分子动力学模拟原生蛋白质通过电子喷射电离过程中通过质子转移充电,使用Grotthuss扩散液H₃O进行电喷射电离

科学领域:

• 分析化学 分析化学
• 生物物理学的生物物理.
• 计算化学计算化学

背景情况:

• 电子喷射电离 (ESI) 中的蛋白质电荷状态与折叠等生物物理性质相关.
• 分子动力学 (MD) 模拟为ESI充电机制提供了洞察力.
• 之前的MD研究使用金属离子 (例如Na+),不反映在质谱中观察到的质子离子.

研究的目的:

• 开发和应用一个修改的MD协议来模拟ESI中的蛋白质充电,使用离散的离子 (H3O+).
• 提供分子层面的了解,在滴滴溶解过程中的质子转移和协调.
• 为了建模电子喷雾充电和气相离子形成的蛋白质,如ubiquitin和myoglobin.

主要方法:

• 开发了一种经过修改的MD协议,模拟离散的Grotthuss扩散H3O+作为电荷载体.
• 将该协议应用于模型蛋白质 (ubiquitin,myoglobin) 的酸滴蒸发.
• 动态改变的氨基酸质子化状态以模拟ESI充电.

主要成果:

• 该协议成功地重建了实验观察到的电荷状态分布.
• 支持电荷残留模型 (CRM) 作为ESI中原生蛋白质电离的主要机制.
• 揭示了在脱溶过程中蛋白质表面局部水化与相关的残留特异性质子.

结论:

• 与金属离子模拟相比,开发的基于H3O+的MD协议为ESI蛋白质离子化提供了更准确的模型.
• 质子化是一个特定的过程,受局部水化和滴滴溶解的影响.
• 这项工作是迈向ESI中蛋白质电离的综合模型的关键一步.