氢氘交换

Posted 2021-03-22 noigel

 

 

 

 

 

氢氘交换质谱（hydrogen deuterium exchange mass spectrometry, HDX MS）是一项研究蛋白质空间构象的质谱技术。这项技术的主要原理是将蛋白质置于重水溶液中，蛋白质表面的氢原子与重水里的氘原子发生互换，发生互换后的蛋白质经过酶切产生多肽片段，质谱鉴定肽段的质量：位于蛋白表面的多肽相比位于蛋白内部的多肽更容易发生氢氚原子交换因而质量增加，由此来推测蛋白质表位构象。此外，氢氘交换质谱还可用于研究蛋白结构动态变化、蛋白间相互作用位点、以及鉴别蛋白表面活性位点等应用。
    氢氘交换质谱能够快速研究溶液中天然蛋白中位于蛋白表面的氨基酸序列，所以在研究蛋白动态表位活性位点上有着广泛的应用。由于氢氘交换质谱借助氢氘原子交换的原理，氢氘原子回交会对实验结果的精准性造成很大的影响，因此避免氢氘原子回交至关重要。目前控制氢氘原子回交主要通过缩短液质分析时间以及把温度和pH始终控制在最低回交反应系数的范围内。

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氢氘交换质谱(HDX MS，hydrogen deuterium exchange mass spectrometry)是一种研究蛋白质空间构象的质谱技术。其原理是将蛋白浸入重水溶液中，蛋白的氢原子将于重水的氘原子发生交换，而且蛋白质表面与重水密切接触的氢比位于蛋白质内部的或参与氢键形成的氢的交换速率快，进而通过质谱检测确定蛋白质不同序列片段的氢氘交换速率，从而得出蛋白质空间结构信息[1]。这个过程就像将握着的拳头浸入水中，然后提出水面并张开手掌。这时，湿润的手背表明它在“拳头”的结构中处于外表面，而较为干燥的手心表明它是“拳头”的内部。除样品制备外，氢氘交换质谱法的主要过程包括：交换反应、终止反应、将蛋白快速酶切为多肽、液相分离、质谱检测、数据解析。其中交换步骤需要在多个反应时长下进行，如0s、10s、1min、10min、60min等，以绘制交换率曲线，得到准确全面的信息。氢氘交换质谱技术在蛋白质结构及其动态变化研究[1]、蛋白质相互作用位点发现[2]、蛋白表位及活性位点鉴定方面有着广泛的应用[3]