摘要:在关键细胞过程(例如转录,复制和DNA修复)过程中,DNA三向连接(TWJ)结构瞬时形成。尽管具有重要意义,但TWJ的热力学(包括链长,碱基对组成和配体结合对TWJ稳定性和解离机制的影响)的了解很少。为了解决这些问题,我们将温度控制的纳米电喷雾离子化(TC-NESI)与循环离子迁移率质谱(CIM-MS)仪器连接起来,该仪器也配备了表面诱导的分离(SID)阶段。这种新型组合使我们能够研究三个TWJ复合物的结构中间体,并检查GC碱基对对其解离途径的影响。我们发现,两个TWJ特异性配体2,7-Trisnp和Trispob导致TWJ稳定,这分别揭示了熔化温度(T m)的升高13或26°C。为了洞悉气相中的构象变化,我们采用了IMS并进行了SID来分析TWJ及其配体的复合物。对IM到达分布的分析表明,TWJ的单步分离及其中间体对三个研究的TWJ复合物进行了分解。在配体结合后,需要3 V(2,7-Trisnp)和5 V(TrispoB)较高的SID能量才能诱导TWJ的50%解离,而在没有配体的情况下为38 V。我们的结果表明,利用TC-ESI与CIMS结合使用,SID和SID进行TWJ复合物的热力学表征和配体结合的研究。这些技术对于TWJ设计和开发作为药物靶标,适体和功能生物材料的结构单位至关重要。
本报告是作为由美国政府机构赞助的工作的帐户准备的。美国政府或其任何机构,也不是巴特尔纪念研究所,或其任何雇员,对任何信息,设备,产物或程序披露或代表其使用的任何法律责任或责任都没有任何法律责任或责任,或者对其使用的准确性,完整性或有用性都不会侵犯私人权利。以此处参考任何特定的商业产品,流程或服务,商标,制造商或以其他方式不一定构成或暗示其认可,建议或受到美国政府或其任何机构或Battelle Memorial Institute的认可,建议或赞成。本文所表达的作者的观点和观点不一定陈述或反映美国政府或其任何机构的观点和意见。
摘要:天然质谱 (nMS) 通过“软”电喷雾电离 (ESI) 保留非共价相互作用,从而深入了解生物大分子在其天然状态下的结构和动力学。对于天然蛋白质,获得的电荷数量与表面积和质量成比例。在这里,我们探索了高度带负电荷的 DNA 对蛋白质复合物 ESI 电荷的影响,发现质荷比降低以及变化较大。纯 DNA 组装体的电荷状态分布比蛋白质低,因为它们在气相中的密度较大,而蛋白质-DNA 复合物的电荷还可能受到 ESI 电荷分布、离子配对事件和 DNA 成分崩塌的影响。我们的研究结果表明,蛋白质-DNA 复合物的结构特征可能导致蛋白质的电荷状态低于预期。关键词:蛋白质-DNA 复合物、电荷状态分布、电喷雾电离 ■ 简介
https://doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-vptmp-v2 orcid:https://orcid.org/0000-0000-0000-500-5216-8353不通过chemrxiv对内容进行peer-review。 许可证:CC BY-NC-ND 4.0https://doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-vptmp-v2 orcid:https://orcid.org/0000-0000-0000-500-5216-8353不通过chemrxiv对内容进行peer-review。许可证:CC BY-NC-ND 4.0
1。摘要.............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
摘要:用传统质谱法分析核酸时,反离子会造成质量不均匀,限制可分析的 DNA 大小,因此分析起来十分复杂。在这项研究中,我们使用电荷检测质谱法分析兆道尔顿大小的 DNA,从而克服了这一限制。使用正模式电喷雾,我们发现 DNA 质粒的电荷分布截然不同。低电荷群体的电荷像紧凑的 DNA 折纸一样,而高电荷群体的电荷分布范围很广。对于高电荷群体,测量质量与 DNA 序列预期质量之间的偏差始终在 1% 左右。对于低电荷群体,偏差更大且变化更大。高电荷群体归因于随机卷曲配置中的超螺旋质粒,其宽电荷分布是由随机卷曲可以采用的丰富多样的几何形状造成的。高分辨率测量表明,随着电荷的增加,质量分布会略微向低质量方向移动。低电荷群体归因于质粒的浓缩形式。我们认为凝聚形式是由熵捕获引起的,其中随机线圈必须经历几何变化才能挤过泰勒锥并进入电喷雾液滴。对于较大的质粒,剪切(机械破碎)发生在电喷雾期间或电喷雾界面。降低盐浓度可以减少剪切。■简介质谱 (MS) 在核酸表征中发挥着重要作用。1、2 电喷雾和基质辅助激光解吸/电离 (MALDI) 都已用于将 DNA 和 RNA 离子引入气相进行分析,但 MALDI 与飞行时间 (TOF) MS 的组合应用最为广泛。例如,MALDI-TOF 继续用于表征单核苷酸多态性 (SNP),这可提供有关疾病易感性遗传特征的重要信息。对于突变和 SNP 的分析,只需要分析小于 25 nt 的小寡核苷酸(核苷酸)。这是幸运的,因为反离子(通常是 Na +、K + 或 Mg 2+)与 DNA 和 RNA 的高电荷磷酸骨架结合,导致峰宽和灵敏度降低。已经开发出几种方法来脱盐核酸。3、4 然而,由金属离子加合引起的异质性会随着尺寸的增加而增加,并且由于电荷状态分辨率的丧失,常规 MS 不再可能分析兆道尔顿大小的 DNA 和 RNA 物种。另一方面,新型疫苗和基因疗法等新兴疗法携带着大量的遗传物质。基因组完整性对于有效的治疗是必不可少的,对完整基因组的质量测量提供了一种快速而直接的方法来检查缺失和添加。5
摘要:随着质谱成像 (MSI) 在药物研发中的应用越来越广泛,我们有机会开发出结合探索性高性能分析和更高容量、更快靶向 MSI 的分析流程。因此,为了实现更快的 MSI 数据采集,我们提出了利用三重四极杆 (TQ) 质谱分析仪的分析物靶向解吸电喷雾电离质谱成像 (DESI-MSI)。与传统的飞行时间 (TOF) 质谱分析仪相比,评估的平台配置提供了更高的灵敏度,因此有可能生成适用于药物研发的数据。该平台成功运行,采样率高达 10 次扫描/秒,与同类 DESI-TOF 设置上常用的 1 次扫描/秒相比具有优势。更高的扫描速率使得研究内源性脂质物种(如磷脂酰胆碱)和四种口服药物(厄洛替宁、莫西沙星、奥氮平和特非那定)的解吸/电离过程成为可能。这可用于了解解吸/电离过程的影响,从而优化操作参数,与 DESI-TOF 分析或基质辅助激光解吸/电离 (MALDI) 平台相比,提高了脑组织切片中奥氮平和主要奥氮平代谢物羟基奥氮平的化合物覆盖率。该方法可以减少记录信息量,从而将数据集的大小从每个实验高达 150 GB 减少到几百 MB。在案例研究中证明了该方法对绘制药物分布图、药物引起的肾毒性的空间分辨分析以及卵巢肿瘤标本的分子组织学组织分类的适用性,其性能得到了改善。
电喷雾离子束中发射物质的角度分布尚未得到很好的表征,并且会对推进性能和发射器寿命产生负面影响。我们使用飞行时间质谱法对单个电喷雾离子束中发射物质的角度分布与发射电压的关系进行了实验表征。角电流分布表明发射中心轴与发射器尖端中心轴的最大偏差为 10 ◦。离子物质随角度的变化取决于发射电压。单粒子轨迹的模拟表明,离子团簇的碎裂会导致离子产物移近光束中心,而中性产物扩散至 47 ◦,具体取决于碎裂发生的速度。将实验结果与电喷雾发射的多尺度全光束模拟进行了比较,并讨论了未来使用这些模拟来解释角光束行为。
电喷雾离子束中发射物质的角度分布尚未得到很好的表征,并且会对推进性能和发射器寿命产生负面影响。我们使用飞行时间质谱法对单个电喷雾离子束中发射物质的角度分布与发射电压的关系进行了实验表征。角电流分布表明发射中心轴与发射器尖端中心轴的最大偏差为 10 ◦。离子物质随角度的变化取决于发射电压。单粒子轨迹的模拟表明,离子团簇的碎裂会导致离子产物移近光束中心,而中性产物扩散至 47 ◦,具体取决于碎裂发生的速度。将实验结果与电喷雾发射的多尺度全光束模拟进行了比较,并讨论了未来使用这些模拟来解释角光束行为。
摘要:在生物材料的背景下,工程细菌的生物打印对于合成生物学的应用引起了极大的兴趣,但是到目前为止,只有少数可行的方法可用于打印托管活的Escherichia大肠菌细菌的凝胶。在这里,我们基于廉价的藻酸盐/琼脂糖墨水混合物开发了一种温和的基于挤出的生物打印方法,该方法将大肠杆菌打印到高达10毫米的三维水凝胶结构中。我们首先表征了凝胶墨水的流变特性,然后研究印刷结构内细菌的生长。我们表明,通过添加过氧化钙的产生系统,可以促进印刷结构内深处的荧光蛋白的成熟。然后,我们利用生物生产物来控制依赖于其空间位置的细菌之间不同类型的相互作用。我们接下来显示了基于群体感应的化学交流,在生物打印结构内部位于不同位置的工程发件人和接收器细菌之间,并最终证明了通过非损伤细菌定义的屏障结构的制造,可以指导凝胶内趋化细菌的运动。我们预计,3D生物打印和合成生物学方法的结合将导致含有工程细菌作为动态功能单元的生物材料的发展。关键词:合成生物学,细菌,生物材料,生物打印,细菌交流,趋化性
