[发明专利]用于通过电子捕获解离分析蛋白质的方法和系统

说明书

在本文中提供用于从ECD反应室的相互作用区域选择性地移除产生于ECD解离事件的产物离子的方法和系统，同时其它前驱体肽离子继续在所述相互作用区域内经历ECD，由此减少或防止所述产物离子的多个电子捕获事件的发生。在一些方面中，可发生在ECD反应期间从所述相互作用区域优选地提取产物离子，而不在所述相互作用区域内产生辅助AC场。此外，在一些方面中，本文中所公开的方法和系统可通过暴露于相反极性的试剂离子使各种产物离子经受非解离电荷减少，以便选择性地将产物离子浓缩成较低电荷状态。

相关申请

本申请要求2016年6月21日提交的美国临时申请第62/352,836的优先权益，所述美国临时申请的全部内容特此以引用的方式并入。

技术领域

本文中的教示涉及质谱法，且更具体地说，涉及用于通过电子捕获解离分析蛋白质的方法和系统。

背景技术

质谱(mass spectrometry，MS)是用于测定测试物质的元素组成的分析技术，既具有定量应用又具有定性应用。举例来说，MS可用以识别未知化合物和/或通过观察化合物的分裂来测定其结构。最近，MS已由于MS策略表征并识别肽和蛋白质的速度、特定性和敏感度而在蛋白质组学中扮演越来越重要的作用。

使用基于MS的蛋白质组学来表征蛋白质的一个策略是“自下向上”方法，其中在使肽片段经受MS分析(MS¹)或串联MS/MS分析(MS²)之前，使感兴趣的蛋白质经受酶解离(例如，通过胰蛋白酶、LysC等等)和一或多个分离(例如，多维LC)。在“自下而上”MS²工作流中，通常利用碰撞诱导解离(collision induced dissociation，CID)以将在第一MS阶段中选定的前驱体肽片段解离成产物离子片段。可接着从产物离子片段的质量推论前驱体肽离子的氨基酸序列。在CID中，电离前驱体离子与惰性惰性气体和/或氮分子之间的高能冲突振动并最终解离(断裂)骨干酰胺键，由此得到b型(N端)产物离子和y型(C端)产物离子。通过识别若干产物离子肽，可所确定原始蛋白质(例如，通过参考蛋白质或基因组数据库中的已知序列)。但是，因为通常仅在最弱的肽酰胺键处发生CID反应，所以沿着肽骨干的不完全分裂会使肽序列的完整重建构变得困难。在蛋白质组学中使用CID的另一关键限制使解离期间的转译后修饰(post-translational modification，PTM)的损失。常常仅微弱地键结到肽骨干的PTM(例如，磷酸化或硫酸化功能团)可在分裂期间从肽剥离，由此防止检测并表征MS²质谱中的PTM。

相对于“自下而上”方法，替代性基于MS的蛋白质组学策略利用“自上而下”分析，其中完整蛋白质在质谱仪中经受解离。虽然常规CID通常解离过少的位点以提供表征完整蛋白质的整个氨基酸序列的完整信息，但是由于其对肽骨干的更完全分裂，对于完整蛋白质的“自上向下”定序，电子捕获解离(electron capture dissociation，ECD)和电子传递解离(electron transfer dissociation，ETD)已被标识为CID的可能替代方案。举例来说，ECD利用前驱体离子与使得多电荷前驱体捕获电子的低能量电子之间的离子相互作用，这快速引发N-αC键的更广泛断裂以主要地得到c型(N末端)产物离子和z型(C末端)产物离子(例如，具有不同肽)。另一方面，ETD使多电荷前驱体离子与具有相对电荷的试剂离子反应以将电子传递到前驱体离子，由此引起解离。因为在ECD和ETD中解离能在整个前驱体肽中通常不分布(或不太分布)，所以弱键合的PTM更有可能保持附接搭配肽来在下游MS分析中进行后续检测。在一些方面中，基于高能量电子有效率地解离肽离子的提高的有效性，ECD可比ETD优选。