): 717.

Figures/Tables 10

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No.	Phosphoryl group	Peptide sequence	m/z			SD
No.	Phosphoryl group	Peptide sequence	After 1 time	After 7 times	After 14 times	SD
β_1s	1	FQsEEQQQTEDELQDK	2061.2	2060.4	2061.6	0.186
β_2s	1	FQsEEQQQTEDELQDKIHPF	2556.3	2555.3	2556.2	0.164
β_3m	4	RELEELNVPGEIVEsLsssEESITR	3122.6	3122.3	3122.7	0.297

No.	Phosphoryl group	Peptide sequence	m/z			SD
No.	Phosphoryl group	Peptide sequence	After 1 time	After 7 times	After 14 times	SD
β_1s	1	FQsEEQQQTEDELQDK	2061.2	2060.4	2061.6	0.186
β_2s	1	FQsEEQQQTEDELQDKIHPF	2556.3	2555.3	2556.2	0.164
β_3m	4	RELEELNVPGEIVEsLsssEESITR	3122.6	3122.3	3122.7	0.297

Composite sample	Nonfat milk sample	Phosphoryl group	Peptide sequence	Protein	m/z
	√	1	TVDMEsTEVF	α?casein	1235.9
	√	1	TVDmMEsTEVF	α?casein	1253.1
	√	2	EQLsTsEENSKK	α?casein	1539.2
√		4	RELEELNVPGEIVESLsssEEsITR	β?casein	1560.1
	√	1	VPQLEIVPNsAEER	α?casein	1661.7
	√	1	YLGEYLIVPNsAEER	α?casein	1832.0
	√	2	DIGsEsTEDQAMEDIK	α?casein	1928.4
√		2	DIGsEsTEDQAOEDIK	β?casein	1943.1
	√	1	YKVPQLEIVPNsAEER	α?casein	1955.3
√	√	1	FQsEEQQQTEDELQDK	β?casein	2060.2
√		1	FQsEEQQQTEDELQDKIHPF	β?casein	2556.4
	√	5	QMEAEsIsssEEIVPNsVEQK	α?casein	2719.4
	√	4	NTMEHVsssEEsIISQETYKQ	α?casein	2747.3
	√	3	EKVNELsKDIGsEsTEDQAMEDIKQ	α?casein	2937.8
	√	4	RELEELNVPGEIVEssssEESITR	α?casein	2964.5
√		4	ELEELNVPGEIVEsLsssEESITR	β?casein	2966.1
	√	4	NANEEEYSIGsssEEsAEVATEEVK	α?casein	3006.4
√	√	4	RELEELNVPGEIVEsLsssEESITR	β?casein	3122.3
√		1	FDKLPGFGDsIEAQCGTSVNVHSSLR	Ovalbumin	2821.7^*

Composite sample	Nonfat milk sample	Phosphoryl group	Peptide sequence	Protein	m/z
	√	1	TVDMEsTEVF	α?casein	1235.9
	√	1	TVDmMEsTEVF	α?casein	1253.1
	√	2	EQLsTsEENSKK	α?casein	1539.2
√		4	RELEELNVPGEIVESLsssEEsITR	β?casein	1560.1
	√	1	VPQLEIVPNsAEER	α?casein	1661.7
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√		2	DIGsEsTEDQAOEDIK	β?casein	1943.1
	√	1	YKVPQLEIVPNsAEER	α?casein	1955.3
√	√	1	FQsEEQQQTEDELQDK	β?casein	2060.2
√		1	FQsEEQQQTEDELQDKIHPF	β?casein	2556.4
	√	5	QMEAEsIsssEEIVPNsVEQK	α?casein	2719.4
	√	4	NTMEHVsssEEsIISQETYKQ	α?casein	2747.3
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√		4	ELEELNVPGEIVEsLsssEESITR	β?casein	2966.1
	√	4	NANEEEYSIGsssEEsAEVATEEVK	α?casein	3006.4
√	√	4	RELEELNVPGEIVEsLsssEESITR	β?casein	3122.3
√		1	FDKLPGFGDsIEAQCGTSVNVHSSLR	Ovalbumin	2821.7^*

Material	LOD/fmol	Selectivity(molar ratio)	Numbers of phosphopeptides enriched in milk samples	Ref.
GF?TiO₂?GO	10.0	β?casein/BSA(1∶100)	17	[17]
SPMA nanospheres	10.0	β?casein/BSA(1∶1000)	19	[21]
PP?x?Arg	10.0	β?casein/BSA(1∶100)	—	[22]
Fe₃O₄/PDA/PAMA?Arg	0.2	β?casein/BSA(1∶500)	14	[23]
Poly(guanidinium ionic liquid)s	4	β?casein/BSA(1∶1000)	8	[24]
Guanidyl functionalized graphene	40	—	12	[25]
Mag?Arg	0.1	β?casein/OVA/BSA(1∶2000∶2000)	14	This work