Name: thermochemical studies of ni(ii) and zn(ii) ternary complexes using ion mobility-mass spectrometry
Uploaded: 2022-06-08T13:50:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Thermochemical Studies of NiII and ZnII Ternary Complexes Using Ion Mobility-Mass Spectrometry at JoVE.com

חומר זה מבוסס על עבודה הנתמכת על ידי הקרן הלאומית למדע תחת 1764436, תוכנית NSF REU (CHE-1659852), תמיכה במכשירי NSF (MRI-0821247), מלגת פיזיקה ואסטרונומיה להצלחה (PASS) פרויקט NSF (1643567), קרן וולש (T-0014), ומשאבי מחשוב ממחלקת האנרגיה (TX-W-20090427-0004-50) ותקשורת L3. המחברים מודים לקנט מ. ארווין (אוניברסיטת נבאדה - רינו) ופיטר ב. ארמנטרוט (אוניברסיטת יוטה) על שיתוף תוכנית CRUNCH ועל עצות לגבי התאמה מ- PBA. המחברים מודים לקבוצה של מייקל ט' באואר באוניברסיטת קליפורניה - סנטה ברברה על שיתוף תוכנית סיגמא.

הערה: איור 1 מציג סקירה כללית של הפרוטוקול.
1. הכנת ריאגנטים
<ol><li>רכשו פפטידים אמביים מיובשים בהקפאה (טוהר >98%) ואחסנו אותם במקפיא של 80 מעלות צלזיוס.</li>
	<li>רכוש אבץ >99% טוהר(II) הקסהידרט חנקתי וניקל(II) חנקתי הקסהידרט. אזהרה: ניקל(II) חנקתי הקסהידרט מהווה ס?...

שלבים קריטיים ניתוחי דיסוציאציה הנגרמת על-ידי התנגשות (TCID) של סף ES-IM-MS. ה-TCID השתמש בתא גל ה-T ההעברה בנוכחות ארגון כתא ההתנגשות. לפני הדיסוציאציה, היונים המבשרים עוברים תרמית על ידי התנגשויות באנרגיה נמוכה עם גז חנקן כשהם עוברים דרך תא ניידות היונים (IM). התוצאה היא TCID הניתן...

מחקר זה מתאר טכניקה חדשה המשתמשת בספקטרומטר ניידות-מסה של יונים הזמין באופן מסחרי, המאפשר לקבוע את התרמוכימיה היחסית לדיסוציאציה של קומפלקס מתכת חלופי (amb) של מתכת טרנרית [amb+M(II)+NTA], כאשר M = Zn או Ni ו-NTA = חומצה ניטרילוטריאלית (איור 1). תגובות אלה מדגימות את הדיסוציאציה של החלבון הרקומביננטי המתויג כ-amb המוצמד למתכת המשותקת על-ידי NTA במהלך כרומטוגרפיה של זיקת מתכת משותקת (IMAC)1,2. לדוגמה, שיטה זו מתוארת באמצעות תגי הפטפטפטיד amb של amb A ו- H (איור 2) (שנבחרו ממחקרים קודמים 3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 ) המציגים תכונות מחייבות Zn(II) ו- Ni(II), ולכן יש להם יישומים פוטנציאליים כתגי טיהור. עם זאת, התהליך המתואר יכול לשמש להערכת אנרגיות תרמוכימיות בכל מערכת אורגנומטלית. לפפטידים אמביים אלה יש אתרי קשירת מתכת בעמדות Aa1-Aa 2 ו-Aa6-Aa 7 המתחרים באתרי הקרבוקסילאט והאמין של ה-NTA. שלוש חומצות האמינו המרכזיות של אמב מספקות ספייסר (Gly3), ציר לשתי הזרועות (Pro4) ואינטראקציה בין קטיון π מתכות למרחקים ארוכים (Tyr5).
מצב המטען הכולל של 1− של קומפלקסי [amb+M(II)+NTA]- נקבע על ידי מצב הפרוטונציה של אתרי הקישור הפוטנציאליים שלהם. מכיוון שיש Ni(II) או Zn(II) עם מצב החמצון 2+, חייבת להיות רשת של שלושה אתרים טעונים שלילית. המידול המולקולרי של קומפלקסי [amb+M(II)+NTA]- מנבא שמדובר בשני פרוטונים מה-NTA ובפרוטון אחד מה-amb (כלומר, [amb-H+M(II)+NTA-2H]-). ערוצי המוצר מכילים מין יוני ומין נייטרלי (כלומר, [NTA-3H+M(II)]- + amb או [amb-3H+M(II)]- + NTA). בכתב היד, "-3H" אינו נכלל בשמות הקומפלקסים, אך הקורא צריך לדעת כי -3H משתמע. המכשיר מודד את העוצמות היחסיות של שני מיני המסה למטען היוניים (m/z). תכונה מרכזית של ניתוחי ES-IM-MS היא שהיא מאפשרת לבחון את התגובה של מין m/z מסוים, כפי שנעשה כאן ובמחקרים קודמים של amb 3,4,5,6,7,8,9,10,11,12.
רכישת נתונים תרמוכימיים עבור קומפלקסים גדולים באמצעות דיסוציאציה הנגרמת על ידי התנגשות היא נושא בעל עניין משמעותי13,14. מתודולוגיות הכוללות את השיטה הקינטית אינן תורמות להתאמת נתונים על פני מגוון אנרגיות, והן גם אינן לוקחות בחשבון סביבות מרובות התנגשויות15,16,17,18. כאן, שיטת הסף CID (TCID), שפותחה באמצעות ספקטרומטריית מסה טנדם מונחית של קרן יונים על ידי ארמנטרוט, ארווין ורוג'רס, מיושמת19 על פלטפורמת מכשירים חדשה ES-IM-MS המשתמשת במדריכי יונים של גלים נעים. שיטת TCID מאפשרת אנליזה תרמוכימית יחסית של הדיסוציאציה של הקומפלקסים הטרנריים לשני ערוצי המכפלה שלהם וכוללת חוק סף המתאר את העברת אנרגיית ההתנגשות בין האנרגיה התרגומית של המגיב (קומפלקס טרנרי במחקר זה) לבין גז מטרה אינרטי (ארגון במקרה זה). השיטה כוללת אינטגרציה על התפלגות האנרגיה הפנימית של המגיב20, התפלגויות האנרגיה התרגומיות בין המגיב לגז המטרה 21, והתפלגות התנע הזוויתי הכוללת22,23. הסתברות דיסוציאציה ותיקון סטטיסטי של רייס-רמספרגר-קאסל-מרקוס (RRKM) של התזוזות הקינטיות הנובעות מחלון הזמן המוגבל לתצפית על התוצרים כלולים24. עבור שני ערוצי מוצרים עצמאיים, שיטת TCID התחרותית מאפשרת התאמה בו זמנית של שני ערוצי המוצרים המתחרים. דיסוציאציה של הקומפלקס היא באמצעות מצב מעבר מקיף, אשר יש את התכונות של המכפלות אבל מוחזק יחד על ידי דיפול נעול25. שיטת TCID משולבת בתוכנית CRUNCH26, ופעולת ממשק המשתמש מתוארת כאן כדי להעריך את התרמוכימיה של שני ערוצי הדיסוציאציה של הקומפלקסים הטרנריים [amb+M(II)+NTA]. תוכנית CRUNCH זמינה על פי בקשה מהמפתחים26.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Acetonitrile HPLC-grade</td>
			<td>Fisher Scientific (www.Fishersci.com)</td>
			<td>A998SK-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alternative metal binding (amb) peptides</td>
			<td>PepmicCo (www.pepmic.com)</td>
			<td></td>
			<td>designed peptides were synthized by order</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium acetate (ultrapure)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>97061-014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium hydroxide (trace metal grade)</td>
			<td>Fisher Scientific (www.Fishersci.com)</td>
			<td>A512-P500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Driftscope 2.1 software program</td>
			<td>Waters (www.waters.com)</td>
			<td></td>
			<td>software analysis program</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gaussian 09</td>
			<td>Gaussian</td>
			<td></td>
			<td>Electronic Structure Modeling Software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GaussView</td>
			<td>Gaussian</td>
			<td></td>
			<td>Graphical Interface to Visualize Computations</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glacial acetic acid (Optima grade)</td>
			<td>Fisher Scientific (www.Fishersci.com)</td>
			<td>A465-250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ion-scaled Lennard-Jones (LJ) method</td>
			<td>Sigma</td>
			<td></td>
			<td>Michael T. Bowers&#8217; group of University of California at Santa Barbara</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MassLynx 4.1</td>
			<td>Waters (www.waters.com)</td>
			<td></td>
			<td>software analysis program</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge Tubes</td>
			<td>VWR</td>
			<td>87003-294</td>
			<td>1.7 mL, polypropylene</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge Tubes</td>
			<td>VWR</td>
			<td>87003-298</td>
			<td>2.0 mL, polypropylene</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ni(II) nitrate hexahydrate (99% purity)</td>
			<td>Sigma-Aldrich (www.sigmaaldrich.com)</td>
			<td>A15540</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly-DL-alanine</td>
			<td>Sigma-Aldrich (www.sigmaaldrich.com)</td>
			<td>P9003-25MG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Waters Synapt G1 HDMS</td>
			<td>Waters (www.waters.com)</td>
			<td></td>
			<td>&#160;quadrupole - ion mobility- time-of-flight mass spectrometer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zn(II) nitrate hexahydrate (99%+ purity)</td>
			<td>Alfa Aesar (www.alfa.com)</td>
			<td>12313</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

thermochemical studies of ni(ii) and zn(ii) ternary complexes using ion mobility-mass spectrometry

מאמר זה מתאר פרוטוקול ניסיוני המשתמש בספקטרומטריית מסות-ניידות של יונים אלקטרוספריים (ES-IM-MS) ובדיסוציאציה הנגרמת על-ידי התנגשות באנרגיה (TCID) כדי למדוד את התרמוכימיה של הדיסוציאציה של [amb+M(II)+NTA]- קומפלקסים טרנריים לשני ערוצי מכפלה: [amb+M(II)] + NTA או [NTA+M(II)]-  + amb, כאשר M = Zn או Ni ו- NTA היא חומצה ניטרילוטריאצטית. הקומפלקסים מכילים את אחד מההפטפטפטידים החלופיים לקשירת מתכת (amb) עם המבנים הראשוניים אצטיל-שלו 1-Cys 2-Gly 3-Pro 4-Tyr 5-His 6-Cys 7 או אצטיל-Asp 1-Cys2-Gly 3-Pro 4-Tyr 5-His 6-Cys 7, כאשר חומצות האמינו Aa 1,2,6,7 עמדות הן אתרי קשירת המתכת הפוטנציאליים. מצבים נייחים מותאמים לגיאומטריה של קומפלקסים טרנריים ומוצריהם נבחרו מחישובי כימיה קוונטית (כיום המילטוניאן החצי אמפירי PM6) על ידי השוואת האנרגיות האלקטרוניות שלהם וחתכי ההתנגשות שלהם (CCS) לאלה שנמדדו על ידי ES-IM-MS. מחישובי התדרים של PM6, הפרמטרים המולקולריים של הקומפלקס הטרנרי ותוצריו מדגימים את העוצמות התלויות באנרגיה של שני ערוצי המוצר באמצעות שיטת TCID תחרותית כדי לקבוע את אנרגיות הסף של התגובות המתייחסות לאנתלפיות 0 K של דיסוציאציה (ΔH0). מכניקה סטטיסטית תיקונים תרמיים ואנטרופיה באמצעות תדרי סיבוב ורטט PM6 מספקים את 298 K אנתלפיות של דיסוציאציה (ΔH298). שיטות אלה מתארות שגרת EI-IM-MS שיכולה לקבוע קבועי תרמוכימיה ושיווי משקל עבור מגוון קומפלקסים של יוני מתכת טרנריים.

הדיסוציאציה התחרותית הנגרמת על ידי התנגשות של [amb+M(II)+NTA]- קומפלקסים טרנריים של A ו-H לתוך [amb+M(II)]- + NTA או [NTA+M(II)]- + amb, מוצגת באיור 3. ה-amb מוצג כ-A או H וה-M = Zn או Ni. [A+Zn(II)+NTA]- קומפלקס טרנרי (איור 3A) מציג סף נראה ...

Watch this Scientific Journal Video about Thermochemical Studies of NiII and ZnII Ternary Complexes Using Ion Mobility-Mass Spectrometry at JoVE.com

Thermochemical Studies of NiII and ZnII Ternary Complexes Using Ion Mobility-Mass Spectrometry

מאמר זה מתאר פרוטוקול ניסיוני המשתמש בספקטרומטריית מסות-ניידות אלקטרו-יונים, חישובים קוונטיים אמפיריים למחצה ודיסוציאציה הנגרמת על ידי התנגשות סף הנפתרת על-ידי אנרגיה, כדי למדוד את התרמוכימיה היחסית של הדיסוציאציה של קומפלקסים של מתכות טרנריות קשורות.

מחקרים תרמוכימיים של קומפלקסים טרנריים Ni(II) ו-Zn(II) באמצעות ספקטרומטריית ניידות-מסה של יונים

This article describes an experimental protocol using electrospray-ion mobility-mass spectrometry (ES-IM-MS) and energy-resolved threshold ...

טכניקה חדשה זו משלבת ספקטרומטריית ניידות יונים עם מודלים מולקולריים ותאוריית דינמיקת תגובות כדי לקבוע את התרמוכימיה היחסית של שתי תגובות דיסוציאציה מתחרות של קומפלקס טרנרי. השילוב של טכניקות אלה מאפיין את מסלולי התגובה של המגיבים והמוצרים, את המבנים הקונפורמיים ואת זיקתו של הליגנד ליצירת קומפלקס טרנרי עם יון המתכת. מחקר זה מדגים את התגובה של שני תגי פפטיד פוטנציאליים לטיהור חלבונים רקומביננטיים, כאשר התג מגיב עם המתכת הכלאט על ידי חומצה ניטרילוטריאצטית בעמודת זיקה מתכתית משותקת.התחל על ידי טעינת דגימת 2 מיליליטר לתוך מזרק אף קהה של 2.5 מיליליטר והזרקת הדגימה לתוך האלקטרוספריי של המכשיר באמצעות משאבת המזרק של המכשיר בקצב זרימה של 10 מיקרוליטר לדקה. מקם את המכשיר בספקטרומטריית ניידות יונים שלילית, או במצב IM-MS. זהה את תבנית האיזוטופים של המסה למטען של קומפלקס קשירה טרנרי של מתכת חלופית טעונה שלילית, או קומפלקס אמב-מתכת-NTA, על-ידי פתיחת תוכנית ספקטרומטריית המסה ובחירה בספקטרום.לאחר מכן, בחר כלים ואחריהם מודל איזוטופ. בחלון הקופץ, רשום את הנוסחה המולקולרית של המרכובת, סמן את התיבה עבור הצג יון טעון, הזן 1 עבור המטען של אחד שלילי, ולחץ על OK.In תבנית האיזוטופים המוצגת של המתחם, שים לב לשיא המסה הנמוך ביותר. בתוכנת המכשיר, בחר הגדרה ואחריה פרופיל מרובע.לאחר מכן, בחר ידני קבוע והזן את המסה של שיא התבנית האיזוטופית הנמוכה ביותר. לחץ על עדכן וסגור את החלון. שוב, בחר הגדרה ולאחר מכן לחץ על פתרון מרובע.אסוף את ספקטרום ה-IM-MS של היון השלילי החל מאנרגיית התנגשות ההעברה הראשונה באמצעות משך ריצה של 5 דקות וזמן סריקה של 2 שניות. חזור על הפעולה כדי לאסוף את ספקטרום ה-IM-MS עבור כל אחת מאנרגיות ההתנגשות האחרות. השתמש בהתפלגויות זמן ההגעה המשולבות, או אזורי ATD, עבור קומפלקס אמב-מתכת-NTA ושני מוצרים, קומפלקס מתכת NTA וקומפלקס אמב-מתכת, כדי לנרמל לסולם אחוזים יחסי.מתוך סף השכפול של דיסוציאציה הנגרמת על-ידי התנגשות, או מדידות TCID, מצא את הממוצע ואת סטיות התקן של כל נקודת נתונים. לאחר מכן, המירו את אנרגיית ההתנגשות של העברת מסגרת המעבדה לאנרגיית ההתנגשות במרכז המסה. כדי למדוד חתכי התנגשות, אסוף את ספקטרום היונים השליליים IM-MS של 10 ppm poly-DL-alanine, או דגימת PA, למשך 10 דקות באמצעות תנאי ההפעלה האינסטרומנטליים.לאחר מכן, אסוף את ספקטרום IM-MS של כל קומפלקס ternary במשך 5 דקות. חלץ את ה- ATD של כל אחד ממתחמי הרשות הפלסטינית והטרינריים וייצא את הקבצים שלהם לתוכנת ספקטרומטריית המסה באמצעות האפשרות שמור על זמן סחף. מצא את זמני ההגעה הממוצעים מהמקסימום של עקומות ה- ATD המתאימות.השתמש בשיטת כיול חתך כדי להמיר את זמני ההגעה הממוצעים לחתכי התנגשות של המתחם הטרנרי. מהתפריט הראשי של CRUNCH, פתח את קובץ הטקסט GB5 המכיל את האנרגיה של מרכז המסה, או העוצמות היחסיות התלויות ECM של המוצרים. השב לא לקריאת פרמטרים.לאחר מכן, בחר מידול ואחריו הגדר את כל הפרמטרים. מתוך אפשרויות מודל התגובה, בחר באפשרות ברירת המחדל של סף CID ואחריה RRKM עם אינטגרציה על התפלגות העברת האנרגיה של המתחם הטרנרי. הזן 2 עבור ערוצי מוצרים עצמאיים עם דגם, ובחר חשב חתכים.עבור סוג המודל הלא מפותל, בחר חתך קלווין 0, הכולל את תיקון RRKM הסטטיסטי של התזוזות הקינטיות עקב חלון הזמן של 50 מיקרו-שניות מתא ההתנגשות לגלאי זמן הטיסה. עבור אפשרויות הקונבולוציה, בחר את האינטגרל הכפול של טירנן, הכולל את הקונבולוציה על פני התפלגויות אנרגיה תרגומיות בין יון הקומפלקס הטרנרי לבין גז התנגשות הארגון. לשיטת האינטגרציה הנומרית, בחר ריבוע גאוס עם חתכים שנשמרו מראש.מהאפשרויות להזנת הפרמטרים המולקולריים, הזן G כדי לקרוא את קובץ המידול המבני עם תדרי הרטט והסיבוב PM6 של הקומפלקס הטרנרי. תשובה כן לשאלה:האם אחד המגיבים אטומי? כתוב את המיקום והשם של קובץ המידול.הזן 1 עבור המטען על יון ו-1.664 עבור הקיטוב של גז הארגון. מסת היון ומסת המטרה הן עבור הקומפלקס הטרנרי והארגון, בהתאמה, והן נקראות באופן אוטומטי מקובץ הטקסט GB5. הזן 0 לקבלת רטט הרמוני.לחץ על Enter כדי לקרוא את קבועי הסיבוב 1-D ו- 2-D מקובץ המידול המבני. בחר ערכי ברירת מחדל של 0 עבור טיפולי הרוטור המעוכב ו- 1 עבור סימטריית המולקולות. בחר את ברירת המחדל של 300 קלווין לטמפרטורת התגובה.בחר אינטגרציה עבור השיטה להפחתת צפיפות מערך המצבים. בחר כן כדי לחתוך את חלוקת האנרגיה. הזן מספר גל 40000 לקבלת אנרגיה מרבית לחלוקה, 2 מספר גל עבור גודל סל ו- 32 עבור מספר הנקודות בחלוקת אנרגיה.עבור פרמטרים עבור דגם TCID/RRKM, בחר כן לשינוי, הזן 0 עבור זמן קבוע ו- 0.000050 שניות עבור הגבול העליון של חלון הזיהוי. עבור ערוץ מוצר 1, בחר 1 עבור מצב מעבר יחיד מאפשרויות ערוץ הדיסוציאציה ו- 0 עבור אף אחד מהדיסוציאציה הרציפה. עבור סוג מצב המעבר, בחר 1 למסלול.בחר G כדי לקרוא את קבצי תוכנית המידול המכילים את הפרמטרים הסיבוביים והרטטיים של PM6 עבור קומפלקס המתכת האמבית בתוספת מוצרי NTA. הזן לא עבור:האם אחד ממצבי המעבר של מרחב הפאזה, או PSL TS, הוא אטום מינים? הזן את המיקום והשם של קובץ קומפלקס האמב-מתכת.השתמש ב- 1.062 עבור תדרי קנה מידה, לחץ על Enter עבור מספר האטומים, והזן לא עבור:האם המולקולה ליניארית? חזור על אותו הדבר עבור קובץ המידול המכיל את תדרי הרטט והתדרים הסיבוביים של מוצר NTA. הזן את התיאור של TS המקיף. הזן 1.0 לטעינה של יון מתכת אמב, ולאחר מכן הזן את הקוטביות ואת מומנט הדיפול של NTA.בחר 0 קלווין לטמפרטורת סיבוב ודיפול נעול לטיפול במצב המעבר המקיף. הזן את המסות הממוצעות של יון המתכת האמב ו- NTA. מכה Enter כדי לקרוא את קבועי הסיבוב 1-D ו- 2-D מקבצי המידול.בחר 0 עבור רוטורים מעוכבים, 1 עבור סימטריה של מולקולות ו- 1 עבור ניוון תגובה. הזן את האפשרות ללא שינויים. עבור ערוץ מוצר 2, בחר 1 עבור מצב מעבר יחיד, 0 עבור ללא עבור הדיסוציאציה הרציפה ו- 1 עבור מסלול עבור סוג מצב המעבר.בחר G לקריאה בקובצי מידול המכילים את הפרמטרים הסיבוביים והרטטיים PM6 עבור קומפלקס NTA-metal ומוצרי AMB. לאחר מכן, הזן את התיאור של TS המקיף. הזן 1.0 לטעינה של יון קומפלקס מתכת NTA, והזן את הקוטביות ואת מומנט הדיפול של ה- amb. בחר 0 קלווין עבור טמפרטורת הסיבוב ודיפול נעול לטיפול במצב המעבר המקיף.הזן את המסות הממוצעות של קומפלקס מתכת NTA ומוצרי אמב. מכה Enter כדי לקרוא את קבועי הסיבוב 1-D ו- 2-D מקבצי המידול. בחר 0 עבור רוטורים מעוכבים, 1 עבור סימטריה של מולקולות ו- 1 עבור ניוון תגובה.לאחר מכן, הזן ללא שינויים. כדי לטפל בסיבובים דו-ממדיים לא פעילים, בחר באפשרויות ברירת המחדל להתפלגות תנע זוויתית סטטיסטית ושלב התפלגות P-E, G מעל J. השתמש בערך ברירת המחדל של 32 במספר הנקודות באינטגרציה.בתפריט 'מודל', בחרו 'מטב פרמטרים להתאמת נתונים', והזינו את האנרגיה המינימלית והאנרגיה המרבית כדי להתחיל ולסיים את התאמת הנתונים, בהתאמה. בחר 1 עבור סטיות התקן הניסיוניות של מודלי השקלול. בהתבסס על הנתונים, בחר סטיית תקן מינימלית קבילה של בדרך כלל 0.01 עד 0.001.השתמש בערך ברירת המחדל עבור מגבלת ההתכנסות E0 ובחר לא כדי להחזיק פרמטר כלשהו בערך הנוכחי, 0.5 ו- 2.0 electronvolt עבור הגבולות התחתונים והעליונים ו- 2 עבור שיטת ההערכה הנגזרת. בתפריט 'מיטוב', בחרו 'התחל מיטוב'. תוכנית CRUNCH תבצע אופטימיזציה של מודל TCID שנבחר לנתוני הניסוי.לבסוף, בתפריט מודל, בחר delta-H ו- S ב- T להערכה התרמוכימית של שני ערוצי הדיסוציאציה. התמונה המייצגת מציגה את המבנים העיקריים של פפטידים חלופיים לקשירת מתכת A ו- H. הצבע מדגיש את אתרי קשירת המתכת הפוטנציאליים.התלות האנרגטית ביצירת יוני המוצר אמב-מטאל ו-NTA-מתכת מוצגת כאן. אנרגיית ההתנגשות במרכז המסה, שבה יש 50% דיסוציאציה של קומפלקס ה-amb-metal-NTA, נכללת בגרפים. התמונות המייצגות מציגות את מודל הדינמיקה עבור שיטת TCID הנפתרת באנרגיה.ההתנגשויות בין קומפלקס אמבה-אבץ-NTA בתוספת ארגון גורמות לדיסוציאציה לקומפלקס אמבה-אבץ ו-NTA חופשי, או קומפלקס NTA-אבץ ותוצרי אמב"ה חופשיים. אנרגיות הסף E1 ו-E2 שוות ערך ל-0 אנתלפיות קלווין של דיסוציאציה לתגובות קומפלקס אמבה-אבץ-NTA לקומפלקס אמבה-אבץ ו-NTA חופשי, או קומפלקס אמבה-אבץ-NTA לקומפלקס NTA-אבץ ו-ambH חופשי, בהתאמה. קומפלקסים של אמב-מתכת-NTA המותאמים לגיאומטריה של PM6 של A ו-H מוצגים כאן.קונפורמרים אלה שימשו במידול TCID של נתוני הניסוי ונבחרו מתוך מבנים מועמדים אחרים על ידי השוואת האנרגיות האלקטרוניות של PM6 שלהם וכיצד חתכי ההתנגשות המחושבים שלהם בהשוואה לחתכי ההתנגשות של IM-MS נמדדו. ה-TCID שנפתר אנרגטית של ארבעת קומפלקסי ה-amb-metal-NTA מתואר בתמונות אלה. עבור מינים A ו-H, יוני המוצר של אמב-מטאל ו-NTA-מתכת עם התאמות סף CRUNCH מפותלות מוצגים כאן.ערכי האנרגיה הם האנתלפיות של דיסוציאציה ב-0 קלווין עבור התגובות amb-metal-NTA ל-amb-metal ו-NTA חופשי, או amb-metaL-NTA ל-NTA-metal ו-amb חופשי. כאן מוצגת השוואה של האנרגיות החופשיות של גיבס של אסוציאציה בקילוג'ולים לכל שומה וקבועי היווצרות הנגזרים מהאנתלפיות של דיסוציאציה, נטו אפס קלווין, עם חישובי מכניקה סטטית באמצעות הפרמטרים PM6. התגובה של NTA-ניקל ו-ambA חופשי ליצירת קומפלקס ambA-ניקל-NTA מציגה את קבוע ההיווצרות הגבוה ביותר ומייצגת את התגובה שבה החלבון המתויג ב-ambA משותק על-ידי ה-NTA-ניקל בתוך עמודת הזיקה.התאמת CRUNCH דורשת סינון קפדני של מגיבים ומוצרים כדי לקבל אנרגיות סף מדויקות. נדרשת מומחיות במידול מולקולרי להשגת המבנים והפרמטרים המולקולריים המהימנים. ניתן לפתח את השיטות הכוללות המתוארות כאן לסינון היעילות של מולקולות שנועדו לקשור קו-פקטורים מתכתיים ואתרים פעילים של חלבונים כדי לחסום את הפונקציות האנזימטיות.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Thermochemical Studies of Ni(II) and Zn(II) Ternary Complexes Using Ion Mobility-Mass Spectrometry

Preparation and Use of Samarium Diiodide (SmI2) in Organic Synthesis: The Mechanistic Role of HMPA and Ni(II) Salts in the Samarium Barbier Reaction

Preparation and Use of Samarium Diiodide SmI2 in Organic Synthesis: The Mechanistic Role of HMPA and NiII Salts in the Samarium Barbier Reaction

הכנה ושימוש של סמריום Diiodide (SMI<sub&gt; 2</sub&gt;) בסינתזה אורגנית: התפקיד מכניסטית של HMPA ומלחי ניקל (השני) בתגובת Barbier סמריום

Although initially considered an esoteric reagent, SmI2 has become a common tool for synthetic organic chemists. SmI2 is generated through the addition of ...

Production of Disulfide-stabilized Transmembrane Peptide Complexes for Structural Studies

מכלולי פפטיד הטרנסממברני ייצור של דיסולפיד-התייצבו ללימודים מבניים

Physical  interactions among the lipid-embedded alpha-helical domains of membrane  proteins play a crucial role in folding and assembly of membrane ...

Structure and Coordination Determination of Peptide-metal Complexes Using 1D and 2D 1H NMR

Structure and Coordination Determination of Peptide-metal Complexes Using 1D and 2D 1H NMR

Copper (I) binding by metallochaperone transport proteins prevents copper oxidation and release of the toxic ions that may participate in harmful redox ...

Construction and Systematical Symmetric Studies of a Series of Supramolecular Clusters with Binary or Ternary Ammonium Triphenylacetates

בינוי שיטתי סימטריים מחקרים של סדרה של אשכולות מולקולריים עם Triphenylacetates בינארי או המשולש אמוניום

Functions of clusters in nano or sub-nano scale significantly depend on not only kinds of their components but also arrangements, or symmetry, of their ...

Site Directed Spin Labeling and EPR Spectroscopic Studies of Pentameric Ligand-Gated Ion Channels

תיוג ספין בימוי אתר ולימודי ספקטרוסקופיות EPR של pentameric ליגנד מגודרת יון ערוצים

Ion channel gating is a stimulus-driven orchestration of protein motions that leads to transitions between closed, open, and desensitized states. ...

Analyzing the Photo-oxidation of 2-propanol at Indoor Air Level Concentrations Using Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometry

ניתוח התמונה-החמצון של 2-פרופנול בריכוזים ברמה ירודה האוויר באמצעות שדה יון אסימטרי ניידות מסות

We demonstrate a versatile protocol to be used for determining the effectiveness of photocatalysts in degrading indoor air concentration (ppb) volatile ...

Analyzing Protein Architectures and Protein-Ligand Complexes by Integrative Structural Mass Spectrometry

ניתוח ארכיטקטורות חלבון חלבון-ליגנד מתחמי באמצעות ספקטרומטר מסה מבניים אינטגרטיבית

Proteins are an important class of biological macromolecules that play many key roles in cellular functions including gene expression, catalyzing ...

Imaging Corrosion at the Metal-Paint Interface Using Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry

הדמיה קורוזיה בממשק צבע מתכת באמצעות המסה של זמן טיסה משני המוני ספקטרומטריה

Corrosion developed at the paint and aluminum (Al) metal-paint interface of an aluminum alloy is analyzed using time-of-flight secondary ion mass ...

Ion Mobility-Mass Spectrometry Techniques for Determining the Structure and Mechanisms of Metal Ion Recognition and Redox Activity of Metal Binding Oligopeptides

שיטות לקביעת מבנה ומנגנונים של זיהוי יון מתכת וחמצון פעילות של כריכת מתכת Oligopeptides

Electrospray ionization (ESI) can transfer an aqueous-phase peptide or peptide complex to the gas-phase while conserving its mass, overall charge, ...

Preparation of Binary and Ternary Deep Eutectic Systems

הכנת מערכות בינאריות וטרארי עמוקות

The preparation of deep eutectic systems (DES) is a priori a simple procedure. By definition, two or more components are mixed together at a given molar ...