ESI-MSによって調査されたキノン修飾システイン残基におけるペプチドとタンパク質の部位選択的断片化

本明細書には、質量分析と、さまざまなキノンによるペプチドとタンパク質の両方におけるサイステインの遊離チオール型の選択的修飾を利用するいくつかのユニークな分析アプリケーションがある。この単純な修飾は、タンパク質の遊離またはジスルフィドに結合したシステインの数を定量化するために使用できます。さらに、キノンの修飾を使用して、タンパク質構造または折りたたみ状態に関する情報を提供するシステイン残基の溶媒アクセシビリティを簡単に調査することもできます。さらに、キノン部分の発色障害特性は、バックボーンのサイト固有のフォトディソシエーションのために活用できます。フォトディソシエーションは、修飾されたシステイン残基の存在と位置の両方を明らかにしています。たとえば、アルファヘモグロビンのタンパク質骨格の切断は、タンパク質全体の140残基のうち1つのシステインで選択的に観察されます。この選択的な骨格の断片化には、修飾キノンに固有の親イオン質量損失が伴います。組み合わせると、この情報を使用して、キノン化学を活用してタンパク質を修飾できるドーパミンなどの天然に発生する分子によって生成される修飾部位の両方を決定で​​きます。

Described herein are several unique analytical applications utilizing mass spectrometry and the selective modification of the free thiol form of cysteine in both peptides and proteins by various quinones. This simple modification can be used to quantify the number of free or disulfide bound cysteines in a protein. In addition, quinone modification can also be used to easily probe the solvent accessibility of cysteine residues, which provides information about protein structure or folding state. Furthermore, the chromophoric properties of the quinone moiety can be leveraged for site specific photodissociation of the backbone. The photodissociation reveals both the presence and location of modified cysteine residues. For example, cleavage of the protein backbone of alpha-hemoglobin is observed selectively at a single cysteine out of 140 residues in the whole protein. This selective backbone fragmentation is accompanied by a parent ion mass loss, which is unique to the modifying quinone. When combined, this information can be used to determine both the presence and site of modification generated by naturally occurring molecules, such as dopamine, which can harness quinone chemistry to modify proteins.