La preuve d’identité sur un certificat d’analyse est une mesure de masse. Comment lire une séquence peptidique explique comment calculer la masse théorique à partir de la séquence. Cet article commence là où celui-ci s’arrête : au spectre lui-même.
Ce que signifie l’axe des x
Un spectromètre de masse ne mesure pas la masse, mais le rapport entre la masse et la charge : m/z. C’est pourquoi l’axe des x indique m/z et non des daltons. Pour une particule portant une seule charge, les deux sont presque identiques ; pour une particule portant trois charges, ils diffèrent d’un facteur trois. Chaque pic pose donc deux questions : quelle masse, et quelle charge ?
Deux façons d’ioniser
Une molécule doit d’abord acquérir une charge et passer en phase gazeuse sans se décomposer. Pour les grandes biomolécules, ce fut longtemps l’obstacle. En 2002, la moitié du prix Nobel de chimie a été attribuée à John B. Fenn et Koichi Tanaka « for their development of soft desorption ionisation methods for mass spectrometric analyses of biological macromolecules » ; l’autre moitié a été attribuée à Kurt Wüthrich pour des travaux de résonance magnétique nucléaire. Fenn travaillait avec l’ionisation par électronébulisation (ESI), dans laquelle une solution est pulvérisée dans un champ électrique ; Tanaka a montré que la désorption laser fonctionne également, l’approche utilisée en MALDI.
Celle des deux qu’indique un certificat détermine l’aspect du spectre. Avec l’électronébulisation, un peptide fixe un ou plusieurs protons et l’on voit généralement une série de pics provenant de la même molécule.
Échelles de charges
Un peptide protoné s’écrit [M+zH]z+ : la masse neutre M plus z protons, répartis sur z charges. PubChem donne au proton (le cation hydrogène) une masse monoisotopique de 1,00783. Avec cette valeur, vous pouvez calculer le m/z de chaque état de charge. Prenons BPC-157, dont la masse monoisotopique est de 1418,704 selon PubChem :
| Ion | Calcul | m/z |
|---|---|---|
| [M+H]+ | (1418,704 + 1,008) / 1 | 1419,71 |
| [M+2H]2+ | (1418,704 + 2 × 1,008) / 2 | 710,36 |
| [M+3H]3+ | (1418,704 + 3 × 1,008) / 3 | 473,91 |
Le calcul fonctionne tout aussi bien en sens inverse : d’un pic à m/z 710,36 de charge 2, il découle que M = 2 × 710,36 – 2 × 1,008 = 1418,70. Remonter du m/z à la masse neutre s’appelle la déconvolution. Un logiciel s’en charge, mais deux pics et une calculatrice y mènent aussi.
Monoisotopique ou moyenne
PubChem donne deux masses par composé. Pour BPC-157, ce sont 1418,70 en masse monoisotopique et 1419,5 en masse moyenne. La masse monoisotopique est celle de la molécule dont chaque atome est l’isotope le plus courant ; la masse moyenne tient compte de la distribution naturelle de tous les isotopes et est donc légèrement plus élevée.
Celle des deux qu’indique un certificat doit y être précisée. Une différence de près d’une unité n’est pas une erreur d’arrondi pour un petit peptide, et pour une longue chaîne l’écart augmente. Comparez donc toujours des valeurs de même nature.
Profil isotopique
À une résolution suffisante, un pic de peptide n’est pas une ligne mais un petit groupe. En effet, une partie des molécules contient un isotope plus lourd, surtout le carbone 13. Chaque isotope supplémentaire rend la molécule plus lourde d’environ une unité de masse, et sur l’axe m/z cette unité est divisée par la charge. L’espacement entre les pics du groupe est donc d’environ 1 à la charge 1, d’environ 0,5 à la charge 2 et d’environ 0,33 à la charge 3. Vous pouvez ainsi lire la charge directement sur le profil.
Pics qui n’appartiennent pas au peptide
Tout pic n’est pas une impureté. Un peptide peut aussi fixer un ion sodium ou potassium au lieu d’un proton. Avec les valeurs de PubChem, le décalage peut être nommé exactement. Pour BPC-157 :
- [M+Na]+ à m/z 1441,69. Le sodium pèse 22,990, soit 21,98 de plus que le proton.
- [M+K]+ à m/z 1457,67. Le potassium pèse 38,964, soit 37,96 de plus que le proton.
D’autres décalages indiquent une modification chimique du peptide lui-même. Manning et ses collègues (Pharmaceutical Research, 2010) décrivent les réactions qui en sont à l’origine :
- Oxydation : un atome d’oxygène supplémentaire. PubChem donne pour l’atome d’oxygène 15,995, soit environ +16 par chaîne latérale oxydée.
- Désamidation : un groupe amide (NH2) devient un groupe acide (OH). Cette différence correspond exactement à la différence entre l’eau (18,0106) et l’ammoniac (17,0265) dans PubChem : +0,98, en pratique environ +1.
- Perte d’eau : -18,01, la masse d’une molécule d’eau selon PubChem.
- Un acide aminé manquant : un décalage vers le bas de la masse de ce résidu, qui est la masse de l’acide aminé libre moins une molécule d’eau. Pour la proline, PubChem donne 115,063 ; moins 18,011, cela fait 97,05.
L’origine de ces sous-produits pendant la synthèse est exposée dans How are peptides made? ; la manière d’éviter leur formation pendant le stockage figure dans Storing peptides in the lab.
Deux exemples tirés de la pratique
Un nom, deux composés. Dans ce catalogue, TB-500 est le fragment Ac-LKKTETQ, d’une masse moléculaire de 889,0 selon PubChem. La protéine complète thymosine bêta-4 a une masse d’environ 4963 dans PubChem. Une mesure de masse établit donc immédiatement lequel des deux se trouve dans le flacon, même lorsque l’étiquette utilise le même nom.
Avec ou sans DAC. CJC-1295 existe sous deux formes : avec DAC, d’une masse moléculaire de 3647,2, et sans DAC, de 3367,9. Une différence de près de 280 ne peut pas passer inaperçue dans un spectre.
Dans un mélange, chaque composant doit avoir sa propre masse ; c’est le sujet de Mélanges de peptides : lire l’étiquette et le COA.
Un spectre de masse n’est jamais seul sur un certificat : la pureté provient du chromatogramme et l’identité du spectre. La manière dont les deux décrivent ensemble un lot est expliquée dans Qu’est-ce qu’un COA ? et Que signifie une pureté de 99 % ? Les certificats de nos lots figurent sur la page Résultats d’analyse.
Sources
Consultées en novembre 2026.
- The Nobel Prize in Chemistry 2002 (Nobel Prize Outreach) : John B. Fenn et Koichi Tanaka, avec la citation sur les méthodes d’ionisation par désorption douce, et Kurt Wüthrich pour la résonance magnétique nucléaire
- Hydrogen cation (PubChem), CID 1038 : masse monoisotopique 1,00783
- Sodium ion (PubChem), CID 923 : 22,98977, et Potassium cation, CID 813 : 38,96371
- Water (PubChem), CID 962 : 18,01056, Ammonia, CID 222 : 17,02655, et Atomic oxygen, CID 159832 : 15,99491
- L-Proline (PubChem), CID 145742 : 115,063
- BPC-157 (PubChem), CID 9941957 : 1418,704 en masse monoisotopique et 1419,5 en masse moyenne
- TB-500 (Ac-LKKTETQ) (PubChem), CID 62707662 : 889,0, et Thymosin Beta 4, CID 45382195 : environ 4963
- CJC-1295 (with DAC) (PubChem), CID 91971820 : 3647,2, et CJC-1295 without DAC, CID 56841945 : 3367,9
- Manning M.C. et al. (2010), Stability of protein pharmaceuticals: an update, Pharmaceutical Research (PubMed), PMID 20143256 : oxydation, désamidation et hydrolyse
Cet article fournit des informations générales sur la recherche en laboratoire. Il ne s’agit ni d’un avis médical ni d’un mode d’emploi. Tous les produits sont destinés exclusivement à la recherche.
