Dokument: Test nicht kommerzieller Fragmentierungsmethoden an organischen Molekülen und Oligopeptiden

Titel:	Test nicht kommerzieller Fragmentierungsmethoden an organischen Molekülen und Oligopeptiden
Weiterer Titel:	Test of non-commercial fragmentation methods on organic molecules and oligopeptides
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=53458
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20200615-105907-4
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Dipl. Chem. Wolters, Andreas [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 6,33 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 15.06.2020 / geändert 15.06.2020
Beitragende:	Prof. Dr. Weinkauf, Rainer [Gutachter] Prof. Dr. Schmitt, Michael [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibungen:	In der vorliegenden Arbeit werden spezielle Methoden zur Fragmentierung von Peptiden in einem Massenspektrometer genutzt, um dem Ziel einer vollständigen Sequenzanalyse von Peptiden näher zu kommen. Bisherige Experimente zu diesem Thema verwendeten meist kommerzielle Methoden wie die Stoßfragmentierung oder auch die etwas seltenere Photofragmentierung mit einer Laseranregungs-Wellenlänge von 193 nm. Letztere Methode erzeugt typischerweise Massenspektren, die eine breite Lücke zwischen Mutterion und den Fragmenten aufweisen, d.h. es treten nicht alle Fragmentionen auf, die für eine Seuqnezanalyse nötig sind. Ein erstes Ziel dieser Arbeit war es diese Lücke zu schließen. Resultierend aus der RRKM-Theorie und Überlegungen zum Energieeintrag in das Peptid wurde vermutet dass primäre Fragmente genügend interne Energie haben, um einen sekundären Zerfall durchzuführen. Um den meist langsamen zweiten Zerfalls-Prozess zu stoppen, wurde eine Methode entwickelt, um die nach der Anregung vorhandene überschüssige interne Energie schnell abzuführen. Dazu wurden in einer Ionenfalle Peptide gefangen, mit einem Laser angeregt und mit einem Helium-Gaspuls gekühlt, um die nach einer schnellen ersten Fragmentierung sonst auftretende sekundäre Fragmentierung zu verhindern. Ein zweites Ziel war es die charge transfer dissociation (CTD), wie sie bei der Wechselwirkung von Peptiden mit Projektilionen auftreten kann, zu untersuchen. Diese ungewöhnliche Methode nutzt schnelle Kationen (Projektilionen) mit hoher Ionisierungsenergie, um eine Fragmentation in den protonierten und deprotonierten Peptiden einzuleiten. Das Interessante an der CTD-Metohde ist die Veränderung der Ladungszahl der protonierten/ deprotonierten Peptide und der damit einhergehenden erzeugten Radikalstelle im Peptid. Durch die Anwesenheit dieser Radikalstelle, die quasi eine Sollbruchstelle ist, erhofft man sich ein neues Fragmentierungsmuster von den Peptiden zu erhalten. In Anbetracht der Erzeugung eines Elektronenlochs an schon protonierten Systemen mittels CTD, ergibt sich die Problematik der Coulomb Abstoßung. Die Abstoßung gleicher Ladungen führt zur Frage an welcher Stelle im Molekül der Ladungstransfer stattfindet bzw. stattfinden kann. So wurden zum besseren Verständnis der CT-Prozesse an neutralen Peptidbereichen, die schnellen Kationen auch auf neutrale Moleküle angewendet. Neben der Fragmentierung hatten die schnellen Kationen nun auch die Aufgabe der Ionisation der Moleküle zu leisten, damit sie detektierbar werden. Durch Variation der Projektilionen wurde versucht Resonanzeffekte zwischen Projektil und Probe sichtbar zu machen und somit Rückschlüsse auch auf einen Fragmentatiosnmechanismus in Peptiden geben zu können. In the present thesis unusal methods are used for the fragmentation of peptides in a massspectrometer in order to comes closer to the goal of a complete sequenz analysis of peptides. Previous experiments on this topic mostly used commercial methods such as fragmentation by He-collisions or the somewhat rarer photofragmentation with a laser excitation wavelength of 193 nm. The latter method generates mass spectra that typically show a broad gap between the parent ion and the haviest fragments, i.e. not all fragment ions appear in the mass spectrum which are necessary for a sequenz analysis. A first goal of this thesis was to close the gap in the fragmention massspectra. An analysis of the RRKM theory and the energy put into the peptides, indicated that often primary fragments have enough internal energy to undergo a secondary decay. To stop the slow secondary decay processes, a method was developed to remove the excess internal energy. For this purpose peptides were trapped in an ion trap, excited with a laser and cooled with a helium gas pulse to prevent secondary fragmentation. A second goal was to study the charge transfer dissociation (CTD) as it can occur in the interaction of peptides with projectile ions. This unusual method uses fast cations (projectile ions) to initiate fragmentation in protonated and deprotonated peptides. The interesting thing about the CTD-methode is the change in the charge number of the protonated / deprotonated peptides and the introduction of a radical site in the peptide. The hope is that the presence of this radical site enhances fragmentation and will lead to a new fragmentation pattern of the peptides. The generation of an electron hole on already protonated systems by CTD leads to the problem of Coulomb repulsion. This repulsion between charges leads to the question at which point in the molecule the charge transfer takes place or can take place. In order to better understand the CT processes at neutral peptide regions, the fast cations were also applied to neutral molecules. In addition to fragmentation, the fast cations now also have the task of ionizing the molecules so that they become detectable. By varying the type of projectile ions, resonance effects between projectile and probe were intanded to be made visible and thus conclusions could be derived for the fragmentation mechanism in peptides.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie » Physikalische Chemie und Elektrochemie
Dokument erstellt am:	15.06.2020
Dateien geändert am:	15.06.2020
Promotionsantrag am:	18.02.2020
Datum der Promotion:	27.05.2020