Hydrogen-Deuterium Exchange Coupled to Top- and Middle-Down Mass Spectrometry Reveals Histone Tail Dynamics before and after Nucleosome Assembly.
Hydrogen-Deuterium Exchange Coupled to Top- and Middle-Down Mass Spectrometry Reveals Histone Tail Dynamics before and after Nucleosome Assembly.
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DOI：
10.1016/j.str.2018.08.006
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发表时间：
2018-12-04
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Garcia BA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Karch KR;Coradin M;Zandarashvili L;Kan ZY;Gerace M;Englander SW;Black BE;Garcia BA
直到最近，氢氘交换质谱 (HDX-MS) 的一个主要限制是氘定位的分辨率仅限于蛋白水解过程中生成的肽的长度。然而，电子转移解离 (ETD) 已被证明可以在气相中保留氘标记，从而实现更好的分辨率。迄今为止，这项技术仍然主要局限于小型的、已经充分表征的蛋白质。在这里，我们优化、扩展和调整 HDX-MS/MS 功能，以适应自上而下 (TD) HDX-MS/MS 和中下 (MD) HDX-MS/MS 平台上的组蛋白和核小体复合物，并证明可以以高重现性获得接近位点特异性的氘定位分辨率。我们能够以前所未有的细节研究组蛋白尾部动力学，几十年来传统结构生物学技术一直无法对组蛋白尾部动力学进行分析，从而揭示了对染色质生物学的重要见解。总之，这些研究的结果凸显了基于 ETD 的 HDX-MS/MS 方法在检测大蛋白质和蛋白质/DNA 复合物时的多功能性、可靠性和重现性。氢氘交换 (HDX) 是一种探测溶液中蛋白质动力学的技术。卡奇等人。以现有的 HDX 方法为基础，提高这些技术的分辨率并研究组蛋白 N 末端尾部结构域，这对于包括转录在内的许多核功能至关重要。
Until recently, a major limitation of hydrogen deuterium exchange mass spectrometry (HDX-MS) was that resolution of deuterium localization was limited to the length of the peptide generated during proteolysis. However, electron transfer dissociation (ETD) has been shown to preserve deuterium label in the gas phase, enabling better resolution. To date, this technology remains mostly limited to small, already well-characterized proteins. Here, we optimize, expand, and adapt HDX-MS/MS capabilities to accommodate histone and nucleosomal complexes on top-down (TD) HDX-MS/MS and middle-down (MD) HDX-MS/MS platforms and demonstrate that near site-specific resolution of deuterium localization can be obtained with high reproducibility. We are able to study histone tail dynamics in unprecedented detail, which have evaded analysis by traditional structural biology techniques for decades, revealing important insights into chromatin biology. Together, the results of these studies highlight the versatility, reliability, and reproducibility of ETD-based HDX-MS/MS methodology to interrogate large protein and protein/DNA complexes. Hydrogen deuterium exchange (HDX) is a technique to probe protein dynamics in solution. Karch et al. build upon existing HDX methodology to improve the resolution of these techniques and study histone N-terminal tail domains, which are critical for many nuclear functions including transcription.
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