Magnus Ehingers undervisning

Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete m.m.

Övning i masspektrometri

Inledning

En modern masspektrometer. En modern masspektrometer. Det finns flera olika metoder för att ta reda på ett proteins aminosyrasekvens. Ett sätt är att gå via DNA-molekylens kvävebassekvens, och ett annat är att använda Edman-degradation. Den här övningen handlar dock om masspektrometri. Tanken är att du ska få en uppfattning om hur själva analysen av proteiner går till när man undersöker dem med masspektrometri.

Ett masspektrum ger kvoten mellan en jons massa och dess laddning. Med hjälp av spektrumet kan jonens molekylmassa räknas ut. Eftersom man känner till alla aminosyrornas molekylmassa, kan man sluta sig till vilken massa som motsvarar vilken aminosyra och hur de sitter ihop. Hur detta går till illustreras i denna övning.

För att kunna tolka ett masspektrum krävs det lite kreativt pusslande och tänkande – ungefär som för att lösa en gåta eller tankenöt. I den här övningen gör du, när du identifierar orden som har sönderdelats, ungefär vad man gör för att kunna tolka ett proteins masspektrum.

Tid för detta

övningen tar ett laborationstillfälle i anspråk.

Material

Varje grupp behöver:

  • En uppsättning pusselbitar till tankenöt 1 (laddas ner härifrån; inloggning krävs)

Gör såhär

 

Annons

 

Tankenöt 1

Använd pusselbitarna som din lärare tillhandahåller. Ett ord har klippts upp i alla en-, två- och trebokstavsfragment som är möjliga. Varje fragment har skrivits på en lapp, och intilliggande bokstäver motsvarar bundna atomer.

Blanda högen med texten nedåt. Vänd på den översta lappen och titta på fragmentet som är skrivet på lappen. Fortsätt vända på lappar tills du listat ut vilket ord det är som har klippts upp i småbitar. Kom ihåg att samma bokstav kan finnas på flera olika ställen i ordet!

Tankenöt 1 är ganska lätt att lösa, eftersom varje bokstav direkt avslöjar sin "identitet" – du ser ju bums att det är ett "K", och det blir lätt att passa in den bokstaven i ett ord.

När man bara har siffror att tillgå, som i ett masspektrum, blir det genast svårare. Siffrorna avslöjar nämligen inte omedelbart vilken aminosyra det rör sig om. Dessutom sitter ju aminosyrorna i vilken ordning som helst, eftersom de inte bildar ett vanligt ord. För att visa hur man gör för att analysera ett masspektrum av ett protein, har vi här gett varje bokstav i alfabetet en "molekylmassa" som motsvarar de första 29 primtalen.

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z Å Ä Ö
1 2 3 5 7 11 13 17 19 23 29 31 37 41 43 47 53 59 61 67 71 73 79 83 89 97 101 103 107

Låt oss säga att du i ett masspektrum fått ut molekylmassorna 1, 2, 3, 31, 32 och 34. Molekylmassan 1 måste naturligtvis motsvaras av "A". Molekylmassan 2 kan motsvaras av "B", men också av"A-A". Molekylmassan 3 kan motsvaras av "B-A", men också av "A-A-A". Molekylmassan 31 kan motsvaras av "L", men också B och A i olika kombinationer.

Om molekylmassan 31 hade varit en kombination av A och B, hade du sett flera fragment i masspektrumet. Fragmentet A-B-A skulle t.ex. ge molekylmassan 4 - men den molekylmassan är ju inte alls med i masspektrumet ovan! Därför måste molekylmassan 31 motsvaras av "L". Det innebär att du kan sluta dig till att siffran 32 måste motsvaras av "A-L". Du kan också se att se att siffran 3 motsvaras av "B-A" och hela proteinet av siffran 34 – "B-A-L".

Nu är din uppgift att med hjälp av tabellen ta reda på vilka ord som döljer sig bakom "molekylmassorna i tankenöt 2-4 nedan. De innehåller var och en samtliga möjliga fragment för ett ord, inklusive hela ordet – men du får bara "molekylmassorna" för varje fragment i nummerordning.

Tankenöt 2

29, 31, 71, 100, 102, 131

Tankenöt 3

59, 61, 67,107, 126, 128, 166, 187, 233, 294

Tankenöt 4 (försök med denna om ni kan!) evil

7, 29,31, 36, 37, 38, 43, 67, 74, 80, 81, 89, 110, 111, 118, 120, 125, 147, 149, 156, 187, 199, 230, 236, 267

Frågor att besvara

  1. Vilket är det eftersökta ordet i tankenöt 1? Tankenöt 2? Tankenöt 3? Klarar du tankenöt 4 – "benknäckaren"?
  2. Bokstäverna som bildar svaret till tankenöt 3 kan bilda fyra olika ord. Vilka ord är detta? Är varje ords uppsättning av fragmentmassor unik? Varför/varför inte?
  3. Orden PAR och RAP betyder olika saker. Får orden samma fragmentmassor? Varför spelar detta ingen roll i ett riktigt masspektrum för en molekyl som består av tre olika atomer?
  4. Om kryptongas, Kr(g), analyseras i en masspektrometer, erhålls olika massor i masspektrumet. Vad beror detta på?

Riskanalys

Laborationen är inte riskfylld.

 

   
[Ingen än…]