FTICR‑MS로 분자 매듭 구분: 라소 펩타이드 MccJ25와 Capistruin의 구조 분석

초록

본 연구는 FT‑ICR 질량분석기와 CID, SORI‑CID, IRMPD, ECD 등 다양한 가스‑상 파편화 기법을 이용해 클래스 II 라소 펩타이드인 MccJ25와 Capistruin, 그리고 그들의 비라소 이성질체를 비교 분석하였다. MccJ25는 CID와 ECD에서 두‑펩타이드 이온으로 라소 구조를 명확히 구분할 수 있었으며, Capistruin은 ECD에서만 수소 이동 차이를 통해 라소와 비라소 형태를 구별할 수 있었다.

상세 분석

이 논문은 라소 펩타이드라는 특수한 매듭 구조를 질량분석으로 구분하는 방법론을 제시한다. 먼저 MccJ25와 Capistruin, 그리고 합성된 비라소 이성질체(MccJ25‑lcm, Capistruin‑lcm)를 ESI‑FT‑ICR‑MS에 주입하고, CID와 SORI‑CID, IRMPD, ECD 네 가지 파편화 방식을 적용하였다. MccJ25의 3+ 전하 상태에서 SORI‑CID는 (b₁₆)(y₄)·(b₁₅)(y₄)와 같은 두‑펩타이드 복합 이온을 고농도로 생성했으며, 이는 C‑말단 꼬리(SFYG)가 매크로라크탐 링 안에 끼어 있는 라소 구조의 직접적인 증거이다. 반면 비라소 이성질체에서는 이러한 복합 이온이 전혀 나타나지 않고, 주로 b‑시리즈와 y‑시리즈가 물·이산화탄소 손실과 함께 관찰되었다. IRMPD는 전구 이온과 생성된 파편 모두를 동시에 활성화시켜 연속적인 중성 손실을 유도, 라소와 비라소 모두에서 꼬리 영역의 b‑이온이 강화되는 경향을 보였다. Capistruin은 루프가 짧아 CID와 IRMPD에서 두‑펩타이드 이온이 형성되지 않아 구분이 어려웠다. 그러나 ECD에서는 전하가 캡처된 후 c/z· 이온이 형성되면서, 라소 형태에서는 c·/z 라인에서 수소 이동이 제한되고, 비라소 형태에서는 c·/z· 사이의 수소 이동이 증가하는 차이가 관찰되었다. 특히 MccJ25와 MccJ25‑lcm의 3+ 이온에서 발견된 radical b‑type 이온(εb₀In) 은 고리와 꼬리에서 동시에 c/z·와 y/b 파편화가 일어나며, 사이클릭‑브랜치 펩타이드 특유의 파편임을 제시한다. 이러한 결과는 ECD가 비공명적 전자 포획에 의해 구조적 비공유 상호작용을 보존하면서도, 수소 이동 메커니즘을 통해 라소와 비라소를 구분할 수 있는 강력한 도구임을 입증한다. 또한 기본 아미노산(예: R, K)의 존재가 모바일 프로톤 모델에 따라 파편화 효율과 경로를 크게 좌우한다는 점을 강조한다.