RU2633078C2 - Electrochemical method of detecting amino acid substitutions and identifying peptides - Google Patents

Electrochemical method of detecting amino acid substitutions and identifying peptides Download PDF

Info

Publication number
RU2633078C2
RU2633078C2 RU2016109489A RU2016109489A RU2633078C2 RU 2633078 C2 RU2633078 C2 RU 2633078C2 RU 2016109489 A RU2016109489 A RU 2016109489A RU 2016109489 A RU2016109489 A RU 2016109489A RU 2633078 C2 RU2633078 C2 RU 2633078C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
amino acid
peptides
oxidation
peptide
acid substitutions
Prior art date
Application number
RU2016109489A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016109489A (en
Inventor
Елена Владимировна Супрун
Сергей Павлович Радько
Владимир Александрович Митькевич
Александр Александрович Макаров
Александр Иванович Арчаков
Виктория Васильевна Шумянцева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича" (ИБМХ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича" (ИБМХ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича" (ИБМХ)
Priority to RU2016109489A priority Critical patent/RU2633078C2/en
Publication of RU2016109489A publication Critical patent/RU2016109489A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2633078C2 publication Critical patent/RU2633078C2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: for the implementation of the method, a 60-100 μl of aliquot of 50 μM peptide solution in a buffer solution is applied to a printed graphite electrode. A square-wave voltammogram of oxidation is recorded in the region of 0 to 1.5 V (rel. Ag/AgCl). The potentials of the maxima and heights of the obtained oxidation signals of the amino acid residues - peaks or waves are measured, and the results are recorded. By the difference in the position of the potentials of the maxima of the oxidation signals and their intensity, knowing the amino acid sequences for the group of peptides under study or having a database obtained earlier, the peptides are identified. When comparing the results on the control - "normal" peptide, the amino acid substitution is stated.
EFFECT: use of the invention provides for the electrochemical identification of peptides and the identification of amino acid substitutions in their structure.
2 cl, 3 dwg, 2 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области аналитической химии, электрохимии и биохимии и касается методики идентификации пептидов и выявления аминокислотных замен в их структуре электрохимическим методом с помощью регистрации анодных вольтамперограмм на печатных графитовых электродах.The invention relates to the field of analytical chemistry, electrochemistry and biochemistry, and relates to a method for identifying peptides and identifying amino acid substitutions in their structure by the electrochemical method by recording anode voltammograms on printed graphite electrodes.

Изобретение может быть использовано в аналитической химии, электрохимии и биохимии при идентификации пептидов и выявлении аминокислотными замен в их структуре, а также при изучении биологических процессов с участием пептидов in vitro. Создание в перспективе библиотек вольтамперограмм окисления пептидов расширит возможности по их идентификации. Аминокислотные замены в пептидах и белках представляют интерес при изучении молекулярных механизмов различных заболеваний. Очевидно, что свойства и функции пептидов определяются их аминокислотной последовательностью [1]. Так мутации, приводящие к аминокислотным заменам в β-амилоиде (Аβ) и α-синуклеине, могут быть связаны с развитием болезни Альцгеймера и болезни Паркинсона, соответственно [2-5].The invention can be used in analytical chemistry, electrochemistry and biochemistry in the identification of peptides and the identification of amino acid substitutions in their structure, as well as in the study of biological processes involving peptides in vitro. The creation in the future of libraries of voltammograms of peptide oxidation will expand the possibilities for their identification. Amino acid substitutions in peptides and proteins are of interest in studying the molecular mechanisms of various diseases. Obviously, the properties and functions of peptides are determined by their amino acid sequence [1]. So mutations leading to amino acid substitutions in β-amyloid (Aβ) and α-synuclein can be associated with the development of Alzheimer's disease and Parkinson's disease, respectively [2-5].

На практике для исследования аминокислотных замен в пептидах используют электрофоретические методы; секвенирование молекул пептидов или анализ молекул ДНК, кодирующих исследуемые пептиды; протеомные методы, сопряженные с хромато-масс-спектрометрией, и предсказание аминокислотных замен методами in silico. К недостатку электрофоретического анализа можно отнести необходимость в достаточно больших количествах исследуемого вещества, кроме того, с помощью этого метода возможно выявление только тех аминокислотных замен, которые вносят существенный вклад в изменение заряда молекулы или молекулярной массы пептида. Предсказание аминокислотных замен в пептидах методами in silico требуют последующей экспериментальной проверки. Несмотря на широкое использование протеомных подходов и анализа ДНК, эти методы достаточно трудоемки, многостадийны, требуют большого количества реагентов и дорогостоящего оборудования.In practice, electrophoretic methods are used to study amino acid substitutions in peptides; sequencing of peptide molecules or analysis of DNA molecules encoding the studied peptides; proteomic methods associated with chromatography-mass spectrometry, and the prediction of amino acid substitutions by in silico methods. The disadvantage of electrophoretic analysis is the need for sufficiently large quantities of the test substance, in addition, using this method it is possible to identify only those amino acid substitutions that make a significant contribution to the change in the charge of the molecule or molecular weight of the peptide. The prediction of amino acid substitutions in peptides by in silico methods requires subsequent experimental verification. Despite the widespread use of proteomic approaches and DNA analysis, these methods are quite laborious, multi-stage, require a large number of reagents and expensive equipment.

Электрохимические методы анализа, отличающиеся своей чувствительностью, широким диапазоном определяемых концентраций, низкой себестоимостью оборудования и расходных материалов, скоростью и портативностью, представляются наиболее перспективными для создания нового подхода к идентификации пептидов и анализу аминокислотных замен в их молекулах. В настоящее время электрохимического способа идентификации пептидов и анализа аминокислотных замен в их молекулах не существует.Electrochemical methods of analysis, which are distinguished by their sensitivity, a wide range of detectable concentrations, low cost of equipment and supplies, speed and portability, seem to be the most promising for creating a new approach to the identification of peptides and the analysis of amino acid substitutions in their molecules. Currently, an electrochemical method for identifying peptides and analysis of amino acid substitutions in their molecules does not exist.

Идентификация молекул пептидов и выявление замен в их аминокислотных последовательностях могут быть осуществлены, используя электрохимическую активность аминокислотных остатков, входящих в их состав: тирозина, триптофана, цистеина, гистидина, метионина и цистина [6]. Реакции электрохимического окисления аминокислот могут быть выражены следующими схемами [6]:Identification of peptide molecules and identification of substitutions in their amino acid sequences can be carried out using the electrochemical activity of the amino acid residues that make up them: tyrosine, tryptophan, cysteine, histidine, methionine and cystine [6]. The reactions of electrochemical oxidation of amino acids can be expressed by the following schemes [6]:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Электрохимическая активность пептидов и белков за счет окисления аминокислотных остатков показана для ряда молекул, используя разные типы электродов их углеродных материалов [7-10]. Диапазоны потенциалов, при которых проходят реакции окисления аминокислотных остатков пептидов и белков описаны в литературе (Таблица 1) [7-11].The electrochemical activity of peptides and proteins due to the oxidation of amino acid residues is shown for a number of molecules using different types of electrodes of their carbon materials [7-10]. The ranges of potentials at which oxidation reactions of amino acid residues of peptides and proteins take place are described in the literature (Table 1) [7-11].

Figure 00000008
Figure 00000008

Так, окисление пептида Аβ через остаток Тир-10 при потенциале 0,6-0,7 В (отн. Ag/AgCl) используют для слежения за процессом его агрегации [7]. Ранее было показано, что электрохимический анализ сигнала окисления позволяет различить дикий тип и мутантные формы с одиночными аминокислотными заменами фермента ацетилхолинэстеразы [11]. Авторы работы [11] обращают внимание на то, что замены, приводящие к изменениям конформации белка, давали большие изменения электрохимического сигнала, чем другие замены. Наблюдаемые электрохимические эффекты в отношении ацетилхолинэстеразы также подтверждают предположение, что только аминокислоты, локализованные на поверхности белка, проявляют свои электроактивные свойства [12]. Однако, в отличие от молекул белков с относительно стабильной третичной структурой, пептиды достаточно подвижны в нейтральных рН, принимая конформацию случайного клубка.Thus, the oxidation of the Aβ peptide through the Tyr-10 residue at a potential of 0.6–0.7 V (rel. Ag / AgCl) is used to monitor the process of its aggregation [7]. It was previously shown that electrochemical analysis of the oxidation signal makes it possible to distinguish between the wild type and mutant forms with single amino acid substitutions of the enzyme acetylcholinesterase [11]. The authors of [11] draw attention to the fact that substitutions leading to changes in protein conformation gave larger changes in the electrochemical signal than other substitutions. The observed electrochemical effects with respect to acetylcholinesterase also confirm the assumption that only amino acids localized on the surface of the protein exhibit their electroactive properties [12]. However, unlike protein molecules with a relatively stable tertiary structure, peptides are quite mobile at neutral pH, taking the conformation of a random coil.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа электрохимической идентификации пептидов и выявления аминокислотных замен в их структуре. Метод основан на регистрации квадратно-волновых вольтамперограмм окисления пептидов в области 0-1,5 В.The present invention is to develop a method for the electrochemical identification of peptides and the identification of amino acid substitutions in their structure. The method is based on the registration of square-wave voltammograms of peptide oxidation in the region of 0-1.5 V.

Описываемый далее способ ранее никогда не использовался для идентификации пептидов и выявления аминокислотных замен в их структуре. Работы, опубликованные в данной области, в отличие от предлагаемого способа анализа, во-первых, направлены на изучение электрохимических свойств отдельных белков и пептидов в целом и, во-вторых, предлагают различные методы, основанные на регистрации только одного сигнала белка или пептида (в большинстве работ, сигнала окисления за счет остатков Тир). Предлагаемый способ состоит в расширении числа регистрируемых сигналов окисления пептида (белка) за счет нескольких аминокислотных остатков (всех проявляющих электрохимическую активность) и их комплексном анализе.The method described below was never previously used to identify peptides and identify amino acid substitutions in their structure. The works published in this field, in contrast to the proposed method of analysis, firstly, are aimed at studying the electrochemical properties of individual proteins and peptides in general and, secondly, they offer various methods based on recording only one signal of a protein or peptide (in most works, signal oxidation due to residues of tyr). The proposed method consists in expanding the number of recorded signals of the oxidation of the peptide (protein) due to several amino acid residues (all exhibiting electrochemical activity) and their complex analysis.

В соответствии с изобретением описывается способ идентификации пептидов и анализа аминокислотных замен в их структуре, заключающийся в том, что на печатный графитовый электрод наносят аликвоту (60-100 мкл) 50 мкМ раствора пептида в буферном растворе и регистрируют квадратно-волновую вольтамперограмму окисления в области от 0 до 1,5 В (отн. Ag/AgCl); измеряют потенциалы максимумов и высоты полученных сигналов окисления (пиков или волн); заносят результаты в таблицу и по различию в положении потенциалов максимумов сигналов окисления и их интенсивности, зная аминокислотные последовательности для группы исследуемых препаратов или имея базу данных, полученную ранее, проводят идентификацию пептидов. Путем сравнения результатов относительно контроля («нормального» пептида) констатируют аминокислотную замену или модификацию.In accordance with the invention, a method for identifying peptides and analyzing amino acid substitutions in their structure is described, which consists in applying an aliquot (60-100 μl) of a 50 μM peptide solution in a buffer solution to a printed graphite electrode and recording a square wave voltammogram of oxidation in the region from 0 to 1.5 V (rel. Ag / AgCl); measure the potentials of the maxima and heights of the received oxidation signals (peaks or waves); they enter the results into the table and, based on the difference in the position of the potentials of the maxima of the oxidation signals and their intensity, knowing the amino acid sequences for the group of studied drugs or having a database obtained earlier, the peptides are identified. By comparing the results relative to the control (“normal” peptide), an amino acid substitution or modification is detected.

ПРИМЕР 1. Методика регистрации электрохимического сигнала образца Аβ16EXAMPLE 1. Method for recording the electrochemical signal of Aβ16 sample

Поскольку синтетический пептид Аβ16, соответствующий участку 1-16 Аβ человека, содержит в своем составе два вида потенциально электрохимически активных аминокислотных остатка: Тир (Тир-10) и Гис (Гис-6, Гис-13 и Гис-14). Следовательно, на квадратно-волновой вольтамперограмме ожидается появление двух сигналов, соответствующих окислению остатков Тир и Гис.Since the synthetic Aβ16 peptide corresponding to region 1-16 of Aβ human contains two types of potentially electrochemically active amino acid residues: Tyr (Tyr-10) and His (His-6, His-13 and His-14). Therefore, two signals corresponding to the oxidation of Tyr and Gis residues are expected to appear on the square-wave voltammogram.

Исходный 2×10-4 М водный раствор пептида Аβ 16 или его мутатной формы (Таблица 1) перед измерениями разводят в два раза соответствующим фосфатным буферным раствором, для получения 200 мкл-образцы с концентрацией пептида 1×10-4 М в 1×10-2 фосфатном буфере с 5×10-2 M NaCl (рН 7,2). После чего из каждого образца отбирают по три аликвоты объемом 60 мкл и для каждой регистрируют квадратно-волновые вольтамперограммы при следующих параметрах:The initial 2 × 10 -4 M aqueous solution of Aβ 16 peptide or its mutate form (Table 1) is diluted twice with the appropriate phosphate buffer solution before measurements to obtain 200 μl samples with a concentration of 1 × 10 -4 M peptide in 1 × 10 -2 phosphate buffer with 5 × 10 -2 M NaCl (pH 7.2). After that, three aliquots of 60 μl were taken from each sample and square wave voltammograms were recorded for each with the following parameters:

Время инкубации: 10 с;Incubation time: 10 s;

Частота: 25 Гц;Frequency: 25 Hz;

Начальный потенциал: 0 В;Initial Potential: 0 V;

Конечный потенциал: 1,5 В;Final potential: 1.5 V;

Шаг потенциала: 0,005 В;Potential step: 0.005 V;

Амплитуда: 0,040 В.Amplitude: 0.040 V.

Для регистрации квадратно-волновых вольтамперограмм закрепляют печатный графитовый электрод в разъеме потенциостата в «горизонтальном режиме». С помощью автоматической пипетки ручного дозирования на поверхность печатного графитового электрода наносят 60 мкл образца пептида (или его мутантной формы) в буфере так, чтобы капля полностью закрыла рабочий, вспомогательный и электрод сравнения. Запускают процедуру измерения сигнала. Полученную вольтамперограмму сохраняют. Для каждого образца пептида проводят процедуру измерения вольтамперограммы окисления в трех технических повторах на трех печатных графитовых электродах. Один печатный графитовый электрод используют один раз для регистрации одной вольтамперограммы. Для каждого образца определяют потенциалы максимумов и высоты полученных пиков(волн)окисления.To register square-wave voltammograms, a printed graphite electrode is fixed in the potentiostat connector in the "horizontal mode". Using an automatic manual dosing pipette, 60 μl of a peptide sample (or its mutant form) are applied to the surface of a printed graphite electrode in a buffer so that the drop completely covers the working, auxiliary, and reference electrodes. Start the signal measurement procedure. Received voltammogram save. For each peptide sample, the oxidation voltammograms are measured in three technical repeats on three printed graphite electrodes. One printed graphite electrode is used once to record one voltammogram. For each sample, the potentials of the maxima and heights of the resulting oxidation peaks (waves) are determined.

В Таблице 2 приведены результаты, полученные для синтетического пептида Аβ 16, его мутантных форм Н6А-Н13А-Аβ16, D7H-Aβl6 и H6R-Aβ16, отличающихся числом остатков Гис; и кАβ16 - пептида, соответствующего участку 1-16 Аβ крысы, не имеющего в своей последовательности Тир. Согласно полученным результатам, вольтамперограммы окисления индивидуальны для каждого исследованного пептида с соответствующими значениями потенциалов максимумов и высот пиков окисления остатков Тир и Гис. По полученным вольтамперограммам можно идентифицировать каждый из тестируемых препаратов пептидов (Таблица 2). Препараты пептидов с аминокислотными заменами значимо отличаются от «нормального» варианта Аβ 16 (Таблица 2).Table 2 shows the results obtained for the synthetic peptide Aβ 16, its mutant forms H6A-H13A-Aβ16, D7H-Aβl6 and H6R-Aβ16, differing in the number of His residues; and kAβ16, a peptide corresponding to region 1-16 of Aβ rat that does not have a Tyr in its sequence. According to the results obtained, the voltammograms of oxidation are individual for each studied peptide with the corresponding values of the potentials of the maxima and heights of the oxidation peaks of Tyr and His residues. According to the obtained voltammograms, each of the tested peptide preparations can be identified (Table 2). Peptide preparations with amino acid substitutions significantly differ from the “normal” variant Aβ 16 (Table 2).

Figure 00000009
Figure 00000009

На приведенных ниже графиках представлены типичные квадратно-волновые вольтамперограммы окисления Аβ 16 в области от 0 до 1,5 В (Фиг. 1); Аβ 16, Н6А-Н13А-Аβ16 и кАβ16 в области потенциалов от 0,75 до 1,25 В (Фиг. 2) и от 0,2 до 0,9 В (Фиг. 3), полученные согласно разработанной методике анализа и демонстрирующие пики окисления пептидов за счет остатка Тир-10 (потенциал максимума пика около 0,6 В) и остатков Гис-6, Гис-13 и Гис-14 (потенциал максимума пика около 1,1 В). Концентрация пептидов составляет 1×10-4 М в фосфатном буфере, рН 7,2.The graphs below show typical square wave voltammograms of Aβ 16 oxidation in the region from 0 to 1.5 V (Fig. 1); Aβ 16, H6A-H13A-Aβ16 and kAβ16 in the potential range from 0.75 to 1.25 V (Fig. 2) and from 0.2 to 0.9 V (Fig. 3), obtained according to the developed analysis procedure and demonstrating peaks of peptide oxidation due to the Tyr-10 residue (peak maximum potential of about 0.6 V) and Gis-6, Gis-13 and Gis-14 residues (peak maximum potential of about 1.1 V). The concentration of peptides is 1 × 10 -4 M in phosphate buffer, pH 7.2.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

[1] Д. Нельсон, М. Кокс, Основы биохимии Ленинджера в 3-х томах, том 1, М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011, 694 с.[1] D. Nelson, M. Cox, Basics of Leninger biochemistry in 3 volumes, volume 1, M .: BINOM. Laboratory of Knowledge, 2011, 694 p.

[2] A. Puschmann, R. Bhidayasiri, W.J. Weiner, Synucleinopathies from bench to bedside, Parkinsonism Relat Disord, 2012, 18 (Suppl. 1), S24-S27.[2] A. Puschmann, R. Bhidayasiri, W.J. Weiner, Synucleinopathies from bench to bedside, Parkinsonism Relat Disord, 2012, 18 (Suppl. 1), S24-S27.

[3] Y. Wakutani, K. Watanabe, Y. Adachi, K. Wada-Isoe, K. Urakami, H. Ninomiya, Т.C. Saido, T. Hashimoto, T. Iwatsubo, K. Nakashima, Novel amyloid precursor protein gene missense mutation (D678N) in probable familial Alzheimer's disease, J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry, 75 (2004), 1039.[3] Y. Wakutani, K. Watanabe, Y. Adachi, K. Wada-Isoe, K. Urakami, H. Ninomiya, T.C. Saido, T. Hashimoto, T. Iwatsubo, K. Nakashima, Novel amyloid precursor protein gene missense mutation (D678N) in probable familial Alzheimer's disease, J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry, 75 (2004), 1039.

[4] W.T. Chen, C.J. Hong, Y.T. Lin, W.H. Chang, H.T. Huang, J.Y. Liao, Y.J. Chang, Y.F. Hsieh, C.Y. Cheng, H.C. Liu, Y.R. Chen, I.H. Cheng, Amyloid-beta (Abeta) D7H mutation increases oligomeric Abeta42 and alters properties of Abeta-zinc/copper assemblies, PLoS One, 7 (2012), e35807.[4] W.T. Chen, C.J. Hong, Y.T. Lin, W.H. Chang, H.T. Huang, J.Y. Liao, Y.J. Chang, Y.F. Hsieh, C.Y. Cheng, H.C. Liu, Y.R. Chen, I.H. Cheng, Amyloid-beta (Abeta) D7H mutation increases oligomeric Abeta42 and alters properties of Abeta-zinc / copper assemblies, PLoS One, 7 (2012), e35807.

[5] J.С.Janssen, J.A. Beck, T.A. Campbell, A. Dickinson, N.C. Fox, R.J. Harvey, H. Houlden, M.N. Rossor, J. Collinge, Early onset familial Alzheimer's disease: Mutation frequency in 31 families, Neurology, 60 (2003), 235.[5] J.C. Janssen, J.A. Beck, T.A. Campbell, A. Dickinson, N.C. Fox, R.J. Harvey, H. Houlden, M.N. Rossor, J. Collinge, Early onset familial Alzheimer's disease: Mutation frequency in 31 families, Neurology, 60 (2003), 235.

[6] E.V. Suprun, V.V. Shumyantseva, A.I. Archakov, Protein Electrochemistry: Application in Medicine. A Review, Electrochim. Acta, 140 (2014), 72.[6] E.V. Suprun, V.V. Shumyantseva, A.I. Archakov, Protein Electrochemistry: Application in Medicine. A Review, Electrochim. Acta, 140 (2014), 72.

[7] M. Vestergaard, K. Kerman, M. Saito, N. Nagatani, Y. Takamura, E. Tamiya, A Rapid Label-Free Electrochemical Detection and Kinetic Study of Alzheimer's Amyloid Beta Aggregation, J. Am. Chem. Soc. 127 (2005), 11892-11893.[7] M. Vestergaard, K. Kerman, M. Saito, N. Nagatani, Y. Takamura, E. Tamiya, A Rapid Label-Free Electrochemical Detection and Kinetic Study of Alzheimer's Amyloid Beta Aggregation, J. Am. Chem. Soc. 127 (2005), 11892-11893.

[8] M. Chiku, J. Nakamura, A. Fujishima, Y. Einaga, Conformational change detection in nonmetal proteins by direct electrochemical oxidation using diamond electrodes, Anal. Chem. 80 (2008), 5783-5787.[8] M. Chiku, J. Nakamura, A. Fujishima, Y. Einaga, Conformational change detection in nonmetal proteins by direct electrochemical oxidation using diamond electrodes, Anal. Chem. 80 (2008), 5783-5787.

[9] T.A. Enache, A.M. Oliveira-Brett, Peptide methionine sulfoxide reductase A (MsrA): direct electrochemical oxidation on carbon electrodes, Bioelectrochemistry, 89 (2013), 11-18.[9] T.A. Enache, A.M. Oliveira-Brett, Peptide methionine sulfoxide reductase A (MsrA): direct electrochemical oxidation on carbon electrodes, Bioelectrochemistry, 89 (2013), 11-18.

[10] B.D. Topal, S.A. Ozkan, B. Uslu, Direct electrochemistry of native and denatured alpha-2-macroglobulin by solid electrodes, J. Electroanal. Chem. 719 (2014), 14-18.[10] B.D. Topal, S.A. Ozkan, B. Uslu, Direct electrochemistry of native and denatured alpha-2-macroglobulin by solid electrodes, J. Electroanal. Chem. 719 (2014), 14-18.

[11] M. Somji, V. Dounin, S. B. Muench, H. Schuize, Т. T. Bachmann, K. Kerman, Electroanalysis of amino acid substitutions in bioengineered acetylcholinesterase, Bioelectrochemistry, 88 (2012) 110.[11] M. Somji, V. Dounin, S. B. Muench, H. Schuize, T. T. Bachmann, K. Kerman, Electroanalysis of amino acid substitutions in bioengineered acetylcholinesterase, Bioelectrochemistry, 88 (2012) 110.

[12] E.V. Suprun, M.S. Zharkova, G.E. Morozevich, A.V. Veselovsky, V.V. Shumyantseva, A.I. Archakov, Analysis of Redox Activity of Proteins on the Carbon Screen Printed Electrodes, Electroanalysis, 25 (2013), 2109-2116.[12] E.V. Suprun, M.S. Zharkova, G.E. Morozevich, A.V. Veselovsky, V.V. Shumyantseva, A.I. Archakov, Analysis of Redox Activity of Proteins on the Carbon Screen Printed Electrodes, Electroanalysis, 25 (2013), 2109-2116.

Claims (2)

1. Способ идентификации пептидов и анализа аминокислотных замен в их структуре, заключающийся в том, что на печатный графитовый электрод наносят аликвоту 60-100 мкл 50 мкМ раствора пептида в буферном растворе и регистрируют квадратно-волновую вольтамперограмму окисления в области от 0 до 1,5 В (отн. Ag/AgCl); измеряют потенциалы максимумов и высоты полученных сигналов окисления аминокислотных остатков - пиков или волн; фиксируют результаты и по различию в положении потенциалов максимумов сигналов окисления и их интенсивности, зная аминокислотные последовательности для группы исследуемых пептидов или имея базу данных, полученную ранее, проводят идентификацию пептидов.1. A method for identifying peptides and analyzing amino acid substitutions in their structure, which consists in applying an aliquot of 60-100 μl of a 50 μM peptide solution in a buffer solution to a printed graphite electrode and recording a square-wave oxidation voltammogram in the range from 0 to 1.5 B (rel. Ag / AgCl); measure the potentials of the maxima and heights of the obtained oxidation signals of amino acid residues - peaks or waves; record the results and, based on the difference in the position of the potentials of the maxima of the oxidation signals and their intensity, knowing the amino acid sequences for the group of studied peptides or having a database obtained earlier, identify the peptides. 2. Способ по п. 1, где путем сравнения результатов относительно контроля («нормального» пептида) констатируют аминокислотную замену.2. The method according to p. 1, where by comparing the results relative to the control ("normal" peptide) ascertain the amino acid substitution.
RU2016109489A 2016-03-17 2016-03-17 Electrochemical method of detecting amino acid substitutions and identifying peptides RU2633078C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016109489A RU2633078C2 (en) 2016-03-17 2016-03-17 Electrochemical method of detecting amino acid substitutions and identifying peptides

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016109489A RU2633078C2 (en) 2016-03-17 2016-03-17 Electrochemical method of detecting amino acid substitutions and identifying peptides

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016109489A RU2016109489A (en) 2017-09-19
RU2633078C2 true RU2633078C2 (en) 2017-10-11

Family

ID=59893461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016109489A RU2633078C2 (en) 2016-03-17 2016-03-17 Electrochemical method of detecting amino acid substitutions and identifying peptides

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2633078C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5288613A (en) * 1988-02-17 1994-02-22 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The National Research Council Of Canada Enzyme-based biosensor system for monitoring the freshness of fish
US20110122546A1 (en) * 2009-11-26 2011-05-26 Nec Tokin Corporation Conductive polymer suspension and method for producing the same, conductive polymer material, electrolytic capacitor, and solid electrolytic capacitor and method for producing the same
RU2425382C1 (en) * 2009-12-02 2011-07-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Образования И Науки Российской Федерации Method of blood plasma proximate analysis for cardiomyoglobin by means of electrochemical immunosensor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5288613A (en) * 1988-02-17 1994-02-22 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The National Research Council Of Canada Enzyme-based biosensor system for monitoring the freshness of fish
US20110122546A1 (en) * 2009-11-26 2011-05-26 Nec Tokin Corporation Conductive polymer suspension and method for producing the same, conductive polymer material, electrolytic capacitor, and solid electrolytic capacitor and method for producing the same
RU2425382C1 (en) * 2009-12-02 2011-07-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Образования И Науки Российской Федерации Method of blood plasma proximate analysis for cardiomyoglobin by means of electrochemical immunosensor

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RADKO S.P. et al.Physico-Chemical Methods for Studying Amyloid-β Aggregation. Biochemistry, Supplement Series B: Biomedical Chemistry, 2015, v. 9, no. 3, p. 258-274. *
SUPRUN EV et al. Analysis of Redox Activity of Proteins on the Carbon Screen Printed Electrodes. Electroanalysis, 2013, v. 25, no.9, p. 2109-2116. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016109489A (en) 2017-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Oliveira et al. 2DE: the phoenix of proteomics
Kettenbach et al. Rapid and reproducible single-stage phosphopeptide enrichment of complex peptide mixtures: application to general and phosphotyrosine-specific phosphoproteomics experiments
Liu et al. Electrochemical microfluidic chip based on molecular imprinting technique applied for therapeutic drug monitoring
Righetti et al. Quantitative proteomics: a review of different methodologies
Shen et al. Proteomics based on high‐efficiency capillary separations
Haynes et al. Proteome analysis: biological assay or data archive?
Ostatná et al. Native and denatured forms of proteins can be discriminated at edge plane carbon electrodes
Oberemm et al. How can toxicogenomics inform risk assessment?
Lapainis et al. Contributions of capillary electrophoresis to neuroscience
Powell et al. Recent advances in the application of capillary electrophoresis to neuroscience
Garza et al. Analysis of complex protein mixtures with improved sequence coverage using (CE− MS/MS) n
De Lannoy et al. Evaluation of FRET X for single-molecule protein fingerprinting
Wang et al. Qualitative and quantitative analysis of enantiomers by mass spectrometry: Application of a simple chiral chloride probe via rapid in-situ reaction
Williams et al. Automated postprocessing of electrospray LC/MS data for profiling protein expression in bacteria
Antberg et al. Critical comparison of multidimensional separation methods for increasing protein expression coverage
Krisp et al. Multidimensional protein identification technology-selected reaction monitoring improving detection and quantification for protein biomarker studies
Paleček et al. Potential-dependent surface denaturation of BSA in acid media
Wang et al. Integrated capillary isoelectric focusing/nano-reversed phase liquid chromatography coupled with ESI− MS for characterization of intact yeast proteins
Bowser et al. Enhanced multiplexing technology for proteomics
RU2633078C2 (en) Electrochemical method of detecting amino acid substitutions and identifying peptides
Grochocki et al. Different detection and stacking techniques in capillary electrophoresis for metabolomics
Mirza et al. 18O labeling over a coffee break: a rapid strategy for quantitative proteomics
Ghimire et al. Selective Detection and Characterization of Small Cysteine-Containing Peptides with Cluster-Modified Nanopore Sensing
Lopez-Ferrer et al. Evaluation of a high-intensity focused ultrasound-immobilized trypsin digestion and 18O-labeling method for quantitative proteomics
Wei et al. Narrowing Signal Distribution by Adamantane Derivatization for Amino Acid Identification Using an α-Hemolysin Nanopore