يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
الببتيدات النشوانية مثل أميلويد بيتا المتورط في مرض الزهايمر (Aβ) ، يمكن أن تمثل تحديا كبيرا عند محاولة الحصول على مادة عالية النقاء. نقدم هنا بروتوكول تنقية HPLC مخصص لإنتاج ببتيدات أميلويد بيتا 42 (Aβ42) عالية النقاء وأميلويد بيتا 40 (Aβ40). لقد وجدنا أن الجمع بين الطور الثابت المتاح تجاريا للبولي (الستايرين / ديفينيل بنزين) الثابت ، الطور العكسي لمختبر البوليمر - الستايرينيديفينيل بنزين (PLRP-S) في ظل ظروف الأس الهيدروجيني العالي ، يتيح تحقيق نقاء عالي (>95٪) Aβ42 في تشغيل كروماتوجرافي واحد. التنقية قابلة للتكرار بدرجة كبيرة ويمكن تعديلها إلى كل من الظروف شبه التحضيرية والتحليلية اعتمادا على كمية المواد المطلوب تنقيتها. يمكن أيضا تطبيق البروتوكول على الببتيد Aβ40 بنجاح مماثل ودون الحاجة إلى تغيير الطريقة.
مرض الزهايمر هو اضطراب الاعصاب الذي آثار أكثر من 35 مليون شخص في جميع أنحاء العالم. 1 متورط بشدة في بداية وتطور هذا المرض، هو غاية تجميع عرضة، الببتيد مسعور اميلويد بيتا (Aβ). يتراوح 2 Aβ 36-43 الأحماض الأمينية في الطول، ولكن يعتقد أن 42 الأحماض الأمينية البديل، اميلويد بيتا 42 (Aβ42)، هو الشكل الأكثر سمية من البروتين. 3 ويرجع في معظم جزئيا إلى قدرة Aβ42 لتشكيل بسهولة قابل للانتشار، والأنواع بلازميدة قليلة القسيمات التي يعتقد أن تكون الكيانات السمية العصبية بشكل خاص. 4 من أجل تعزيز فهمنا للالببتيد Aβ، فمن الضروري الحصول بشكل روتيني المواد عالية النقاء. وقد تبين وجود شوائب التتبع إلى تغيير كبير في خصائص تجميع ميل الببتيد. 5
تيraditionally، وقد تم ذلك السائل اللوني (HPLC) فصل عالية الأداء من الببتيدات مسعور مثل Aβ من خلال استخدام مزيج من C 4 أو C 8 الأطوار الثابتة القائمة على السيليكا والطور المتحرك الحمضية. 6 ومع ذلك، يمكن لمثل هذه الظروف تحديا لتنقية الببتيد. نقطة تساوي الكهربية منخفضة من الببتيد Aβ (PI ما يقرب من 5.5) 7 يعني أنه في ظل الظروف الحمضية، يتم زيادة الببتيد تجميع ونتيجة لذلك يتم إنتاج واسعة، غير حلها، قمم HPLC التي غالبا ما تكون صعبة لعزل (الشكل 2A). وعلاوة على ذلك، فإن مثل هذه القمم واسعة غالبا ما تحتوي على الشوائب التي قد تؤثر على الشخصية تجميع الببتيد، وعادة تتطلب الجولات اللاحقة من تنقية والتي يمكن أن تؤثر بشكل كبير على كمية من الببتيد المنتجة.
بولي (الستايرين / divinylbenzene) مرحلة ثابتة، PLRP-S، يمثل وسيلة بديلة لpurifيينغ الببتيدات مسعور. وقد استخدمت في مرحلة ثابتة في تنقية عدد من البروتينات المختلفة ورسوله الأحماض النووي الريبي (مرنا). 8، 9 مرحلة ثابتة PLRP-S يتطلب أي يجند ألكيل إضافي للفصل المرحلة العكسي، والأهم من ذلك هو مستقر كيميائيا عند درجة الحموضة العالية الأمر الذي يؤدي إلى deaggregation من الببتيد. 7 هنا، نحن الإبلاغ عن مصممة بروتوكول تنقية HPLC أن ينتج عالية النقاء اميلويد بيتا 42 (Aβ42) وبيتا 40 الببتيدات (Aβ40) اميلويد.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. تنقية ببتيد Aβ40 أو Aβ42 باستخدام تقنية HPLC التحضيرية

الشكل 1: الإعداد التجريبي لجهاز الكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء (HPLC) المستخدم لتنقية ببتيدات أميلويد بيتا. (Aمضخة HPLC رباعية مزودة بجهاز إزالة الغازات وكاشف طول موجي متغير مضبوط على 214 نانومتر و280 نانومتر؛Bأعمدة الكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء (HPLC) المستخدمة لتنقية ببتيدات الأميلويد بيتا، من اليسار إلى اليمين، 25 × 30 مم2 عمود تحضيري، 7.5 × 30 ملم2 عمود شبه تحضيري ومقاس 4.6 × 250 مم2 عمود تحليلي؛ (سيمحقن يدوي مع 20 µL حلقة حقن من الفولاذ المقاوم للصدأ تُستخدم في تقنية الكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء (HPLC) التحليلية؛ (دحاقن يدوي مزود بحلقة حقن من الفولاذ المقاوم للصدأ سعة 10 مل، يُستخدم للتنقية التحضيرية وشبه التحضيرية. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
| الوقت / min | نسبة Buffer Aa | نسبة Buffer Bb | معدل التدفقd / mL min-1 |
| 0 | 80 | 20 | 6 |
| 45 | 75.5 | 24.5 | 6 |
| 45.01 | 80 | 20 | 6 |
| 52.01 | 80 | 20 | 6 |
| 52.02 | 73 | 27 | 6 |
| 85 | 73 | 27 | 6 |
| 92 | 5 | 95c | 6 |
الجدول 1: الجدول الزمني لتنقية ببتيدات Aβ42 و Aβ40 باستخدام عمود بوليمر بمقاس 25 × 30 mm. aالمحلول المنظم A - H2O مع 20 mM NH4OH؛ b80% MeCN / 20% H2O مع 20 mM NH4OH؛ cشُغل لمدة 15 min لغسل العمود قبل حقن العينة التالية؛ dمن أجل تشغيل معدل تدفق قدره 6 mL/min على أجهزة HPLC، يجب خفض حد الضغط إلى 20 bar.
2. تحليل HPLC التحلي لبروتين Aβ المنقى
| الزمن / min | نسبة Buffer Aa | نسبة Buffer Bb | معدل التدفق / mL min-1 |
| 0 | 95 | 5 | 1 |
| 30 | 50 | 50 | 1 |
الجدول 2: الجدول الزمني لتحليل النقاء باستخدام تقنية HPLC لببتيد Aβ.aالمحلول المنظم A - H2O مع 20 mM NH4OH؛ b80% MeCN / 20% H2O مع 20 mM NH4OH.

الشكل 2: آثار كروماتوغرافيا سائلة عالية الأداء (HPLC) ممثلة لـ Aβ42. (A) C التقليدية4 تنقية السيليكا، الظروف: منظم A: H2O مع 0.1% حمض ثلاثي فلورو الأسيتيك (TFA)، المحلول المنظم B: MeCN (أسيتونتريل) مع 0.1% TFA، التدرج: من 20 إلى 27% من المحلول المنظم B على مدى 40 دقيقة، يليه تركيز ثابت بنسبة 27% من المحلول المنظم B؛ (Bالتنقية التحضيرية باستخدام العمود مقاس 25 × 30 مم2 عمود بوليمر، الظروف: المنظم أ: H2O مع 20 ملي مولار من NH4هيدروكسيد، المحلول المنظم ب: 80% أسيتونتريل / 20% ماء2O بتركيز 20 ملي مولار من NH4هيدروكسيد، تدرج: من 20 إلى 27% من المحلول المنظم B على مدى 70 دقيقة، يليه تدفق متساوي التركيز بنسبة 27% من المحلول المنظم B؛ (كربونتنقية تحضيرية مُحسّنة باستخدام العمود مقاس 25 × 30 مم2 عمود بوليمري، وتوصَف الظروف في الجدول 1 الموجود في القسم الفرعي 1.3 من نص وصف البروتوكول؛ (دكروماتوغرافيا سائلة عالية الأداء (HPLC) تحليلية باستخدام عمود بمقاس 4.6 × 250 مم2 عمود بوليمر، الشروط: المنظم أ: H2O مع 20 ملي مولار من NH4+4هيدروكسيد، المحلول المنظم ب: 80% أسيتونيتريل / 20% H2O مع 20 ملي مولار من NH4+4هيدروكسيد OH، وتدريج من 5% إلى 50% من المنظم B على مدار 30 دقيقة. وبالنسبة للأجزاء A وB وC، تمييز القمة المقابلة لـ Aβ42 بنجمة. ويظهر جمع قمة Aβ42 المميزة في الجزء C درجة نقاء تصل إلى >بنسبة 95% كما هو موضح في الجزء D. وقد استُخدم مطياف الكتلة لتحديد هوية ذروة Aβ42. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تؤدي تنقية ببتيد Aβ42 باستخدام مزيج من الطور الساكن PLRP-S والطور المتحرك ذي الرقم الهيدروجيني المرتفع إلى تكوين قمة حادة ومنفصلة لببتيد Aβ عند زمن احتجاز يتراوح بين 72 و74 دقيقة (الشكل 2ج). يتم تأكيد هوية القمة من خلال مطيافية الكتلة بالحقن المباشر للمادة المستخلصة التي تم جمعها. ويمكن تخزين المادة المستخلصة في درجة حرارة -20 °C في المحلول لمدة تصل إلى 12 ساعة، حيث قد يؤدي التخزين لفترات أطول إلى أكسدة البروتين. ولعزل الببتيد المُنقّى، يتم تجميد السائل الشطفي سريعاً في ا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعتمد تنقية HPLC للببتيد Aβ بشكل كبير على اختيار كل من المرحلة الثابتة المستخدمة في التنقية والطور المتحرك المختار لإزالة الببتيد. تجعل النقطة المتساوية الكهربية المنخفضة للببتيد والميل العالي للتجميع الظروف الكروماتوغرافية التقليدية لفصل البروتينات الكارهة للماء (المرحلة الثابتة C4 أو C8 إلى جانب مسدس متحرك حمضي) صعبة ، مع ببتيد Aβ يمسح كذروة واسعة طويلة وغير محلولة (الشكل 2 أ).
للتحايل على هذه المشكلة ، وجد أن المرحلة الثابتة PLRP-S ، المستقرة كيميائيا عند درجة الحموضة العال...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
يود المؤلفون أن يشكروا Agilent على مساعدتهم الفنية. ينسب الفضل إلى كيت ماركهام ورافائيل بالومينو في مساعدتهما الأولية في تخليق وتنقية الببتيد Aβ وشكر الدكتور هسياو وي لي على مساعدته في إعداد الشكل 1 من المخطوطة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| Agilent 1260 Infinity II مضخة ربع سنوية | Agilent | G7111B | http://www.agilent.com/en-us/products/liquid-chromatography/lc-pumps-vacuum-degassers/1260-infinity-ii-quaternary-pump |
| Agilent 1260 Infinity II كاشف الطول الموجي المتغير المزدوج | Agilent | G7114A | http://www.agilent.com/en-us/products/liquid-chromatography/lc-detectors/1260-infinity-ii-variable-wavelength-detector |
| حاقن يدوي Agilent 1260 Infinity II مزود بحلقة عينة من الفولاذ المقاوم للصدأ سعة 10 مل | Agilent | 0101-1232 | |
| http://www.agilent.com/en-us/products/liquid-chromatography/lc-injection-systems/1260-infinity-ii-manual-injector Agilent 1260 Infinity II حاقن يدوي مزود ب 20 & micro ؛ L حلقة عينة من الفولاذ المقاوم | Agilent | G1328C | http://www.agilent.com/en-us/products/liquid-chromatography/lc-injection-systems/1260-infinity-ii-manual-injector |
| حامل الحلقة | تصاعد Agilent | 1400-3166 | |
| Agilent PLRP-S 300 & Ring; 5 ومايكرو. م 4.6 × 250 مم (تحليلي) | Agilent | PL1512-5501 | http://www.agilent.com/en-us/products/liquid-chromatography/lc-columns/biomolecule-separations/plrp-s-for-biomolecules#features |
| A & beta ؛ 42 أو A & beta ؛ 40 الببتيد | يتم تصنيعه داخليا باستخدام مركب الببتيد الآلي CEM liberty. | ||
| هيدروكسيد الأمونيوم (NH4< / sub>OH ، محلول 28٪) | فيشر Scientific | A669-500 | |
| أسيتونيتريل | فيشر Scientific | A998-4 | |
| HPLC درجة مياه | فيشر Scientific | W5-4 | |
| فالكون 50 مل أنبوب طرد مركزي مخروطي | الشكل فيشر Scientific | 14-954-49A | |
| Supelco PEEK Fitting قطعة واحدة محكمة الإصبع ، عبوة من 5 ea | Sigma-Aldrich | Z227250 | |
| Normject 5 cc حقنة معقمة | فيشر Scientific | 1481729 | |
| 16 مقياس SS إبرة | Rheodyne | 3725-086 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.