化学合成虎纹捕鸟蛛毒素-Ⅰ的色谱行为及分离纯化

 利用反相高效液相色谱 (RP HPLC)和离子交换色谱 (IEC)比较研究了固相化学合成的多肽类神经毒素虎纹捕鸟蛛毒素 Ⅰ (HWTX Ⅰ )与其对应的天然产物的色谱行为差异及分离纯化方法。发现在完全相同的实验条件下 ,复性处理后的合成HWTX Ⅰ的谱峰有别于还原变性后又复性的天然HWTX Ⅰ的谱峰 ,主要表现为扩散度较大 ,对称性较差 ,说明合成产物存在更大分子构象的不均一性。推测除了在合成HWTX Ⅰ复性过程中有少数分子发生二硫键错配外 ,还有部分分子在固相合成中发生了消旋作用 ,需要交替采取多种色谱法才能完全分离纯化复性后的合成多肽产物。     

结合丝组二肽的树状多肽对λDNA的切割

以Fmoc手工固相合成法合成了以多聚赖氨酸为骨架, 表面结合丝组二肽的四分支和二分支树状多肽, 以高效液相色谱提纯, 电喷雾电离质谱表征, 并通过凝胶电泳法研究了其对λDNA的切割活性.     

多肽固相合成中反相高效液相色谱的若干应用

多肽化学合成技术的发展,特别是多肽自动合成仪的出现大大加快了合成速度,这无疑也大大加快了其结构与功能关系研究的进程。但是直接由固相合成树脂上获得的产物往往混有部分缺失肽等杂质,结构各异的各种肽段对脱保护等条件的要求也不尽相同,因此在多肽合成工作中高效液相色谱已成为一项必不可少的配套技术。 本文介绍在本实验室利用反相高效液相色谱(RP-HPLC)配合多肽自动合成工作的部分结果。     

溶剂诱导黑色素瘤抗原基因-2特定表位多肽异构的LC/MS研究

 研究乙醇、甲醇两种常用溶剂系统对固相合成的黑色素瘤抗原基因 2 (MAGE 2 )的特定表位多肽 (171 179)异构的影响。分别运用乙醇、甲醇溶剂体系以及极性溶剂二甲基亚砜 (DMSO)作对照预处理固相合成的黑色素瘤抗原特异性MAGE 2表位多肽 (171～ 179) ,然后用反相高效液相色谱 /质谱联用技术 (RP HPLC/MS)对合成的表位多肽的m/z进行Q1正离子监测扫描分析 ,观察其在不同溶剂系统预处理下的异构情况 ,以选择合理的预处理条件。结果发现采用乙醇及甲醇溶样时MAGE 2表位多肽有异构体产生 ,极性溶剂DMSO溶样的表位多肽未有异构现象发生。     

氨基酸组成相同序列不同的小分子多肽的液相色谱-质谱联用分析

多肽组学是近年来兴起的一门新型学科,质谱已成为多肽组学研究的强有力手段．然而,用于检测具有相同氨基酸组成但序列不同的多肽时,只能给出等同的分子离子峰,在多肽结构解析上受到一定限制．因此,发展色谱分离．质谱检测联用技术是分析具有相同氨基酸组成但序列不同的多肽的有效途径．本文建立了一种氨基酸组成相同序列不同的小分子多肽的反相液相色谱分离-电喷雾离子化质谱检测新方法．该方法采用高效液相色谱-质谱联用技术,以两种三肽Gly．Ser．Phe和Gly．Phe．Ser为模式样品对象,考察了小分子多肽在不同流动相组成、流动相添加剂及pH等条件下的液相色谱行为,并讨论其保留机理．研究结果表明,在最优化的实验条件下,该方法稳定性好,重现性高,为多肽组学研究中的多肽解析提供科学的分析方法．     

脑啡肽的固相合成与LC-MS/MS分离鉴定

多肽在生命过程中扮演着重要的角色,对其生理生化功能的研究与应用,离不开对单一多肽物质的需求,而化学合成法是获取目标多肽的最有效方法之一。对合成产物的分离与鉴定,是优化合成条件,以得到高产率的重要保证。以两种内源性神经肽亮氨酸脑啡肽和甲硫氨酸脑啡肽为模型,利用Fmoc固相多肽合成策略对其进行合成,并建立了HPLC-ESI-MS/MS新方法用于所制备的亮氨酸脑啡肽和甲硫氨酸脑啡肽的分离与结构鉴定。研究结果显示,主要合成产物均为目标多肽,副产物主要包括C端丢失1个氨基酸所形成的四肽,以及由于甲硫氨酸残基氧化而形成的含甲硫氨酸亚砜的多肽。该研究为高效合成含敏感氨基酸的生理活性多肽提供了新信息。     

反相高效液相色谱与质谱联用分析合成七肽的消旋产物

采用反相高效液相色谱(RP-HPLC)与质谱(MS)联用技术对固相法化学合成七肽(H2N-PFNSLAI-COOH,M r 760.9)时出现的消旋产物进行了分析。根据弱疏水性合成七肽粗品特性,提出了充分利用吸附和分配双重保留机制的“早期吸附”概念,以此优化色谱条件得到4个峰形良好的色谱峰;质谱分析表明:4谱峰具有相同的m/z761.5[M H] 值,对每一消旋产物进行在线多肽测序,并利用串联质谱(MSn)谱图叠加的方法,得到b轴和y轴两套片段信息,成功确定了合成七肽的4个消旋产物。     

高效液相色谱–质谱法分析僵蚕蛋白酶解多肽

分析僵蚕蛋白酶解多肽类成分的相对分子质量和氨基酸组成。采用高效液相色谱–质谱联用正离子模式进行分析,以Hola C_(18)色谱柱(100 mm×2.1 mm,2.7μm)为分离色谱柱,以0.05%甲酸水溶液和0.05%甲酸–乙腈溶液为流动相,根据质谱一级、二级碎片离子信息,确定酶解多肽类相对分子质量信息和氨基酸组成。僵蚕样品经酶解后得到相对分子质量在500~1 000之间的多肽,经LC–MS分析,多肽由低于10个的氨基酸组成。高效液相色谱–质谱法分析平台可用于分析多肽化合物的相对分子质量和氨基酸组成,这有利于酶解多肽的生物活性分析。     

傅立叶变换离子回旋共振质谱分析与鉴定骨桥蛋白的多肽片段

采用高效液相色谱(HPLC)SCX及C4色谱柱从人乳样品的乳清部分分离与纯化出骨桥蛋白(Osteopontin, OPN),在一定条件下将其用胰蛋白酶酶解后,利用高分辨傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR-MS),结合微喷雾(Nano-spray)技术,并借助Mascot软件数据库,获得了OPN相关多肽片段GDSVVYGLR和QNLLAPQTLPSK的质谱结构信息,分析了其裂解机理.研究表明,利用FT-ICR-MS并结合HPLC等化学方法,可以高效、快速地分离与纯化人乳样品中的OPN,借助Mascot软件数据库进行质谱分析,能够简洁、准确地鉴定相关多肽片段的结构信息,为OPN多肽片段不同翻译后修饰位点的确定与其生物学活性关系的研究提供了理论依据.     

酪蛋白多肽的制备和色谱分离方法

为了得到低成本的多肽,本文利用胰蛋白酶对酪蛋白进行了充分的酶解。采用分析级反相高效液相色谱-电喷雾质谱联用技术(RP-HPLC/ESI-MS)分析了酶解产物各组分的组成,并通过改变流动相的梯度洗脱程序,优化了分析级色谱条件以充分分离相对含量较高的多肽组分;将优化的分析级色谱条件直接放大到制备级RP-HPLC中,在程序控制下通过紫外吸收信号结合ESI-MS信号共同引导实现了多肽的全自动化分离和收集。整个过程方便快捷,经过这样一个单一的分离步骤,得到了多个纯度较高的多肽。除此之外,本文还考察了流动相的酸碱性、柱上样量等因素对该体系制备级分离的影响,并对一次分离中分辨率不好的亲水性多肽混合物进行了二次分离,得到了多个新的多肽。本文建立的多肽制备方法为多肽和多肽材料的广泛应用提供了一种选择。     

依赖色谱保留时间的智能化选择反应监测质谱方法的建立及其初步应用

建立了依赖色谱保留时间的智能化选择反应监测质谱方法,并与非依赖色谱保留时间的智能化选择反应监测质谱分析方法对不同体系(牛血清白蛋白酶切物、6种标准蛋白质混合物酶切物、腾冲嗜热菌蛋白提取液酶切物)的分析结果进行了系统比较。结果表明,引入色谱保留时间后的智能化选择反应监测质谱方法能够显著提高肽段及蛋白质的鉴定量,并且在复杂体系（如腾冲嗜热菌蛋白提取液酶切物）中效果尤为明显,鉴定到的肽段及蛋白质的覆盖率可分别达到目标肽段和蛋白质数量的89.62%和92.41%,并且灵敏度高、重复性好,能够实现对质荷比相同但保留时间有差异的肽段的准确鉴定。该方法将在复杂生物样本目标蛋白质组高通量、高灵敏度的鉴定、验证和确认中发挥独特作用。     

毛细管反相液相色谱-串联质谱用于肽的鉴定和相对定量分析

建立了一种基于毛细管反相液相色谱-串联质谱联用技术和质谱峰强度数据处理的肽段鉴定和相对定量分析方法。该方法无需对样品中的肽进行化学标记,在对样品进行反相色谱分离和串联质谱分析后,将二级质谱扫描数据进行蛋白质数据库搜索,获得所鉴定肽段的序列、保留时间、质荷比、带电荷数等定性信息;再以此为定位依据,在全扫描质谱数据中提取该肽段对应的离子峰并以该离子峰的峰强度作为定量信息,从而实现对不同样品中的共有肽段进行差异比较分析。以标准蛋白酶解混合肽段为实验对象,以肽段相对强度的相对标准偏差为指标,考察了该方法用于肽段相对定量分析的重现性、检测动态范围以及浓度标准曲线等,为将该方法用于生物样品中内源性肽的差异分析奠定了基础。     

Edman降解中异硫氰酸苯酯新修饰位点的发现和验证

Edman降解是最早建立的一种用于多肽和蛋白质氨基端测序的方法,该方法现在仍被广泛用于生物化学领域。随着高通量蛋白质组学技术的发展和应用,该方法中的异硫氰酸苯酯反应被用于修饰蛋白质氨基端,并用于检测蛋白质水解位点。但还没有异硫氰酸苯酯是否可以修饰其他氨基酸侧链并影响多肽序列分析的研究。为了探究其修饰其他氨基酸的可能性,本文利用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）和液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）研究了异硫氰酸苯酯对一个模型肽的化学修饰。质谱数据解析后发现在高浓度异硫氰酸苯酯的反应条件下,组氨酸上可以引入一个新的异硫氰酸苯酯修饰位点。这一修饰位点的发现预示着通过改变实验条件或分析方法,可以更准确地利用Edman降解和蛋白质组学技术分析多肽和蛋白质。     

氨基酸-稳定同位素稀释质谱法用于合成肽段准确含量分析

建立了氨基酸同位素稀释液相色谱-串联质谱法准确测定合成肽段绝对含量的方法。实验中对合成肽段的纯度进行了表征,色谱纯度表征结果为99%以上,质谱纯度为90%以上。在肽段溶液中加入13C标记的氨基酸后进行酸溶液水解时间的优化,水解后的氨基酸直接经液相色谱分离和质谱检测,结果表明肽段中的被测氨基酸在150 ℃、6 mol/L HCl溶液水解4～6 h就可以达到水解平衡。每个肽段选择两个或两个以上的被测氨基酸,测得随机选择的5种合成肽段的绝对含量为62.07%～88.18%,测定结果的相对标准偏差小于8%,相对误差小于5%,均满足定量要求。除常用的被测氨基酸苯丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸外,还考察了选择赖氨酸和精氨酸作为被测氨基酸的可行性,实验结果表明增加精氨酸为被测氨基酸是可行的,从而进一步增加了方法的普适性。该方法的建立避免了色谱法定量时氨基酸衍生化处理带来的副反应影响及操作繁琐等问题,提高了肽段含量测定的准确度和精密度,为肽段含量的准确测定提供了一种新的方法。     

反相高效液相色谱/电喷雾质谱法分析化学合成七肽粗产物

利用RP—HPLC／ESI—MS直接分析用芴甲氧羰基(Fmoc)固相多肽合成方法在PHB树脂上偶联合成的一个七肽(H2N—Tyr—Val—Asn-Thr-Asn—Met—Gly—COOH,Mr797．3)粗产物。RP—HPLC显示合成粗产物含有1个主成分,4个次要成分和多个微量成分;与之联用的电喷雾质谱则同步准确地测定出各成分的分子量(m／z)并自动对各主要成分的化学结构进行了串联质谱分析。结果证明,粗产物中的主成分即为目标七肽,另外几个主要副产物为七肽的氧化产物或残缺肽。     

Peptides derivatized with bicyclic quaternary ammonium ionization tags. Sequencing via tandem mass spectrometry

Improving the sensitivity of detection and fragmentation of peptides to provide reliable sequencing of peptides is an important goal of mass spectrometric analysis. Peptides derivatized by bicyclic quaternary ammonium ionization tags: 1‐azabicyclo[2.2.2]octane (ABCO) or 1,4‐diazabicyclo[2.2.2]octane (DABCO), are characterized by an increased detection sensitivity in electrospray ionization mass spectrometry (ESI‐MS) and longer retention times on the reverse‐phase (RP) chromatography columns. The improvement of the detection limit was observed even for peptides dissolved in 10 mM NaCl. Collision‐induced dissociation tandem mass spectrometry of quaternary ammonium salts derivatives of peptides showed dominant a‐ and b‐type ions, allowing facile sequencing of peptides. The bicyclic ionization tags are stable in collision‐induced dissociation experiments, and the resulted fragmentation pattern is not significantly influenced by either acidic or basic amino acid residues in the peptide sequence. Obtained results indicate the general usefulness of the bicyclic quaternary ammonium ionization tags for ESI‐MS/MS sequencing of peptides. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

Detection and characterization of methionine oxidation in peptides by collision-induced dissociation and electron capture dissociation

Electron capture dissociation (ECD) and collision-induced dissociation (CID), the two complementary fragmentation techniques, are demonstrated to be effective in the detection and localization of the methionine sulfoxide [Met(O)] residues in peptides using Fourier transform ion cyclotron resonance (FTICR) mass spectrometry. The presence of Met(O) can be easily recognized in the low-energy CID spectrum showing the characteristic loss of methanesulfenic acid (CH(3)SOH, 64 Da) from the side chain of Met(O). The position of Met(O) can then be localized by ECD which is capable of providing extensive peptide backbone fragmentation without detaching the labile Met(O) side chain. We studied CID and ECD of several Met(O)-containing peptides that included the 44-residue human growth hormone-releasing factor (GRF) and the human atrial natriuretic peptide (ANP). The distinction and complementarity of the two fragmentation techniques were particularly remarkable in their effects on ANP, a disulfide bond-containing peptide. While the predominant fragmentation pathway in CID of ANP was the loss of CH(3)SOH (64 Da) from the molecular ion, ECD of ANP resulted in many sequence-informative products, including those from cleavages within the disulfide-bonded cyclic structure, to allow for the direct localization of Met(O) without the typical procedures for disulfide bond reduction followed by [bond]SH alkylation.     

蛋白质组质谱分析中基于串并联支持向量机的肽段色谱保留时间预测方法

基于质谱的大规模蛋白质鉴定中,在线液相色谱分离发挥了重要作用。色谱保留时间(retention time,RT)是肽段鉴定和定量的重要信息。由于整个色谱分析运行时间中,流动相中的有机相采用了非线性浓度曲线以及样品中肽段之间的相互影响等因素,基于肽段序列的RT预测还存在精度不高、模型推广性能差等问题。本文提出了一种基于串并联支持向量机(serial and parallel support vector machine,SP-SVM)的RT预测方法,能够表征洗脱过程中有机相浓度的非线性变化和肽段之间的相互影响,显著提高了肽段保留时间预测的精度。利用复杂样本数据集验证结果表明,预测RT和实验RT之间的决定系数达到了0.95,超过95%的鉴定肽段的RT预测误差范围小于总运行时间的20%,超过70%的鉴定肽段的RT预测误差范围小于总运行时间的10%。本文提出的模型的性能达到了目前已知的最好水平。     

组蛋白H3赖氨酸27和36位甲基化修饰的鉴定

采用液相色谱-质谱联用技术结合生物信息学分析手段,研究Hela细胞组蛋白H3赖氨酸(Lysine (K))K27和K36位点带有甲基化和二甲基化修饰的多肽鉴定,通过二级质谱碎片解析和二级碎片丰度分析,对组蛋白H3赖氨酸K27和K36上甲基化和二甲基化修饰进行了鉴定和分析。