Name: t-wave ion mobility-mass spectrometry: basic experimental procedures for protein complex analysis
Uploaded: 2010-07-31T17:00:00
Duration: 16 min 40 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about T-wave Ion Mobility-mass Spectrometry: Basic Experimental Procedures for Protein Complex Analysis at JoVE.com

著者は彼らの批判的検討のため、および原稿への彼らの貢献のためにシャロンのグループメンバーに感謝。我々は、イスラエル科学財団（助成番号1823から1807と378/08）、生体膜研究のためのヨーゼフコーンミネルバセンター、新しい科学者のためのChaisファミリーフェロープログラム、アブラハムMorashaとBikuraプログラムの支援に感謝していますとソニアRochlin財団、ウォルフソンのファミリー公益信託、ヘレンと生体分子の構造や組立のためのミルトンA. Kimmelmanセンター、シュロモとサビーヌBeirzwinskyの不動産、MEILデボタンエインズレイ、そしてカレンシェムリアップ、英国。

<ol>
	<li>Ruotolo, B. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ion+mobility-mass+spectrometry+analysis+of+large+proteincomplexes.">Ion mobility-mass spectrometry analysis of large proteincomplexes.</a> Nat Protoc. 3 (7), 1139-1152 (2008).</li><li>Scarff, C. A., Thalassinos, K., Hilton, G. R., Scrivens, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Travelling+wave+ion+mobility+mass+spectrometry+studies+of+protein+structure:+biological+significance+and+comparison+with+X-ray+crystallography+and+nuclear+magnetic+resonance+spectroscopy+measurements.">Travelling wave ion mobility mass spectrometry studies of protein structure: biological significance and comparison with X-ray crystallography and nuclear magnetic resonance spectroscopy measurements.</a> Rapid Commun Mass Spectrom. 22 (20), 3297-3304 (2008).</li><li>Smith, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deciphering+drift+time+measurements+from+travelling+wave+ion+mobility+spectrometry-mass+spectrometry+studies.">Deciphering drift time measurements from travelling wave ion mobility spectrometry-mass spectrometry studies.</a> Eur J Mass Spectrom (Chichester, Eng). 15 (2), 113-130 (2009).</li><li>Leary, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methodology+for+measuring+conformation+of+solvent-disrupted+protein+subunits+using+T-WAVE+ion+mobility+MS:+an+investigation+into+eukaryotic+initiation+factors.">Methodology for measuring conformation of solvent-disrupted protein subunits using T-WAVE ion mobility MS: an investigation into eukaryotic initiation factors.</a> J Am Soc Mass Spectrom. 20 (9), 1699-1706 (2009).</li><li>Lorenzen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+stoichiometry+and+conformational+changes+in+the+first+step+of+the+P22+tail+assembly.">Determination of stoichiometry and conformational changes in the first step of the P22 tail assembly.</a> J Mol Biol. 379 (2), 385-396 (2008).</li><li>Pukala, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subunit+architecture+of+multiprotein+assemblies+determined+using+restraints+from+gas-phase+measurements.">Subunit architecture of multiprotein assemblies determined using restraints from gas-phase measurements.</a> Structure. 17 (9), 1235-1243 (2009).</li><li>van Duijn, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chaperonin+complexes+monitored+by+ion+mobility+mass+spectrometry.">Chaperonin complexes monitored by ion mobility mass spectrometry.</a> J Am Chem Soc. 131 (4), 1452-1459 (2009).</li><li>Ruotolo, B. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+for+macromolecular+protein+rings+in+the+absence+of+bulk+water.">Evidence for macromolecular protein rings in the absence of bulk water.</a> Science. 310 (5754), 1658-1661 (2005).</li><li>Ruotolo, B. T., Robinson, C. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aspects+of+native+proteins+are+retained+in+vacuum.">Aspects of native proteins are retained in vacuum.</a> Curr Opin Chem Biol. 10 (5), 402-408 (2006).</li><li>Giles, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+a+travelling+wave-based+radio-frequency-only+stacked+ring+ion+guide.">Applications of a travelling wave-based radio-frequency-only stacked ring ion guide.</a> Rapid Commun Mass Spectrom. 18 (20), 2401-2414 (2004).</li><li>McKay, A. R., Ruotolo, B. T., Ilag, L. L., Robinson, C. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mass+measurements+of+increased+accuracy+resolve+heterogeneous+populations+of+intact+ribosomes.">Mass measurements of increased accuracy resolve heterogeneous populations of intact ribosomes.</a> J Am Chem Soc. 128 (35), 11433-11442 (2006).</li><li>Ruotolo, B. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ion+mobility-mass+spectrometry+reveals+long-lived,+unfolded+intermediates+in+the+dissociation+of+protein+complexes.">Ion mobility-mass spectrometry reveals long-lived, unfolded intermediates in the dissociation of protein complexes.</a> Angew Chem Int Ed Engl. 46 (42), 8001-8004 (2007).</li><li>Morton, V. L., Stockley, P. G., Stonehouse, N. J., Ashcroft, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insights+into+virus+capsid+assembly+from+non-covalent+mass+spectrometry.">Insights into virus capsid assembly from non-covalent mass spectrometry.</a> Mass Spectrom Rev. 27 (6), 575-595 (2008).</li><li>Valentine, S. J., Counterman, A. E., Clemmer, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+database+of+660+peptide+ion+cross+sections:+use+of+intrinsic+size+parameters+for+bona+fide+predictions+of+cross+sections.">A database of 660 peptide ion cross sections: use of intrinsic size parameters for bona fide predictions of cross sections.</a> J Am Soc Mass Spectrom. 10 (11), 1188-1211 (1999).</li><li>Mesleh, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+information+from+ion+mobility+measurements:+effects+of+the+long-range+potential.">Structural information from ion mobility measurements: effects of the long-range potential.</a> J Phys Chem. 100, 16082-16086 (1996).</li><li>Shvartsburg, A. A., Jarrold, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+exact+hard-spheres+scattering+model+for+the+mobilities+of+polyatomic+ions.">An exact hard-spheres scattering model for the mobilities of polyatomic ions.</a> Chem Phys Lett. 261, 86-91 (1996).</li></ol>

利害の衝突は宣言されません。

ここで説明するプロトコルは、その全体の形状、ユニットのパッキンとトポロジーに関する情報を提供する目的で、未知の三次元構造を持つタンパク質やタンパク質複合体の衝突断面積を定義することができます。この目的のために衝突断面積の値は一度それが構造的な細部にこれらの値を数値に変換する必要が描かれている。このプロセスは、追加の実験的な取り組みだけでなく、以下に簡単に説明されている計算分析を、必要になります。 で始まるには、公知の構造を持つタンパク質やタンパク質複合体を分析することをお勧めします。これらの測定は、方法論の有用な品質管理を提供することができますし、理論と実測Ωの値を比較することにより、取得パラメータの精度評価を可能にします。理論的な断面積は、結晶構造から計算することができますMOBCAL 15,16ソフトウェアを使用して座標を、オペレータのニーズに応じてコードの編集を可能にするオープンソースFORTRANベースのソフトウェアである。このような計算を実行するためには、入力構造ごとに実行反復計算の数が増えると原子の多数を含む座標ファイルは、1を受け入れていることをされるようにプログラムを変更するために必要です。 多成分のアセンブリ内でサブユニットの位相的な取り決めを定義するためのIM - MSの戦略は、最近4,6に提案されている。メソッドは小さいコンポーネントにタンパク質のアセンブリの解離経路の監視を行います。この解離は、アセンブリの&quot;ビルディングブロック&quot;の反射subcomplexesの分布を生じさせる溶液相の条件の制御による調整、によって達成されます。無傷の複雑かつ分解製品の両方のΩ値の同時測定は、タンパク質複合体の位相モデルを計算するために使用されている構造的な制約を生成します。この方法論の根底にある基本的な前提は、生成されたsubcomplexesが母国のような確認を保持することであり、そして実際に最近の研究では、分解製品の溶液構造が維持されることが実証されていると、溶液または気相のどちらかに大きな転位4,6を発生していません。 気相タンパク質の錯イオンに四次構造の割り当ての最後のステップは、コンピュータが生成モデルに衝突断面積の値は継手です。モデリングのアプローチが異なる可能トポロジーサブユニットの手配、彼らのシリコ Ωの値での計算と実験値と比較さを探求するために採用されています。現在はわずか数計算のアプローチはサブユニット1,8の直径に近似するspheretype粗粒度方式と同様に、使用されています。全体的に、このフィールドは、初期の頃のままであり、さらなる発展は、このアプローチは一般的な、そして複合体の広い範囲に適用可能にするために必要です。

t-wave ion mobility-mass spectrometry: basic experimental procedures for protein complex analysis

イオンモビリティ（IM）は、弱電界の影響下で加圧セルを通過するイオンにかかる時間を測定する方法です。イオンがドリフト領域を横断これにより、速度はその大きさに依存します：大規模なイオンがバックグラウンド不活性ガス（通常はN 2）との衝突の大きい数を経験し、その結果、より小さいを構成するこれらのイオンよりもIMのデバイスを介して、よりゆっくりと旅する断面。一般的に、イオンが濃いガスの相も移行するのにかかる時間は、その衝突断面積（Ω）によると、それらを分離する。 最近、IM分析法は質量分析法と結合され、進行波（T波）SYNAPTイオンモビリティー質量分析計（IM - MS）がリリースされました。イオン移動度と質量分析を統合することで三次元スペクトルを（電荷の質量、強度、およびドリフトの時間）を得た、サンプルの分離と定義の余分な次元が可能になります。この分離技術は、スペクトルの重複が減少することができます、と非常に似て質量、または質量対電荷比が、異なるドリフト時間を持つ異種複合体の分解能を可能にします。また、ドリフト時間の測定値は、Ωがイオンの全体的な形状とトポロジーに関連しているとして、構造情報の重要なレイヤを提供しています。測定されたドリフトの時間値とΩの間に相関関係が定義されているクロスセクション1の較正タンパク質から生成された検量線を用いて計算されます。 IM - MSのアプローチのパワーは、サブユニットのパッキングとマイクロモル濃度でタンパク質のアセンブリの全体的な形状を定義する能力にあります、そして近い生理的な条件は1。成功したタンパク質四次構造を気相で維持、および未知の幾何学のタンパク質集合体の研究ではこのアプローチの可能性をハイライト表示されていることを明らかに個々の蛋白質2,3および非共有結合タンパク質複合体4-9、両方の最近のいくつかのIMの研究。 10;ここで、我々は、SYNAPT（四重極イオンモビリティ-飛行時間型）HDMSの楽器（現在入手可能な唯一の商用IM - MSの楽器ウォーターズ株式会社）を用いて、タンパク質複合体のIMS - MS分析の詳細な説明を提供しています。我々は、基本的な最適化の手順、衝突断面のキャリブレーション、およびデータの処理および解釈するための方法を説明します。プロトコルの最後のステップは、理論上のΩ値を算出する方法を説明します。全体的に、プロトコルは、タンパク質のアセンブリのIM - MSの特性評価のあらゆる側面をカバーしようとするのではなく、その目標は、フィールドでの新たな研究者に法の実用的側面を導入することである。

Watch this Scientific Journal Video about T-wave Ion Mobility-mass Spectrometry: Basic Experimental Procedures for Protein Complex Analysis at JoVE.com

T-wave Ion Mobility-mass Spectrometry: Basic Experimental Procedures for Protein Complex Analysis

イオンモビリティー質量分析法は、その衝突断面積と質量に基づいて、イオンを分離する新興気相技術です。方法は、タンパク質複合体の全体的なトポロジーと形状の三次元情報を提供します。ここで、我々は、機器設定や最適化、ドリフト時間のキャリブレーション、およびデータ解釈のための基本的な手順を概説する。

T波イオンモビリティー質量分析：タンパク質複合体解析のための基本的な実験手順

Ion mobility (IM) is a method that measures the time taken for an ion to travel through a pressurized cell under the influence of a weak electric field. ...

Research

JoVE Journal

Biology

MALDI Sample Preparation: the Ultra Thin Layer Method

MALDIサンプル調製：超薄層法

This video demonstrates the preparation of an ultra-thin matrix/analyte layer for analyzing peptides and proteins by Matrix-Assisted Laser Desorption ...

Homarus Americanus Stomatogastric Nervous System Dissection

Homarus Americanus Stomatogastric Nervous System Dissection

ロブスター属Americanus口胃神経系の解剖

With the goal of understanding how nervous systems produce activity and respond to the environment, neuroscientists turn to model systems that exhibit the ...

Cancer Borealis Stomatogastric Nervous System Dissection

Cancer Borealis Stomatogastric Nervous System Dissection

癌ボレアリス口胃神経系の解剖

The stomatogastric ganglion (STG) is an excellent model for studying cellular and network interactions because it contains a relatively small number of ...

Gross Dissection of the Stomach of the Lobster, Homarus Americanus

Gross Dissection of the Stomach of the Lobster, Homarus Americanus

ロブスターの胃の肉眼解剖、ロブスター属Americanus</em

The stomach of the American lobster (Homarus americanus) is located in the cephalothorax, between the rostrum and the cervical groove. The anterior end of ...

Noninvasive In Vivo Small Animal MRI and MRS: Basic Experimental Procedures

Noninvasive In Vivo Small Animal MRI and MRS: Basic Experimental Procedures

非侵襲的インビボでの小動物MRIとMRS：基本的な実験手順

Small animal Magnetic Resonance (MR) research has emerged as an important element of modern biomedical research due to its non-invasive nature and the ...

Using the GELFREE 8100 Fractionation System for Molecular Weight-Based Fractionation with Liquid Phase Recovery

液相の回復と分子量ベース画用GELFREE 8100分別システムの使用

The GELFREE 8100 Fractionation System is a novel protein fractionation system designed to maximize protein recovery during molecular weight based ...

Analyzing Large Protein Complexes by Structural Mass Spectrometry

構造質量分析法によって大きなタンパク質複合体の分析

Living cells control and regulate their biological processes through the coordinated action of a large number of proteins that assemble themselves into an ...

Mutagenesis and Functional Analysis of Ion Channels Heterologously Expressed in Mammalian Cells

異種哺乳動物細胞で発現したイオンチャネルの変異導入と機能解析

We will demonstrate how to study the functional effects of introducing a point mutation in an ion channel. We study G protein-gated inwardly rectifying ...

Blood Collection for Biochemical Analysis in Adult Zebrafish

大人のゼブラフィッシュの生化学的解析のための採血

The zebrafish has been used as an animal model for studies of several human diseases. It can serve as a powerful preclinical platform for studies of ...

The MultiBac Protein Complex Production Platform at the EMBL

EMBLでMultiBacタンパク質複合体生産プラットフォーム

Proteomics  research revealed the impressive complexity of eukaryotic proteomes in  unprecedented detail. It is now a commonly accepted notion that ...