David E. Clemmer
Araştırma

Clemmer özellikle karmaşık düşük simetrik sistemlerin biçimsel dinamikleri ve yapısal karakterizasyonu ile ilgilenmiştir. İyon-hareketliliği spektrometrisi ile gaz fazında biyomoleküler yapı ve kompleks biyomoleküler karışımların incelenmesi için bilimsel ekipman ve yöntemler geliştirir.
İyon hareketliliği yönteminde iyonlar elektrik yüklü tampon gazdan geçme yeteneğine göre farklı gruplara ayrılır. Bu sayede kompleks karışımların sadece kütle spektrometrisiyle ayrılabileceğinden daha fazla ayrıştırılıması sağlanır. Çok küçük bileşik miktarları bile ayrıştırılabilir ve büyüklük, şekil, yük ve kütle gibi karakteristik özelliklerine göre ayrı ayrı incelenebilir.
Clemmer yaptığı "kapsamlı çalışmalar" ve bulduğu "devrimsel ekipman yöntemleri" ile iyon hareketliliğinin hem güçlü bir yöntem hem bir araştırma alanı olmasına katkı sağlamıştır. Clemmer ve Jarrold ilk çalışmalarında iyon-hareketliliği spektrometrisinin çözünürlük gücünü artırmak için uzun sürüklenme tüplerinde yığılmayan gaz atmosferler kullandı. Clemmer'in iyon hareketliliği-kütle spektrometrisi (IM-MS) için gaz fazı ayrıştırma yöntemleri ve bunun bozulmamış proteinlerin yapısal analizde kullanılması biyomoleküler yapıların incelenmesinde IM-MS kullanımı için "özellikle önemli bir mihenk taşı" olarak değerlendirilir. Clemmer ve meslektaşları hareketli iyon ile kütle spektroskopisi ekipmanlarını bir araya getiren en az bir düzine farklı modüler parça konfigürasyonları geliştirmiştir. Bunlara iyon hareketliliğini uçuş zamanlı kütle spektrometrisi (TOF) ile birleştirilmesi de dahildir. Aynı zamanda ilk iç içe iyon-hareketliliği uçuş-zamanlı kütle spektrometrisini de geliştirdiler.
Böyle ekipmanlar araştırmacıların dinamik sistemlerin hem yapıları hem de biçimleri üstünde daha fazla bilgi sahibi olmasını sağlar. Clemmer yüklü haller ve yapılar arasındaki temel ilişkileri belirledi ve gaz hallerinin birden fazla biçiminde tek bir yük hali olabileceğini gösterdi. Böyle teknikler hem proteinlerin hem peptitlerin incelenmesinde kullanılabilir. Erken dönem çalışmalarında Clemmer hemeprotein sitokrom c'nin farklı biçimlerinin hareketliliğe göre ayırt edilebileceğini gösterdi. Buna ek olarak farklı kiral izomerlerin hareketliliği protein katlanmalarıyla ilişkilidir. Daha yakın zamanda geliştirilen teknikler araştırmacıların gaz fazı sırasında makromoleküler iyonların biçimlerindeki değişimleri takip etmelerini sağlamıştır. Elektrosprey iyonizasyon ile sürüklenme tüpünde kısa bir iyon vuruşu sağlanır. Yapılar hareketliliklerindeki farklılıklara göre ayrışırlar. Belirli halleri enerji verilmiş çarpışmalara sokarak yeni yapılar belirlenebilir ve çeşitli biçimsel değişiklikleri takip edilebilir. Gaz fazındaki biçim değişiklikleri bilgisi sonradan yapıların başlangıçtaki dağılımlarını çıkartmak için haritalandırılabilir. Böylece araştırmacılar yapılar arasındaki olası geçişleri anlayabilir.
Uç boyutlu moleküllerde protein katlanmasının nasıl olduğunun anlaşılması biyolojinin süre gelen sorunlarındandır. Farklı şekillerdeki proteinler genellikle çok farklı biyolojik aktiviteye ve tıbbı yarara sahiptir. Clemmer'in çalışmaları hayat bilimlerinde büyük protein komplekslerinin yapılarının oluşumunun anlaşılması, plazma proteomun profilinin çıkartılması, proteinlerin rollerinin ve nörodejeneratif hastalıklarda protein katlanmasının incelenmesi, kan, idrar ve tükürükten kanserle ilgili olabilecek işaretçilerin belirlenmesi, ilaç keşfinde verimliliğin arttırılması amacıyla kullanılmıştır. İyon hareketliliği-kütle spektrometrisi yöntemleri tek bir analizde birden fazla farklı karakteristiğin ölçülmesi ve ilişkilendirilmesini sağlar. Araştırmacılar bu teknikleri karmaşık biyolojik örnekleri lipidomik, proteomik, glikomik ve metabolomik bilgi edinmek için inceleyebilir.