非變性質(zhì)譜法(Native MS)是研究蛋白質(zhì)相互作用和了解生物大分子功能的一種顛覆性技術(shù)，最近已發(fā)展到能夠直接分析膜蛋白。這種質(zhì)譜研究新方向的關(guān)鍵技術(shù)是能夠進(jìn)行自上而下的非變性分析，從而實現(xiàn)明確的峰匹配。這種技術(shù)要求在樣品進(jìn)入質(zhì)譜儀前去除去垢劑(Detergent)，并能夠選擇特定的m/z值，同時能夠?qū)λx的母離子進(jìn)行碰撞活化。
因此，推出了一款安裝在Cyclic IMS質(zhì)譜的新型增強型去團簇(Enhanced Declustering ED)裝置。該裝置通過一個振蕩器對離子進(jìn)行碰撞活化，從而實現(xiàn)膜蛋白離子從去垢劑膠束中釋放出來，隨后利用四極桿來選擇分離蛋白質(zhì)-配體復(fù)合物，其后的碰撞池則可以用于解離和鑒定。該方法同時使用離子淌度技術(shù)，將碎片離子與相應(yīng)的母離子進(jìn)行漂移時間對齊，能大大幫助Top-down質(zhì)譜解析。利用這種新方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對一種從多重配體庫中獲得的針對Pf MATE的新型化合物，進(jìn)行可靠的鑒定和解析。
專利技術(shù)Enhanced Declustering Device(ED)裝置能夠在四極桿質(zhì)量選擇之前持續(xù)碰撞激活離子。ED裝置位于質(zhì)譜儀的StepWave(SW)離子導(dǎo)向器中（圖1），由兩個平行的離子光學(xué)器件組成，能夠在x方向上施加振蕩電壓（頻率20-200 kHz，峰間振幅0-300 V）。與傳統(tǒng)的碰撞池相比，該設(shè)計具有以下優(yōu)勢：震蕩電壓在x方向上加速離子，增加了路徑長度（碰撞次數(shù)）和碰撞能量，從而不需要大的電壓降，即可減少質(zhì)譜儀低真空區(qū)域發(fā)生電擊穿的風(fēng)險。
圖1. (a) Cyclic IMS質(zhì)譜儀前面部分結(jié)構(gòu)示意圖。ED裝置安裝在質(zhì)譜儀的SW離子導(dǎo)向器中。(b) ED裝置結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)圖。
PfMATE和OmpF這兩種膜蛋白在ED的作用下，其表面活性劑都被有效去除，如圖2。隨著振幅（單位Vpp：V peak-to-peak）的增大，顯著降低了去垢劑的干擾，增強了蛋白質(zhì)的信號，表明更多的膜蛋白離子從去垢劑膠束中釋放出來。
圖2. (a) PfMATE的nano電噴霧質(zhì)譜圖，增加ED振幅，去垢劑C8E4干擾降低，膜蛋白信號增強。(b) OmpF的nano電噴霧質(zhì)譜圖，增加ED振幅，去垢劑β-OG干擾降低，膜蛋白信號增強。
強大的膜蛋白分析流程，如圖3。首先，ED裝置在質(zhì)譜儀的前端將膜蛋白-配體復(fù)合物中的去垢劑去除（圖3a，步驟2）。其次，用四極桿分離出蛋白質(zhì)-配體復(fù)合物相對應(yīng)的母離子，并使用trap碰撞池進(jìn)行解離（圖3a，步驟3和4）。第三步，后面的離子淌度IMS池能夠分離蛋白質(zhì)和配體離子（圖3a，步驟5）。最后，這些經(jīng)過淌度分離的離子在transfer碰撞池產(chǎn)生三級碎片離子，這些離子在離子淌度池中與其前體離子漂移時間對齊（圖3a，步驟6和7），利用這一現(xiàn)象可以提高蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)表征結(jié)果的可靠性。
圖3. 離子淌度質(zhì)譜儀進(jìn)行膜蛋白復(fù)合物的Top-Down分析的工作流程。
這一全新的工作流程解決了其它儀器對膜蛋白Native MS分析的限制，提供了一種獨特的非常有優(yōu)勢的解決方案，是膜蛋白分析的強大和重要的工具。
如需獲得更詳細(xì)信息，請參見：https://doi.org/10.1021/jasms.4c00190
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