هنا، يتم تقديم بروتوكول لتسمية الأيض من الخميرة مع 14حمض الخليك C، الذي يقترن كروماتوغرافيا طبقة رقيقة لفصل الدهون محايدة.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
هنا، يتم تقديم بروتوكول لتسمية الأيض من الخميرة مع 14حمض الخليك C، الذي يقترن كروماتوغرافيا طبقة رقيقة لفصل الدهون محايدة.
الدهون المحايدة (NLs) هي فئة من الجزيئات الحيوية الكارهة للماء والتهم التي تلعب أدوارا رئيسية في الطاقة وداء الدهون. يتم توليفها NLs دي نوفو من أسيتيل-CoA ومتواجدة في المقام الأول في eukaryotes في شكل الدهون الثلاثية (TGs) وستيرول-استر (SEs). يتم الحفاظ على الإنزيمات المسؤولة عن تركيب NLs للغاية من Saccharomyces cerevisiae (الخميرة) للبشر ، مما يجعل الخميرة كائنا نموذجيا مفيدا لتشريح وظيفة وتنظيم إنزيمات التمثيل الغذائي NL. في حين يعرف الكثير عن كيفية تحويل أسيتيل-CoA إلى مجموعة متنوعة من أنواع NL، لا يزال يتم اكتشاف آليات لتنظيم إنزيمات التمثيل الغذائي NL، وكيف يمكن أن يسهم سوء التنظيم في الأمراض الخلوية. وقد تم تطوير العديد من الطرق لعزل وتوصيف أنواع الأنواع NL واستخدامها على مدى عقود من البحث؛ ومع ذلك، لم يناقش بروتوكول كمي وبسيط لتوصيف شامل لأنواع الكائنات الرئيسية في النواة. هنا، يتم تقديم طريقة بسيطة وقابلة للتكيف لتحديد تركيب دي نوفو من الأنواع الرئيسية NL في الخميرة. نحن نطبق 14C-ace حمض الوسم الأيضي إلى جانب طبقة رقيقة الكروماتوغرافيا لفصل وقياس مجموعة متنوعة من NLs الهامة من الناحية الفسيولوجية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تطبيق هذه الطريقة بسهولة لدراسة في معدلات رد فعل الجسم الحي من الإنزيمات NL أو تدهور الأنواع NL مع مرور الوقت.
أسيتيل-CoA هو لبنة أساسية من الجزيئات الحيوية المتنوعة بما في ذلك الدهون المحايدة (NLs)، والتي هي بمثابة عملة الجزيئية الحيوية تنوعا لبناء الأغشية، وتوليد ATP، وتنظيم الإشارات الخلية1،2. وينظم تخزينها جزئيا توافر ال NLs لتحويلها إلى أي من هذه المسارات المعنية. قطرات الدهون (LDs)، العضيات السيتوبلازمية تتكون من النوى الكارهة للماء من الدهون الثلاثية (TGs) واستر الستيرول (SEs)، هي مقصورات التخزين الرئيسية لمعظم NLs الخلوية. على هذا النحو، LDs عزل وتنظيم NLs، والتي يمكن أن تتحلل وتستخدم في وقت لاحق للعمليات الكيميائية الحيوية والتمثيل الغذائي3،4. ومن المعروف أن سوء تنظيم NL والبروتينات المرتبطة LD يرتبط مع بداية الأمراض بما في ذلك ضمور الدهون ومتلازمات التمثيل الغذائي5،6. وبسبب هذا، تركز أبحاث LD الحالية بشكل مكثف على كيفية تنظيم توليف NL مكانيا وزمانيا وعبر أنسجة متميزة من الكائنات الحية متعددة الخلايا. نظرا للأدوار الخلوية في كل مكان لNLs، يتم الحفاظ على العديد من الإنزيمات المسؤولة عن توليف وتنظيم NLs في جميع أنحاء eukaryotes7. في الواقع ، حتى بعض prokaryotes مخزن NLs في LDs8. لذلك ، كانت الكائنات الحية النموذجية القابلة للسحب وراثيا مثل Saccharomyces cerevisiae (الخميرة الناشئة) مفيدة لدراسة توليف NL وتنظيمها.
يمكن فصل وتكميم NLs من مستخلصات الخلايا بطرق لا تعد ولا تحصى ، بما في ذلك قياس الطيف اللوني الكتلي للغاز (GC-MS) ، والكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء (HPLC) ، وقياس الطيف الكتلي السائل فائق الأداء (UPLC-MS)9و10و11. ولعل أبسط طريقة لفصل NLs هو عن طريق طبقة رقيقة الكروماتوغرافيا (TLC)، والذي يسمح للقياس الكمي الكثافة اللاحقة من منحنى قياسي12،13. على الرغم من أن TLC يوفر فقط فصل مسار الحبيبات من NLs، فإنه لا يزال تقنية قوية لأنها غير مكلفة، وأنه يسمح لفصل سريع من NLs من عدة عينات في وقت واحد. اثنين من أكبر التحديات التي تواجه دراسة NLs عبر TLC هي: 1) مجموعة واسعة من وفرة الخلوية من الأنواع NL وسيطة لها، و 2) مجموعة من الميل المائي / hydrophobicity من وسيطة الدهون داخل مسارات توليف NL. وبالتالي، فإن التحديد الكمي لأنواع الأنواع من الكائنات البرية عبر TLC يقتصر عادة على أكثر الأنواع وفرة؛ ومع ذلك، يمكن إدخال 14C-خليك حمض شعري يعزز بشكل كبير الكشف عن وسيطة وفرة منخفضة داخل مسارات NL. يتم تحويل حمض الخليك بسرعة إلى أسيتيل-CoA بواسطة أسيتيل-CoA synthetase ACS214، مما يجعل 14حمض C-الخليك ركيزة مناسبة للتكبيل الإشعاعي في الخميرة15. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تحقيق فصل كل من NLs الكارهة للماء والوسيطة المائية من NLs من قبل TLC من خلال استخدام أنظمة المذيبات المتعددة16. هنا، يتم تقديم طريقة لفصل NLs باستخدام 14C-ace حمض التمثيل الغذائي وضع العلامات في الخميرة. يتم عزل الدهون المسماة خلال فترة النبض في وقت لاحق من خلال بروتوكول عزل الدهون الكلي الراسخ17، يليه فصل أنواع NL بواسطة TLC. تطوير لوحات TLC من قبل كل من التصوير الشعاعي التلقائي لتصور الدهون المسماة ، ورذاذ كيميائي لتصور مجموع الدهون ، ويسمح لطرق متعددة للقياس الكمي. يمكن أيضا استخراج أشرطة الدهون الفردية بسهولة من لوحة TLC باستخدام شفرة حلاقة ، ويمكن استخدام عد التلألؤ لتحديد كمية المواد التي تحمل علامة إشعاعية داخل النطاق.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. نمو ووضع العلامات على خلايا الخميرة مع 14حمض الخليك C
2. عزل مجموع الدهون من الخميرة
ملاحظة: يستند البروتوكول التالي لعزل الدهون على طريقة راسخة ومستعملة بشكل متكرر تستخرج بكفاءة معظم أنواع الدهون المحايدة17،18.
تنبيه: عند استخدام المذيبات العضوية، ارتد دائما معدات الوقاية الشخصية المناسبة واعمل داخل غطاء الدخان عندما يكون ذلك ممكنا. أثناء استخراج الدهون، تجنب استخدام البلاستيك التي لا تتوافق مع المذيبات العضوية. أنابيب البولي بروبلين مناسبة للبروتوكول التالي.
3. فصل وتكميم NLs المسمى بالنظائر المشعة بواسطة اللونيات طبقة رقيقة
4. التصور وتكميم الدهون TLC فصل
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
في هذا البروتوكول، أثبتنا أن وضع العلامات والكشف والتحديد الكمي لأنواع NL يمكن تحقيقه من خلال وضع علامات أيضية لحامضC-acetic. يمكن فصل الأنواع الرئيسية NL في نظام المذيبات من 50:40:10:1 (v/v/v/v٪) هيكسان:الأثير البترولي:ديثيل الأثير:حمض الخليك (الشكل 1A, B). التصوير الفوسفوري يسمح لتصور الأحماض الدهنية الحرة المسمى (FFA), triacylglycerol (TG), diacylglycerol (DG), الكوليسترول (تشول), والسكوالين (SQ) (الشكل 1A). على الرغم من أنه يمكن ف...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
هنا، يتم تقديم بروتوكول تسمية إشعاعية متعددة لمراقبة كميا توليف الأنواع NL في الخميرة. هذا البروتوكول هو وحدات جدا، والذي يسمح لهذا الإجراء أن ينتهي في غضون 3-6 أيام. بالإضافة إلى ذلك ، توجد ثروة من الأدب على استخدام TLC لفصل أنواع الدهون والأيض ، والتي يجب أن تسمح للمستخدم بالكشف عن العديد من أنواع الدهون ذات الاهتمام مع تغيير بسيط في أنظمة المذيبات TLC16،19. هذا البروتوكول يؤدي إلى فصل وكشف وتكميم الدهون التي تم تسميتها إشعاعيا. ويمكن أيضا أن يقترن فترة مطاردة ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن المؤلفون أنه لا توجد مصالح متنافسة في إعداد هذه المخطوطة.
ويود المؤلفون أن يشكروا أعضاء مختبر هين على المساعدة والمشورة المفاهيمية في إنجاز هذه الدراسة. W.M.H. مدعوم بأموال من مؤسسة ويلش (I-1873)، وNIGMS المعاهد القومية للصحة (GM119768)، وصندوق البحوث الطبية آرا Paresghian، وبرنامج العلماء الموهوبين جنوب غرب UT. تم دعم S.R بمنحة برنامج T32 (5T32GM008297).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| [1-C14] نشاط خاص بملح الصوديوم بحمض الخليك: 45-60mCi | PerkinElmer | NEC084H001MC | |
| 18: 1 1،2 dioleoyl-sn-glycerol | Avanti | 800811O | |
| 200 دليل على الإيثانول المطلق | Sigma | 459836 | |
| حبات زجاجية مغسولة بالحمض 425-600um | Sigma | G8772 | |
| لمبات العنبر لماصات Pastuer | Fisher | 03-448-24 | |
| كبريتات الأمونيوم >99٪ | سيجما | A4418 | |
| بيكمان LS6500 عداد التلألؤ | بيركين إلمر | A481000 | |
| كلوروفورم (درجة HPLC)فيشر | C607SK | ||
| الكوليسترول >99٪ | سيجما | C8667 | |
| كوليستريل لينوليت >98٪ | سيجما | C0289 | |
| حامض الكبريتيك المركز | سيجما | 339741 | |
| كورنينج 50 مل أنابيب مخروطية ، بولي بروبيلين مع غطاء مركزي | سيجما | CLS430829 | |
| سكر العنب ، درجة لامائية | سيجما | D9434 | |
| ثنائي إيثيل الأثير الصف اللامائي | سيجما | 296082 | |
| فرن التجفيف | فيشر | 11-475-155 | |
| سائل التلألؤ EcoLume | VWR | IC88247001 | |
| Eppendorf 5424R جهاز طرد مركزي | فيشر | 05-401-205 | |
| GE شاشة فوسفور تخزين GE | Sigma | GE28-9564-75 | |
| GE Typhoon FLA9500 imager | |||
| حمض الخليك الجليدي ، ACS الصف | سيجما | 695092 | |
| زجاج 6 مل قارورة التلألؤ | Sigma | M1901 | |
| أغطية أنبوب الطرد المركزي الزجاجية | فيشر | 14-595-36A | |
| أنابيب الطرد المركزي الزجاجية | فيشر | 14-595-35A | |
| ماصة زجاجية باستور | فيشر | 13-678-20C | |
| هكسان ، لا مائية الصف | سيجما | 296090 | |
| L-Adenine >99٪ | Sigma | A8626 | |
| L-Alanine >98٪ | Sigma | A7627 | |
| L-Arginine >99٪ | سيجما | A1270000 | |
| L-Asparagine >98٪ | سيجما | A0884 | |
| L-Aspartate >98٪ | سيجما | A9256 | |
| L-Cysteine >97٪ | سيجما | W326305 | |
| L-Glutamic ملح أحادي الصوديوم أحادي الهيدرات >98٪ | سيجما | 49621 | |
| L-Glutamine >99٪ | سيجما | G3126 | |
| L-جلايسين >99٪ | سيجما | G8898 | |
| L-هيستيدين >99٪ | سيجما | H8000 | |
| L-Isoleucine >98٪ | سيجما | I2752 | |
| L-ليوسين >98٪ | سيجما | L8000 | |
| L-Lysine >98٪ | سيجما | L5501 | |
| L-ميثيونين ، HPLC الصف | سيجما | M9625 | |
| L-فينيل ألانين ، كاشف الصف | سيجما | P2126 | |
| L-Proline >99٪ | سيجما | P0380 | |
| L-سيرين >99٪ | سيجما | S4500 | |
| L-ثيرونين ، كاشف الصف | سيجما | T8625 | |
| L-تريبتوفان >98٪ | سيجما | T0254 | |
| L-تيروزين >98٪ | سيجما | T3754 | |
| L-Uracil >99٪ | سيجما | U0750 | |
| L-Valine >98٪ | سيجما | V0500 | |
| ميثانول ، ACS الصف | فيشر | A412 | |
| حمض الأوليك >99٪ | سيجما | O1008 | |
| p-anisaldehyde | Sigma | A88107 | |
| الأثير البترولي ، ACS الصف | سيجما | 184519 | |
| فوسفاتيديل كولين ، ديبالميتويل >99٪ | سيجما | P1652 | |
| ماصات | إيبندورف | 2231000713 | |
| كلوريد البوتاسيوم ، | سيجما | P3911 | |
| ACS ، معتمدة من ACS | Fisher | S318-100 | |
| Squalene >98٪ | Sigma | S3626 | |
| حمض السكسينيك بلوري / معتمد | فيشر | 110-15-6 | |
| TLC وسادة تشبع | سيجما | Z265225 | |
| TLC هلام السيليكا 60G لوحة زجاجية | موجهة فيشر | NC9825743 | لا توجد مؤشرات فلورية |
| فيلم بلاستيكي شفاف | أبولو | 829903 | |
| تريسين | سيجما | T0377 | |
| تريولين >99٪ | سيجما | T7140 | |
| خلاط دوامة | فيشر | 02-215-414 | |
| كاسيت التعرض واتمان | سيجما | WHA29175523 | |
| قاعدة نيتروجين الخميرة بدون كبريتات الأمونيوم والأحماض الأمينية | سيجما | Y1251 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.