Application of Double-beam Photodissociation in Top-down Mass Spectrometric Analysis of Ubiquitin Ions

JIAO Lu-yang; ZHANG Kai-lin; DU Meng-ying; XU Yi-cheng; LI Shu-qi; KONG Xiang-lei

doi:10.19969/j.fxcsxb.21093008

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Application of Double-beam Photodissociation in Top-down Mass Spectrometric Analysis of Ubiquitin Ions

Scientific Papers | 更新时间：2023-01-04

- Application of Double-beam Photodissociation in Top-down Mass Spectrometric Analysis of Ubiquitin Ions
- Journal of Instrumental Analysis Vol. 41, Issue 1, Pages: 108-114(2022)
- 作者机构：
  
  1.南开大学化学学院元素有机化学国家重点实验室，天津 300071
  2.天津理工大学生命健康智能检测研究院，天津 300384
  3.天津化学化工协同创新中心，天津 300071
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.19969/j.fxcsxb.21093008
  CLC：
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焦鲁杨,张凯林,杜梦颖等.双光束光解离在牛泛素蛋白离子的自顶向下质谱分析中的应用研究[J].分析测试学报,2022,41(01):108-114.

JIAO Lu-yang,ZHANG Kai-lin,DU Meng-ying,et al.Application of Double-beam Photodissociation in Top-down Mass Spectrometric Analysis of Ubiquitin Ions[J].Journal of Instrumental Analysis,2022,41(01):108-114.
焦鲁杨,张凯林,杜梦颖等.双光束光解离在牛泛素蛋白离子的自顶向下质谱分析中的应用研究[J].分析测试学报,2022,41(01):108-114. DOI： 10.19969/j.fxcsxb.21093008.

JIAO Lu-yang,ZHANG Kai-lin,DU Meng-ying,et al.Application of Double-beam Photodissociation in Top-down Mass Spectrometric Analysis of Ubiquitin Ions[J].Journal of Instrumental Analysis,2022,41(01):108-114. DOI： 10.19969/j.fxcsxb.21093008.

摘要

自顶向下（Top-down）质谱分析方法是将完整蛋白质离子碎片化，从而在分子水平上提供更加精准、丰富的与蛋白质结构相关的生物学信息。该文首次将3 µm红外激光与210 nm紫外激光共同引入到傅里叶变换离子回旋共振质谱仪（FT－ICR MS）的分析池中，获得了牛泛素蛋白离子的自顶向下质谱。通过优化两束激光被引入的时间序列，使得蛋白质碎片离子的覆盖率进一步优化。实验发现将两束激光在时间序列上以部分重叠的方式引入时，可以更有效地实现蛋白离子的解离。对于+11价的牛泛素蛋白离子，双光束解离碎片覆盖率可达73%，高于基于单独的红外多光子解离（IRMPD）或紫外光解离（UVPD）方法所获得的结果。对其它价态的牛泛素蛋白离子也得到类似的提升。实验结果显示双光束解离方式对于丰富蛋白碎片离子的种类，提高碎片覆盖率有显著作用。

Abstract

Top-down（TD） mass spectrometry（MS） could offer accurate and rich biological information at the molecular level by dissociating the complete protein ions in the gas phase. In this paper，a 3 µm infrared laser and a 210 nm ultraviolet laser were combined to introduce into the cell of an Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer（FT－ICR MS），and the top-down mass spectra for ubiquitin protein ions were obtained for the first time．The sequence coverages of the protein ions could be further optimized by optimizing the time series of two applied lasers．Experimental results showed that the dissociation could be better realized by introducing two laser beams into the ICR cell through the partial overlap in their time series．For +11 ubiquitin ions，the sequence coverages produced by the double-beam photodissociation method reached to 73%，higher than the results obtained by infrared multiphoton dissociation（IRMPD） or ultraviolet potodissociation（UVPD）．For ubiquitin ions with other charge states，similar results were observed，indicating that the new method could generate richer fragmentation patterns for protein ions than UVPD or IRMPD solely and improve sequence coverages of protein ions.

关键词

自顶向下离子活化红外多光子解离（IRMPD）紫外光解离（UVPD）牛泛素蛋白傅里叶变换离子回旋共振质谱仪（FT－ICR MS）

Keywords

top-downion activationinfrared multiphoton dissociation（IRMPD）ultraviolet photodissociation（UVPD）ubiquitinFourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer（FT－ICR MS）

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