Rejsebølge-ion-mobilitet massespektrometri belyser strukturer af guldfingre

Lægemidler indeholdende guld er blevet brugt i århundreder til at behandle tilstande som leddegigt. Ud over, de kan være effektive mod kræft og hiv. En mekanisme, hvormed de virker, kan opstå, fordi guldioner tvinger zinkionerne ud af zinkfingre - looped, nukleinsyrebindende proteindomæner. Amerikanske forskere har karakteriseret sådanne "guldfingre" ved hjælp af ionmobilitetsmassespektrometri. Som rapporteret i journalen Angewandte Chemie , de identificerede de nøjagtige guldbindingssteder.

"Zinkionerne i zinkfingre binder til fire svovl- eller nitrogenatomer af proteinets cystein- og histidinrester, "forklarer Nicholas P. Farrell fra Virginia Commonwealth University (Richmond, USA). "Guldioner binder sig til kun to aminosyrefragmenter og ændrer proteinets opbygning." Guldfingrene "er ikke længere i stand til at binde sig til nukleinsyrer, som kan være terapeutisk nyttig. "

Selvom der er en række potentielle bindingssteder for metalioner, hvert metalloprotein foretrækker normalt en enkelt konformation. Det var tidligere ikke muligt at bestemme, hvor de specifikke bindingssteder var i en blanding af konformere. Farrell og hans team har nu undersøgt to guldfingre nøje. Ifølge Farrell, "udskiftning af zink i zinkfinger 3 i Sp1 -transkriptionsfaktoren fører kun til en enkelt guldfingerart." Forskerne identificerede dette som et lineært Cys-Au-His-bånd. I tilfælde af HIV -nukleocapsidproteinet, som spiller en kritisk rolle i replikationen af ​​virussen, "at sætte guld i proteinets zinkfinger 2 (NCp7-F2), fører til tre forskellige guldfingerarter med lineære Cys-Au-Cys-motiver, den ene er klart dominerende. "

Forskernes succes stammer fra deres brug af en særlig analytisk metode kaldet travle-wave ion mobilitet massespektrometri (TWIM-MS). I denne teknik, molekylerne, der skal analyseres, ioniseres og ionerne accelereres af et elektrisk felt i en gas. Kollisioner med gasmolekylerne får ioner til at blive bremset. Stor, voluminøse molekyler sænkes mere end små, kompakte, fordi de kolliderer oftere. Dette gør det også muligt at differentiere og adskille isomerer, fordi selvom de har samme masse, deres forskellige geometrier resulterer i forskellig mobilitet. Når de er adskilt i henhold til deres mobilitet, de enkelte ioner kan nu fragmenteres gennem kollisionsinduceret dissociation (CID) og fragmenterne måles igen ved massespektrometri. Dette gør det muligt at karakterisere kortere peptider, der forbliver bundet til guld.

"På denne måde, vi var i stand til at identificere de specifikke bindingssteder og tilstande for de guldmodificerede zinkfingre NCp7-F2 og Sp1-F3, "siger Farrell." Massespektrometri til ionmobilitet giver således vigtig information om ændringerne i geometri forårsaget af udveksling af zink i zinkfingerproteinerne, såvel som selektiviteten og reaktiviteten af ​​sådanne reaktioner. Dette kan være en fordel i søgen efter nye metalbaserede antivirale og antitumorlægemidler. "