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

Yazarlar Sharon grup üyeleri, eleştiri ve el yazması katkıları için teşekkür ederim. Biz destek için Morasha ve Bikura Programlar, İsrail Bilim Vakfı (Grant No 1823-1807 ve 378/08), Biomembrane Araştırma Josef Cohn Minerva Merkezi, Yeni bilim adamları için Chais Aile Fellows Programı, İbrahim minnettarız Sonia Rochlin Vakfı; Wolfson Aile Charitable Trust, Helen ve Milton A. KimmelKimmelman Merkezi Biyomoleküler Yapı ve Meclis için; Shlomo ve Sabine Beirzwinsky emlak; Meil ​​de Botton Aynsley, ve Karen Siem Reap, İngiltere.

<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>

Burada açıklanan protokol genel şekli, altbirimlerine ambalaj ve topoloji hakkında bilgi sağlamak amacı ile, bilinmeyen bir üç boyutlu yapıya sahip protein ya da protein kompleksleri çarpışma kesiti tanımlamanıza olanak sağlar. Bu amaçla yapısal detayları için bu değerleri dönüştürmek için gerekli olan çarpışma kesiti değerleri bir kez tasvir edilmektedir. Bu işlem ek deneysel çabalarının yanı sıra, aşağıda kısaca ele alınmıştır hesaplamalı analiz, gerektirir. Başlamak için, bilinen yapılara sahip, protein ya da protein kompleksleri analiz etmek için tavsiye edilir. Bu ölçümler metodoloji yararlı bir kalite kontrol sağlayabilir ve satın parametrelerin doğruluğu, teorik ve ölçülen Ω değerleri karşılaştırarak değerlendirmesini sağlayacaktır. Teorik kesit alanları kristal yapısı hesaplanabilir operatör ihtiyaçlarına göre izin veren açık kaynak kod düzenleme FORTRAN tabanlı yazılım MOBCAL 15,16 yazılım kullanarak koordine etmektedir. Bu tür hesaplamalarda çalışan için giriş yapısı başına yapılan hesaplamalar iteratif sayısı arttı ve koordinat dosyaları içeren çok sayıda atomların 1 kabul edilir olduğundan bu programı değiştirmek için gereklidir. Çok bileşenli derlemeleri içinde alt birimden topolojik düzenlemeler tanımlamak için bir IM-MS stratejisi son zamanlarda 4,6 sürülmüştür. Bu yöntem, küçük parçalara protein meclislerinin disosiasyon yolların izlenmesi içerir. Bu disosiasyon meclislerinin &quot;yapı blokları&quot; yansıtıcı subcomplexes bir dağıtım doğurur, çözüm aşaması koşulları kontrollü ayar ile elde edilir. Ω değerleri sağlam bir kompleks ve demontaj ürünler hem de eş zamanlı ölçümü, sonra protein kompleksleri topolojik modelleri hesaplamak için kullanılan yapısal sınırlamalar üretir. Bu metodoloji altında yatan temel varsayım oluşturulan subcomplexes kendi anadili gibi teyitleri korumak ve aslında son yıllarda yapılan çalışmalarda, demontaj ürünlerin çözüm yapısını sürdürmüş olduğunu göstermiştir ve ya çözüm ya da gaz fazlarında önemli bir yeniden düzenlenmesi 4,6 oluştu. Gaz faz protein kompleksi iyonları kuaterner yapısı atama son adım bilgisayar modelleri çarpışma kesiti değerleri donanımdır. Modelleme yaklaşımları farklı olası topolojik alt birimden düzenlemeler ve onların siliko Ω değerleri hesaplanmış ve deneysel olanlarla karşılaştırıldığında keşfetmek amacıyla istihdam edilmektedir. Şu anda sadece birkaç hesaplama yaklaşımlar altbirimden çapı 1,8 yaklasik spheretype iri taneli bir yöntem gibi kullanılır. Bütün olarak bakıldığında, bu alanda hala ilk yıllarında ve daha da geliştirilmesi, bu yaklaşımın genel ve geniş bir yelpazede kompleksleri uygulanabilir yapmak için gereklidir.

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

İyon hareketlilik (IM), zayıf bir elektrik alan etkisi altında basınçlı bir hücre yoluyla seyahat için bir iyon için alınan önlemler bir yöntemdir. Iyonları drift bölgeye hareket hızı hangi boyutlarına bağlıdır: küçük bir oluşturan bu iyonların daha büyük iyonları arka plan inert gaz (genellikle N 2) ile daha fazla sayıda çarpışmaların bir deneyim ve böylece Sohbet cihaz üzerinden daha yavaş seyahat kesit. Genel olarak, zaman ve çarpışma kesiti (Ω) göre, yoğun gaz fazında onları ayıran rağmen göç iyonları için alır. Son zamanlarda, Sohbet spektrometrisi, kütle spektrometresi ve-dalga (T-dalgası) Synapt iyon hareketliliği kütle spektrometresi (IM-MS) serbest bırakıldı ile birleştiğinde. Iyon hareketliliği ile kütle spektrometresi entegrasyonu, verimli bir üç boyutlu spektrum (şarj, yoğunluk ve sürüklenme zaman kitle), örnek ayırma ve tanımı ekstra bir boyut sağlar. Bu ayırma tekniği spektral örtüşme azaltmak için izin verir, ve çok benzer bir kitle, veya kitle-şarj oranları, ancak farklı sürüklenme kez heterojen komplekslerinin çözünürlüğü sağlar. Ayrıca, Ω iyon genel şekli ve topoloji ile ilgili olarak sürüklenme zaman ölçümleri, önemli bir yapısal bilgi katmanı sağlar. Sürüklenme zaman ölçülen değerler ve Ω arasında korelasyon tanımlanan kesitler 1 kalibratörü proteinlerin elde edilen kalibrasyon eğrisi kullanılarak hesaplanır. IM-MS yaklaşımın güç altbirim ambalaj ve mikromolar konsantrasyonlarda protein meclislerinin genel şekli tanımlama yeteneği yatıyor ve yakın fizyolojik koşullarda 1. Son zamanlardaki birkaç anlık ileti çalışmaları, bireysel proteinler 2,3 ve non-kovalent protein kompleksleri 4-9 hem gaz fazı başarıyla protein kuaterner yapısı muhafaza olduğunu göstermiş, ve bilinmeyen bir geometri protein meclislerinin çalışmada, bu yaklaşımın potansiyel vurgulanan . 10; Burada, Synapt kullanarak protein kompleksleri IMS-MS analizi (kuadropol-Ion Hareketlilik-Zaman-Uçuş) HDMS enstrüman (sadece ticari IM-MS cihazı mevcut Waters Ltd) ayrıntılı bir açıklama sağlar. Biz temel optimizasyon adımları, çarpışma kesitler kalibrasyon ve veri işleme ve yorumlama yöntemleri açıklanmaktadır. Protokolün son adım, teorik Ω değerleri hesaplamak için yöntemler anlatılmaktadır. Genel olarak, protokol protein meclislerinin IM-MS karakterizasyonu her yönünü kapsayacak şekilde girişiminde bulunmamış, bunun yerine, amacına alanında yeni araştırmacılar yöntemin pratik yönlerini tanıtmaktır.

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

İyon hareketliliği-kütle spektrometresi ve çarpışma kesiti ve kitle dayalı, iyonlar ayıran yeni ortaya çıkan bir gaz faz teknolojisi. Yöntemi protein komplekslerinin genel topoloji ve şekil üç boyutlu bilgi sağlar. Burada, araç ayarı ve optimizasyonu, sürüklenme kez kalibrasyon, ve verilerin yorumlanması için temel bir prosedürü anahat.

T-dalgası İyon Hareketlilik-Kütle Spektrometresi: Protein Karmaşık Analiz Temel Deneysel Prosedürler

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 Numune Hazırlama: Ultra İnce Tabaka Yöntemi

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

Homarus americanus Stomatogastric Sinir Sistemi Diseksiyon

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

Kanser Borealis Stomatogastric Sinir Sistemi Diseksiyon

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

Brüt Diseksiyon Lobster Mide, Homarus 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

Noninvaziv In Vivo Küçük Hayvan MRG ve MRS: Temel Deneysel Prosedürler

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

Sıvı Faz Kurtarma Moleküler Ağırlık Tabanlı Fraksiyonu GELFREE 8100 Fraksiyonu Sisteminin Kullanılması

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

Yapısal Kütle Spektrometresi büyük protein kompleksleri Analiz

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

İyon Kanalları ve Fonksiyonel Analiz Mutagenez Heterologously Memeli Hücreleri cinsinden ifade edilir

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

Yetişkin Zebra balığı Biyokimyasal Analiz için Kan Alma

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 de MultiBac Protein Complex Üretim Platformu

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