Исследование состава и структуры реальных биологических объектов при помощи масс-спектрометрии ионного циклотронного резонанса с преобразованием Фурье

• Автор: Кононихин, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 105 с. : ил.

Глава 1. Литературный обзор
1. Развитие масс-спектрометрии ИЦР ПФ
1.1. Циклотрон
1.2. Ловушка Пеннинга
1.3. Масс-спектрометр ИЦР ПФ
1.4. Методы ионизации
1.5. Протеомный анализ «по восходящей»(ВОТТОМ UP)
1.6. Методы фрагментация (МС/МС)
1.7. Поиск и идентификация Пост-Трансляционных Модификаций
1.8. Развитие метода точных массово-временных меток
1.9. Гумусовые кислоты
1.10. Моча человека
1.11. Конденсаты выдыхаемого человеком воздуха
Глава 2. Увеличение выхода многозарядных ионов в методе МАЛДИ
Глава 3. Исследование элементного состава гумусовых кислот при помощи
масс-спектрометрии ИЦР ПФ

Глава 4. Исследование белкового состава мочи и КВВ человека при помощи масс-спектрометрии ИЦР ПФ
4.1. Хромато-масс-спектрометрическая методика для анализа
проб мочи и КВВ человека
4.2. Метод точных массово-временных меток для исследования белкового состава мочи человека
4.3. Поиск и идентификация пост-трансляционных модификаций в белках, содержащихся в моче человека
Выводы
Список цитируемой литературы

При помощи современных методик, основанных на масс-спектрометрическом анализе, можно исследовать биологические объекты самого разного происхождения и сложности. Это стало возможным благодаря созданию новых методов ионизации вещества, метода электроспрей и метода лазерной десорбции/ионизации из матрицы (МАЛДИ), которые позволили переводить в газовую фазу и одновременно ионизировать большие биологические молекулы, такие как пептиды, белки и полинуклеотиды.
Масс-спектрометрия ионного циклотронного резонанса с преобразованием Фурье (ИЦР ПФ) обладает рядом преимуществ по сравнению с другими методами масс-спектрометрии. Главными достоинствами данной методики являются: высокая разрешающая способность и рекордная точность измерения масс. На базе современного масс-спектрометра ИЦР ПФ можно реализовать методики для однозначной идентификации элементного состава как индивидуальных биомолекул, так и их смесей.
В настоящее время полностью расшифрованы геномы различных организмов, в том числе и человека. Относительно небольшим набором генов кодируется большое количество разных белков. В связи с исследованиями многообразия белков, содержащихся в различных биологических объектах, возникла новая фундаментальная концепция, названная «протеом» (ПРОТЕиновое дополнение к генОМу). Создана новая дисциплина -протеомика, которая призвана дополнить и аннотировать геномные

разрешению масс-спектров. Но иногда даже разрешение в 1000000 или выше может быть недостаточным. Например, два изобарных пептида, RVMRGMR и RSHRGHR, удалось разрешить, лишь достигнув разрешающей способности в 3300000 [54]. Различие в составе этих пептидов состоит в том, что в первом пептиде содержится группа N4O, а во втором S2Hg (разница 0.00045 Да ), что меньше массы электрона (0.00055 Да). Такое сверхвысокое разрешение было достигнуто благодаря множеству факторов: сильному магнитному полю, большому диаметру ловушки Пеннинга, цифровому квадратичному детектированию, продолжительному охлаждению ионов с постепенным уменьшением запирающего потенциала, низкому давлению в измерительной ячейке, изоляции узкого массового диапазона и суммированию множества спектров. В другом аналогичном эксперименте группы Маршала было продемонстрировано разрешение 552000 при высокой точности измерения (0.032 и 0.053 ppm соответственно) для однозначной идентификации двух пептидов ([DY(S03H) MGWMDF-NH2-2H]2 и [DY(P03H2)MGWMDFNH2-2H]2) в широкополосном режиме (диапазон измеряемых отношений массы к заряду m/z 400-1400) [55]. Однако, такие подходы не годятся для
высокопроизводительного протеомного анализа. Использование 32 мегабайтного оцифрованного временного сигнала и суммирование 64 спектров приводит к тому, что на измерение одного спектра уходит 3 минуты, что