resolvida no tempo com ionização por electrospray Hidrogénio-deutério troca Espectrometria de Massa para estudar a estrutura e dinâmica das proteínas

Ao longo das últimas décadas, avanços significativos foram feitos no desenvolvimento de técnicas analíticas concebidas para medir a estrutura da proteína e da dinâmica ^{1, 2, 3, 4.} Enquanto a cristalografia de raios-X permanece o princípio ferramenta para a determinação da estrutura de proteínas, altas concentrações de proteína são necessárias e optimização extensa é necessária para a produção de cristais de qualidade de difracção. As proteínas que são difíceis de cristalizar, tal como as proteínas associadas a membranas e intrinsecamente desordenados foram classicamente estudado por permuta hidrogénio-deutério (HDX) RMN ^5. No entanto, nas últimas décadas, o acoplamento de espectrometria de massa por ionização por electropulverização (ESI-MS) para HDX foi rapidamente ganhou popularidade ^{6, 7.}

espectrometria de massa oferece uma soluçãoa muitas das restrições impostas por cristalografia de raios X e RMN. Em particular, é altamente sensível MS (nM para as concentrações necessárias uM), e não há praticamente nenhum limite no tamanho da proteína. Além disso, o ciclo de alta de análise MS permite a possibilidade de estudar proteínas que se submetem a rotatividade enzimática, o enrolamento incorrecto, complexação e outros processos biologicamente relevantes. Estes processos muitas vezes ocorrem na milisegundo para a segunda escala de tempo e necessitam de uma rápida mistura dos reagentes antes da análise.

O desenvolvimento de resolvida no tempo com ionização por electrospray (Tresi) por Wilson e Konermann em 2003 reacções permitidos para ser monitorado em tempo real pelo pseudo-ESI-MS. A sua configuração incorporado um misturador capilar com um volume de câmara de reacção continuamente ajustável ^8. O dispositivo consiste em dois capilares concêntricos, com o capilar interior selado e um entalhe cortado em seu lado para permitir a mistura no interior do estreito inter-capilary espaço do entalhe para a extremidade do capilar interna (tipicamente de 2 mm). Quando aplicada a experiências HDX, o capilar interior transporta a proteína de interesse, o capilar exterior leva a rotulagem D ₂ O solução, que é então submetido a misturar com a proteína antes de entrar na câmara de reacção ajustável permitindo a etiquetagem HDX antes da transferência directa para o ESI fonte.

Resumidamente, HDX depende de hidrogénios de amida do esqueleto submetidos troca com átomos de deutério em solução de ^{9, 10.} A troca é catalisada por base, a pH fisiológico, com ácido-catálise tornar-se predominante a um pH abaixo de aproximadamente 2,6. A taxa de conversão é baseada em quatro factores principais: pH, temperatura, solvente de acessibilidade e de ligação de hidrogénio intramolecular. À medida que os primeiros dois factores são mantidas constantes ao longo da experiência, a taxa de câmbio, particularmente nas posições amida esqueleto peptídico, é principalmente dependent na estrutura da proteína ^11. Regiões com extensas, redes de ligação de hidrogénio estável em hices e folhas? Firmemente dobrado ocupará deutério a taxas substancialmente mais lentas em comparação com regiões de loops e desordenados (e, por vezes, não em todos) ^12. Isto permite uma análise global de proteínas, em que as perturbações na estrutura (por exemplo., Mediante a ligação do substrato ou a agregação) conduzem a diferentes captação de deutério (Figura 1).

O misturador capilar cinética pode ser incorporada uma plataforma de microfluidos que contém uma câmara proteolítica para localização da absorção de deutério. Esta câmara proteolítica é realizada a um pH baixo, a fim de extinguir eficazmente a reacção de permuta, e requer uma protease ácida imobilizada, a fim de digerir a proteína em péptidos localizados (figura 2). Monitorando o Exchange backbone em milissegundo para escalas segunda vez é especialmente importante para ocaracterização de alterações conformacionais no difícil caracterizar regis de ansa, glóbulos fundidos, e proteínas intrinsecamente desordenados (PDI) ^{13, 14.} Alternativamente, Tresi-HDX também podem ser utilizados para caracterizar as proteínas que neste momento não têm uma estrutura atómica resolvido através dos métodos de cristalografia de raios-X e RMN, usando troca de deutério acoplado ao algoritmo Corex (DX-Corex) abordagem ^{15, 16.} Este protocolo detalhado vai aplicar-Tresi HDX para estudar tau, um IDP, em ambos sua forma nativa, assim como o respectivo estado hiperfosforilado patogénico. Enquanto tau nativa é um dos DIs mais bem estudados, pouco se sabe sobre o seu homólogo amiloidog�ico ^13.