研究简报]电喷雾质谱动力学方法测定磷酰化丙丙二肽的气相质子亲和能 (2003年)

In this work , the change of gas-phase proton affinity of alkyl-alanine through the phospho- rylation reaction was studied by the electrosprayionization mass spectrometry with kinetic method .It was proved that the phosphorylation could increase the pro ### 电喷雾质谱动力学方法测定磷酰化丙丙二肽的气相质子亲和能 #### 概述 本研究采用电喷雾质谱动力学方法（Electrospray Ionization Mass Spectrometry Kinetic Method, ESI-MS Kinetic Method）对磷酰化丙丙二肽（N-dipropyloxyphosphorylalkyl-alanine, DIPP-Ala-Ala）的气相质子亲和能（Gas-Phase Proton Affinity, PA）进行了测定。研究结果表明，通过磷酰化反应可以显著提高丙丙二肽的气相质子亲和能，从而增强其在质谱分析中的响应强度。 #### 研究背景 自从1984年Yamashita等人提出了电喷雾质谱技术以来，该技术已经成为现代生物学研究中不可或缺的工具之一。它被广泛应用于蛋白质和寡聚核苷酸序列的测定、蛋白质折叠途径的研究、非共价复合物的检测以及酶催化反应的定量分析等领域。先前的研究发现，通过在氨基酸和小肽的氨基末端进行磷酰化修饰，可以在电喷雾质谱的正离子模式下显著增强这些化合物的信号强度，显示出强烈的增敏效果。这种现象对于蛋白质组学中的小肽序列测定具有潜在的应用价值。因此，深入理解磷酰化作用对化合物气相质子亲和能的影响，对于揭示增敏效应的机理至关重要。 #### 研究方法 **原理**：动力学方法的基本原理是将两种或多种化合物混合并注入到质谱的气相环境中，在此条件下形成含有两种不同化合物的质子化二聚体（A…H⁺…B）。通过碰撞诱导碎裂（CID）或其他二级质谱技术，使得二聚体分解为两个质子化的化合物AH⁺或BH⁺。根据反应能量图和反应方程式，可以推导出两种化合物的质子亲和能差值与反应临界能之间的关系。通过与已知质子亲和能的化合物比较，可以计算出待测化合物的气相质子亲和能。 **实验部分**： - **试剂及原料**：实验使用的丙丙二肽由上海生物化学研究所提供；氨基酸购自百泰生物技术有限公司；磷酰化二肽及氨基酸按照文献方法合成。 - **质谱条件**：所有质谱实验均在Bruker ESQUIRE-LC™离子阱电喷雾质谱仪上完成。具体参数包括：氮气流速4L/min；雾化器压力7psi；毛细管电压4kV；温度300℃。两种待测化合物分别溶解于甲醇中，并以4μL/min的速度通过注射泵注入质谱仪。 #### 实验结果与讨论 通过对不同二聚体复合物的碰撞诱导碎裂谱图的分析，研究者确定了磷酰化前后丙丙二肽的气相质子亲和能的变化情况。结果显示，磷酰化可以显著提高丙丙二肽的气相质子亲和能，这与先前观察到的信号增强现象相符。具体数值方面，实验结果表明，磷酰化后丙丙二肽的气相质子亲和能相比未磷酰化状态有了明显的提升。 #### 结论 本研究通过电喷雾质谱动力学方法成功测定了磷酰化丙丙二肽的气相质子亲和能，并证明了磷酰化能够有效提高化合物的气相质子亲和能。这一发现不仅有助于深入理解磷酰化作用对化合物质谱响应强度的影响机制，也为未来蛋白质组学研究中的小肽序列测定提供了理论支持和技术基础。此外，研究结果还为开发新的磷酰化衍生化方法提供了实验依据，有望进一步推动蛋白质组学领域的研究进展。