Gas-phase hydrogen/deuterium exchange measured by mass spectrometry in a millisecond timeframe after ESI (gas-phase HDX-MS) is a fast and sensitive, yet unharnessed method to analyze the primary- and higher-order structure, intramolecular and intermolecular interactions, surface properties, and charge location of peptides and proteins. During a gas-phase HDX-MS experiment, heteroatom-bound non-amide hydrogens are made to exchange with deuterium during a millisecond timespan after electrospray ionization (ESI) by reaction with the highly basic reagent ND3, enabling conformational analysis of protein states that are pertinent to the native solution-phase. Here, we describe two different instrumental approaches to enable gas-phase HDX-MS for analysis of peptides and proteins on high-resolution Q-TOF mass spectrometers. We include a description of the procedure and equipment required for successful installation as well as suggested procedures for testing, validation, and troubleshooting of a gas-phase HDX-MS setup. In the two described approaches, gas-phase HDX-MS are performed either immediately after ESI in the cone exit region by leading N2-gas over a deuterated ND3/D2O solution, or by leading purified ND3-gas into different traveling wave ion guides (TWIG) of the mass spectrometer. We envision that a detailed description of the two gas-phase HDX-MS setups and their practical implementation and validation can pave the way for gas-phase HDX-MS to become a more routinely used MS technique for structural analysis of peptides and proteins.

中文翻译：

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用于肽和蛋白质气相 HDX-MS 分析的两种仪器设置的安装、验证和应用示例

在 ESI（气相 HDX-MS）后的毫秒时间范围内通过质谱法测量的气相氢/氘交换是一种快速、灵敏但未利用的方法来分析初级和高级结构、分子内和分子间相互作用，表面特性，以及肽和蛋白质的电荷位置。在气相 HDX-MS 实验中，通过与强碱性试剂 ND3 反应，使杂原子结合的非酰胺氢在电喷雾电离 (ESI) 后的毫秒时间内与氘交换，从而能够对蛋白质状态进行构象分析。与原生溶液相有关。在这里，我们描述了两种不同的仪器方法，使气相 HDX-MS 能够在高分辨率 Q-TOF 质谱仪上分析肽和蛋白质。我们包括成功安装所需的程序和设备的描述，以及用于测试、验证和故障排除气相 HDX-MS 设置的建议程序。在所描述的两种方法中，气相 HDX-MS 要么在 ESI 之后立即在锥体出口区域通过将 N2 气体引导到氘化 ND3/D2O 溶液上来进行，要么通过将纯化的 ND3 气体引导到不同的行波离子导向器中（ TWIG) 的质谱仪。我们设想对两种气相 HDX-MS 设置及其实际实施和验证的详细描述可以为气相 HDX-MS 成为一种更常用的用于肽和蛋白质结构分析的 MS 技术铺平道路。以及气相 HDX-MS 设置的故障排除。在所描述的两种方法中，气相 HDX-MS 要么在 ESI 之后立即在锥体出口区域通过将 N2 气体引导到氘化 ND3/D2O 溶液上来进行，要么通过将纯化的 ND3 气体引导到不同的行波离子导向器中（ TWIG) 的质谱仪。我们设想对两种气相 HDX-MS 设置及其实际实施和验证的详细描述可以为气相 HDX-MS 成为一种更常用的用于肽和蛋白质结构分析的 MS 技术铺平道路。以及气相 HDX-MS 设置的故障排除。在所描述的两种方法中，气相 HDX-MS 要么在 ESI 后立即在锥体出口区域通过将 N2 气体引导到氘代 ND3/D2O 溶液上来进行，要么通过将纯化的 ND3 气体引导到不同的行波离子导向器中（ TWIG) 的质谱仪。我们设想对两种气相 HDX-MS 设置及其实际实施和验证的详细描述可以为气相 HDX-MS 成为一种更常用的用于肽和蛋白质结构分析的 MS 技术铺平道路。或通过将纯化的 ND3 气体引入质谱仪的不同行波离子导向器 (TWIG)。我们设想对两种气相 HDX-MS 设置及其实际实施和验证的详细描述可以为气相 HDX-MS 成为一种更常用的用于肽和蛋白质结构分析的 MS 技术铺平道路。或通过将纯化的 ND3 气体引入质谱仪的不同行波离子导向器 (TWIG)。我们设想对两种气相 HDX-MS 设置及其实际实施和验证的详细描述可以为气相 HDX-MS 成为一种更常用的用于肽和蛋白质结构分析的 MS 技术铺平道路。