Electrochemical oxidation and cleavage of peptides in bioanalysis: mechanistic aspects & method development

De combinatie van elektrochemie met massaspectrometrie (EC-MS) is een vrij recente techniek waarmee modificatie en identificatie van moleculen middels een geintegreerde analytische benadering mogelijk is. Electrochemie maakt snelle productvorming mogelijk onder milde, reagentia-loze condities en massaspectrometrie kan direct worden gekoppeld aan een elektrochemische cel waardoor gevoelige detectie en gedetaileerde structuurinformatie van reactieve en onstabiele stoffen met temporele resolutie kan worden verkregen. Dit proefschrift richt zich op het gebruik van EC-MS voor het bestuderen van elektrochemische oxidatie en splitsing van peptides en eiwitten. Er is aangetoond dat met EC splitsing aan de C-terminale zijde van tyrosine (Tyr) en tryptofaan (Trp) in peptides en eiwitten kan plaatsvinden. Elektrochemische oxidatie van peptides en de daaropvolgende chemische reacties zijn onderzocht en dit leverde gedetailleerde informatie en diepgaander inzicht op over de oxidatie- en splitsingsproducten. We rapporteren daarnaast een chemische labelingsstrategie voor het labelen van splitsingsproducten, gegenereerd na elektrochemische oxidatie van Tyr- en Trp-bevattende tripeptiden. Deze methode opent mogelijkheden voor de ontwikkeling van nieuwe strategieen om gesplitste peptiden specifiek aan te tonen in potentieel complexe mengsels van oxidatieproducten, hetgeen op dit moment een enorme uitdaging is bij elektrochemische eiwitsplitsing. Boron-doped diamond (BDD), een veelbelovend elektrodemateriaal wat betreft adsorptieeigenschappen, is tenslotte geevalueerd en vergeleken met de traditionele glassy carbon (GC) elektroden. Directe elektrochemische oxidatie van een set model peptiden lieten lagere adsorptie en verbeterde prestaties zien voor oxidatie- en splitsingsopbrengsten, in vergelijking met GC elektroden.