Capillary Zone Electrophoresis-Tandem Mass Spectrometry As an Alternative to Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry for Top-down Proteomics of Histones.
Capillary Zone Electrophoresis-Tandem Mass Spectrometry As an Alternative to Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry for Top-down Proteomics of Histones.
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毛细管区电泳串联质谱法作为液态色谱串联质谱法，用于组蛋白自上而下的蛋白质组学。
DOI：
10.1021/acs.analchem.0c04237
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发表时间：
2021-03-16
影响因子：
7.4
通讯作者：
Sun L
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen D;Yang Z;Shen X;Sun L
自上而下的蛋白质组学（TDP）是破译组蛋白密码的理想方法，它通常采用反相液相色谱（RPLC）-串联质谱（MS/MS）。由于组蛋白在蛋白质形式数量方面极其复杂，因此需要具有高容量分离和高灵敏度检测蛋白质形式的新分析工具来进行组蛋白的TDP。在这里，我们提出了毛细管区带电泳（CZE）-MS/MS通过电动泵鞘流CE-MS接口的大规模自上而下的组蛋白蛋白质型描绘。CZE-MS/MS从小牛组蛋白样品中鉴定出与RPLC-MS/MS相当数量的蛋白质型，样品消耗量减少30倍以上（75 ng vs. 3 μg），表明其灵敏度显著更高。我们使用二维尺寸排阻色谱（SEC）-CZE-MS/MS从小牛组蛋白样品中鉴定了约400种组蛋白蛋白形式，消耗的蛋白质少于300 ng。我们确定了组蛋白的蛋白形式携带各种试验性翻译后修饰（PTM），例如，乙酰化，甲基化（单，双，和三），磷酸化，琥珀酰化。基于我们最近的工作，用优化的半经验模型可以准确地预测未修饰的组蛋白蛋白形式的电泳迁移率（μef）（R2 = 0.98）。这些结果使CZE-MS/MS成为一种有用的工具，用于以蛋白质组特异性的方式在全球范围内破译组蛋白密码。
Top-down proteomics (TDP) is an ideal approach for deciphering the histone code and it routinely employs reversed-phase liquid chromatography (RPLC)-tandem mass spectrometry (MS/MS). Because of the extreme complexity of histones regarding the number of proteoforms, new analytical tools with high-capacity separation and highly sensitive detection of proteoforms are required for TDP of histones. Here we present capillary zone electrophoresis (CZE)-MS/MS via the electro-kinetically pumped sheath-flow CE-MS interface for large-scale top-down delineation of histone proteoforms. CZE-MS/MS identified a comparable number of proteoforms to RPLC-MS/MS from a calf histone sample with more than 30-fold less sample consumption (75-ng vs. Three μg), indicating its substantially higher sensitivity. We identified about 400 histone proteoforms from the calf histone sample using two-dimensional size-exclusion chromatography (SEC)-CZE-MS/MS with less than 300-ng proteins consumed. We identified histone proteoforms carrying various tentative post-translational modifications (PTMs), for example, acetylation, methylation (mono-, di-, and tri-), phosphorylation, and succinylation. The electrophoretic mobility (μef) of unmodified histone proteoforms can be predicted accurately (R2 = 0.98) with an optimized semiempirical model based on our recent work. The results render CZE-MS/MS as a useful tool for deciphering the histone code in a proteoform-specific manner and on a global scale.
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作者：
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