Масс-спектрометрическое секвенирование биоактивных пептидов, выделенных из кожи лягушек Rana ridibunda и Rana arvalis

• Автор: Артёменко, Константин Александрович
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

I. Массспектрометрическое v секвенирование пептидов

1. Методы определения первичной структуры пептидов

1.1. Методы классической биохимии

Деградация по Эдману

Методы генной инженерии

1.2. Методы массспекгрометрии

1.3. Комбинированный метод леддерное секвенирование

2. v секвенирование пептидов методами тандемной массспектрометрии положительных ионов
2.1. Диссоциация, активированная соударением ДАС
2.2. Диссоциация при электронном захвате ДЭЗ
2.3. Использование МАДЦИ для секвенирования пептидов
2.4. Фотоактивация диссоциации
3. Основные ограничения массспектрометрии положительных ионов при секвенировании пептидов и пути их устранения
3.1. Изобарные аминокислоты
Лизин и глутамин
Фенилаланин и окисленный метионин
3.2. Изомерные аминокислоты лейцин и изолейцин
3.3. Пептиды, содержащие дисульфидную связь
Химические методы
Методы массспектрометрии
4. Использование массспектрометрии отрицательных ионов для секвенирования пептидов
II. Пептиды из кожи амфибий рода
1. Общие сведения
2. Нейропептиды
3. Антибактериальные пептиды
4. Пептидное профилирование значение в систематике и эволюции
ГЛАВА 2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
I. Получение исходного биоматериала
II. Общая схема массспектрометрического секвенирования
III. Установление общего пептидного профиля
1. Оптимизация ВЭЖХразделения
2. Оптимизация эксперимента МАЛДИ
IV. Результаты МС секвенирования пептидов при электрораспылении в режиме отрицательных ионов
V. Результаты массспектрометрического секвенирования при электрораспылении в режиме положительных ионов
1. Результаты МСсеквенирования пептидов, полученные прямым распылением образцов в источник ионов
1.1. Недериватизованные исходные пептиды
1.2. Дериватизованные дисульфидсодержащие пептиды
2. Результаты массспектрометрического секвенирования пептидов, полученные с применением ВЭЖХМСМС
2.1. Диссоциация при электронном захвате ДЭЗ
VI. Результаты массспектрометрического секвенирования пептидов с использованием МАЛДИ
VII. Детализация пептидного профиля .ii
VIII. Детализация пептидного профиля .vi
IX. Сравнительное массспектрометрическое изучение пептидных профилей .ii, обитающих в различных климатических условиях
X. Проверка биологической активности ряда новых пептидов, выделенных из кожи .ii и .vi
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


При работе с природными материалами зачастую возникают непреодолимые препятствия, связанные с необходимостью выделения индивидуальных пептидов заданной степени чистоты и в нужных для анализа количествах. Еще одним ограничением определения последовательности аминокислот по Эдману является длина анализируемого пептида. Поскольку, как и любая другая химическая реакция, взаимодействие с фенилизотиоцианатом не протекает количественно, с каждым новым шагом появляется все больше аминокислот, не отщепившихся на более ранних стадиях. В результате получаемые хроматограммы осложняются пиками ФТГпроизводных аминокислот, отщепившихся на предыдущих шагах, что сильно затрудняет интерпретацию получаемых данных. Помимо этого, химическая суть метода взаимодействие фенилизотиоцианата с концевой аминогруппой также накладывает ряд ограничений на его применение. Пептиды, имеющие посттрансляционно модифицированную концевую аминогруппу, фосфорилированные пептиды и гликопротеины не могут быть секвенированы по Эдману. В некоторых случаях не проходит сама реакция, и, кроме того, отсутствуют ФТГстандарты, необходимые для идентификации всех возможных посттрансляционно модифицированных аминокислот. Методы генной инженерии. Для определения первичной структуры белков все чаще используют анализ нуклеотидной последовательности комплементарной дезоксирибонуклеиновой кислоты кДНК с применением соответствующих методов генной инженерии . Такой анализ занимает значительно меньше времени и ниже по стоимости, чем деградация по Эдману. Из нуклеотидной последовательности кДНК или соответствующей последовательности матричной рибонуклеиновой кислоты мРНК, которые содержатся в тех же тканях, что и анализируемые пептиды и белки, можно, учитывая особенности генетического кода, определить последовательность аминокислот кодируемого ими белка не имея препарата белка. Еще одним очевидным преимуществом метода является отсутствие ограничений по длине определяемого пептида или белка. Однако этот подход, вопервых, не позволяет выявить посттрансляционные модификации белка, а вовторых, дает информацию обо всех возможных аминокислотных последовательностях, которые могли бы экспрессироваться с данных мРНК. Реальное же количество экспрессируемых белков и пептидов, как правило, значительно меньше. Таким образом, анализ кДНК не дает картины истинного состава протеома, а лишь предоставляет информацию о том, каким он мог бы быть . Последовательность праймеров для синтеза кДНК интересующего полипептида также не всегда ясна. Несмотря на указанные недостатки метод исключительно полезен, особенно при сопоставлении его результатов с данными массспектрометрического анализа пептидных смесей . При наличии информации об аминокислотной последовательности пептида, установленной массспектрометрически, анализ кДНК позволяет устранить белые пятна в полученном сиквенсе идентифицировать изобарные и изомерные аминокислоты лейцин Ьеиизолейцин Не, лизин Ьузглутамин i, фенилаланин окисленный метионин x, а также установить последовательность пептидов в исходном белке полипептиде после его энзиматического расщепления. Бомбардировка быстрыми атомами ББА исторически была первым эффективным массспектрометрическим методом для установления последовательности аминокислот в недериватизованных пептидах , . Однако узкий диапазон регистрируемых масс обычно до Дальтон и сравнительно большие количества анализируемого вещества не менее 0 пмоль чистого образца делают его пригодным лишь для анализа олигопептидов . ББА не является мягким способом ионизации спектр характеризуется значимой фрагментацией молекулярного иона . В некоторых случаях спектры ББА оказываются весьма полезными для интерпретации пептидного сиквенса, хотя тандемная массспектрометрия, безусловно, предоставляет более исчерпывающую и надежную структурную информацию см. МАЛДИ . Они позволяют переводить в газовую фазу и ионизировать большие, термолабильные, полярные молекулы. Оба метода ионизации позволяют определять молекулярные массы полипептидов, что является отправной точкой для установления их первичной структуры леддерным секвенированием см.