| Journal: | Journal of the Mexican Chemical Society |
| Database: | PERIÓDICA |
| System number: | 000430080 |
| ISSN: | 1870-249X |
| Authors: | Gong, Jiawei1 Solivio, Morwena J1 Merino, Edward J1 Landero Figueroa, Julio A1 |
| Institutions: | 1University of Cincinnati, Department of Chemistry, Cincinnati, Ohio. Estados Unidos de América |
| Year: | 2018 |
| Season: | Abr-Jun |
| Volumen: | 62 |
| Number: | 2 |
| Country: | México |
| Language: | Inglés |
| Document type: | Artículo |
| Approach: | Experimental, analítico |
| Spanish abstract | A la fecha, varios métodos analíticos se han empleado para investigar los mecanismos de reacción y obtener la estructura química de aductos ADN-Proteína (DPCs por sus siglas en inglés). El análisis por MS de los DPCs es difícil debido a las propiedades de ionización del ADN y las proteínas. Sin embargo, la secuenciación de péptidos, y el análisis por espectrometría de masas (MS) como métodos analíticos juegan un papel cada vez más importante en la determinación de estructuras de modelos de DPC. En nuestro estudio anterior, presentamos una nueva estrategia de purificación, detección y cuantificación de DPCs, basada en tecnología nueva de espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS/MS), el cual permite detección de P y S, heteroátomos clave contenidos en ADN y proteínas, a niveles por debajo de partes por billón. En este estudio, mejoramos el método reportado previamente, y fue complementado con el uso de espectrometría de masas molecular para permitir una completa caracterización de los aductos ADN-Proteína. Primero, un modelo basado en moléculas pequeñas fue empleado para identificar la estructura del aducto con alta probabilidad de ocurrir en ADN intacto. Investigamos la estabilidad térmica del aducto formado, en DPC intacto y en el modelo basado en moléculas pequeñas para determinar la posibilidad de degradar térmicamente el ADN sin perder la información del aducto. La degradación térmica se llevó a cabo para reducir el ADN a nucleósidos simples. El aducto resultante de nucleósido con la proteína fue digerido enzimáticamente, para liberar el aducto péptido-nucleósido. La ausencia del grupo fosfato permite la caracterización estructural simple vía espectrometría de masas con ionización por electro spray (ESI-MS). Cálculos adicionales fueron hechos para identificar el péptido, y determinar el sitio de acoplamiento del nucleósido a la proteína, a través del análisis de masas/ma |
| English abstract | To date, many different analytical methods have been used to investigate the cross-linking reaction mechanism and to obtain the chemical structure of DNA-Protein Cross-links (DPCs). Direct MS analysis of DPCs is challenging because of the ionization properties of DNA and the protein. However, peptide sequencing and mass spectrometry (MS) as analytical techniques are playing increasingly important roles for the structure determination of DPCs model. In our previous study, a novel approach was presented for purification, detection and quantification of DPCs by newly developed inductively coupled plasma mass spectrometry (ICPMS/MS), which allows sub-ppb detection of S and P, key heteroelements in DNA and proteins. In this study, we enhanced our previously developed method and it was complemented by the use of molecular MS to allow complete characterization of a DNA-protein cross-link. First, a small molecule model is utilized to identify the adduct structure that will likely occur in an intact DNA-protein cross-link. We investigate the thermal stability of DNA-protein cross-links, both in an intact DPC and a small molecule adduct to determine feasibility of digestion/thermal degradation of DNA without the cross-link information being lost. Thermal degradation was conducted to reduce the cross-linked DNA into a single nucleoside. The remaining protein-nucleoside adduct then was proteolytically digested, generating a peptide-nucleoside adduct. The absence of the phosphate moiety allows for facile structural characterization via electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS). Additional calculations were done for peptide matching allowing us to determine the cross-link location in the protein, made possible via MS/MS analysis. Additionally, we show that steric effects play an important role in DPC formation |
| Disciplines: | Química, Biología |
| Keyword: | Química analítica, Bioquímica, Genética, Biología molecular, Proteínas, Mapeo peptídico, Métodos analíticos, Lesiones, ADN, Espectrometría de masas |
| Keyword: | Biochemistry, Analytical chemistry, Genetics, Molecular biology, DNA, Proteins, Peptide mapping, Analytical methods, Injuries, Mass Spectrometry |
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