$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
وتم الحصول على الموافقة على استخدام أنسجة البنكرياس لأغراض البحث من أقرب أقرباء المتوفى، وتم الحصول على إذن من مجلس المراجعة المؤسسية للعلوم الصحية بجامعة ويسكونسن ماديسون. الرقابة على IRB ليست مطلوبة لأنها لا تشمل البشر على النحو المعترف به في 45 CFR 46.102 (و).
تحذير: يجب توخي الحذر عند التعامل مع الكواشف المستخدمة في هذا البروتوكول ، والتي تشمل الأحماض (الفورميك ، الخليك ، ثلاثي فلورو أسيتيك) ، والقواعد (هيدروكسيد الأمونيوم) ، والمبردات (النيتروجين السائل). اقرأ أوراق بيانات السلامة الخاصة بالكواشف المستخدمة للتعرف على المخاطر المرتبطة بها والاحتياطات اللازمة. التركيزات التي يشار إليها باستخدام النسب المئوية هي الحجم / الحجم الكلي (v / v) ويتم تخفيفها بالماء.
1. سحق الأنسجة بالتبريد ، والتحلل ، واستخراج البروتين
- املأ ديوار بالنيتروجين السائل. قم بتبريد أجزاء مطحن الأنسجة التي ستلامس أنسجة البنكرياس مسبقا ، وهي الغرفة والطاحن وملعقة الاسترداد في حاوية البوليسترين.
- انقل قطع الأنسجة المجمدة إلى حامل العينة المبرد مسبقا وأضف ملعقة من النيتروجين السائل إلى الأنسجة.
- ضع الساحق في الغرفة واضربه باستخدام مطرقة خمس إلى عشر مرات لسحق العينة. قم بإزالة الطاحن من الغرفة وكشط مسحوق الأنسجة الملتصقة والقطع.
- أضف ملعقة من النيتروجين السائل إلى الغرفة إذا بدأت الأنسجة في الذوبان. كرر عملية السحق حتى تصبح العينة مسحوقا ناعما بدون قطع كبيرة من الأنسجة. قسم العينات إلى ما يقرب من 100 ملغ أليكوتس في أنابيب مبردة مسبقا.
- قم بإعداد مخزن مؤقت للتحلل يحتوي على 4٪ كبريتات دوديسيل الصوديوم (SDS) ، و 150 mM NaCl ، و 25 mM Tris (الرقم الهيدروجيني = 7.4). قم بإذابة قرص واحد لكل من مثبطات البروتياز والفوسفاتيز في 500 ميكرولتر من الماء للحصول على مخزون 20x من كل منهما. أضف الحجم المطلوب من مخزون 20x لكل مثبط إلى المخزن المؤقت للتحلل للحصول على تركيز نهائي 1x.
- أضف 600 ميكرولتر من المخزن المؤقت للتحلل لكل 100 ملغ من الأنسجة إلى الأنبوب واحتضنه عند 95 درجة مئوية في كتلة تسخين لمدة 10 دقائق مع الاهتزاز عند 800 دورة في الدقيقة. قم بإزالة العينات من كتلة التسخين واتركها تبرد إلى درجة حرارة الغرفة.
- قم بضبط العينات بطاقة 60 واط (20 كيلو هرتز) لمدة 45 ثانية باستخدام نبضات 15 ثانية مع سكون 30 ثانية بينهما. حبيبات العينات عند 3000 × غرام لمدة 15 دقيقة عند 4 درجات مئوية.
- أضف supernatant إلى مذيب هطول الأمطار 5x ، و 300 ميكرولتر من المخزن المؤقت للتحلل إلى 1.5 مل من مذيب هطول الأمطار ، الذي يحتوي على 50٪ من الأسيتون ، و 49.9٪ من الإيثانول ، و 0.1٪ من حمض الخليك. تبرد طوال الليل عند -20 درجة مئوية.
- قم بتكوير العينات مرة أخرى عند 3000 × g لمدة 15 دقيقة عند 4 درجات مئوية وإزالة supernatant. اغسل الكريات عن طريق التفتيت باستخدام ملعقة والخلط مع نفس الكمية من مذيب هطول الأمطار. بيليه مرة أخرى ، وتكرار خطوة الغسيل 2x.
- حبيبات العينة عند 16000 × غرام لمدة 15 دقيقة عند 4 درجات مئوية. جفف حبيبات العينة بالهواء في غطاء دخان لمدة 15 دقيقة وخزنها عند -80 درجة مئوية حتى تصبح جاهزة للمتابعة.
2. هضم البروتين وتحلية المياه
- أعد تعليق بيليه البروتين في 300 ميكرولتر من مخزن الهضم الطازج الذي يحتوي على 50 ملليمتر من بيكربونات ثلاثي إيثيلامونيوم (TEAB) و 8 م يوريا.
- تقدير تركيز البروتين في المحلول باستخدام فحص البروتين وفقا لبروتوكول الشركة المصنعة.
- إلى البروتين الموجود في المحلول ، أضف ثنائي ثيوثريتول (DTT) إلى تركيز نهائي قدره 5 ملليمتر ، واخلطه ، وقلله في درجة حرارة الغرفة لمدة 1 ساعة. ثم ، أضف يودواسيتاميد (IAA) إلى تركيز نهائي قدره 15 مللي متر ، واخلطه ، وألكيل في درجة حرارة الغرفة لمدة 30 دقيقة في الظلام. قم بإخماد الألكلة عن طريق تكرار إضافة DTT في نفس الحجم كما كان من قبل واخلطها.
- أضف LysC / trypsin عند 1:100 إنزيم: نسبة البروتين واحتضن عند 37 درجة مئوية لمدة 4 ساعات. ثم ، أضف 50 mM TEAB لتخفيف اليوريا 8 M المستخدمة < 1 M. أضف التربسين عند 1:100 نسبة الإنزيم: البروتين واحتضنها عند 37 درجة مئوية بين عشية وضحاها.
- إخماد عملية الهضم بإضافة حمض ثلاثي فلورو أسيتيك (TFA) إلى 0.3٪ v / v. لكل 1 ملغ من بروتين البدء ، قم بتكييف خرطوشة تحلية المياه (1 سم مكعب ، 10 ملغ) مع 1 مل من الأسيتونيتريل (ACN) و 3x مع 1 مل من 0.1٪ TFA.
- قم بتحميل الخليط المهضوم على خرطوشة إزالة الملح. اغسل الخليط 3x باستخدام 1 مل من 0.1٪ TFA. إذا كان الاستخلاص بطيئا ، فقم بتطبيق ضغط إيجابي ولكن تجنب معدل التدفق > قطرة واحدة في الثانية.
- الببتيدات الحلوة باستخدام 1 مل من 60٪ ACN و 0.1٪ محلول حمض الفورميك (FA). جفف الببتيدات المطفأة عند حوالي 35 درجة مئوية باستخدام مكثف فراغ الطرد المركزي حتى يتبخر المذيب تماما.
- إعادة تعليق الببتيدات في 300 ميكرولتر من الماء وتقدير تركيزات الببتيد باستخدام فحص الببتيد وفقا لبروتوكول الشركة المصنعة. قسم الببتيدات إلى 500 ميكروغرام من الأليكوت وجففها تماما.
3. ERLIC N-غليكوببتيد التخصيب
ملاحظة: قد تختلف سرعات أجهزة الطرد المركزي وأوقاتها بدقة بناء على العينات ويجب تحسينها. بشكل عام ، 300 × g لمدة 2 دقيقة مناسب لتكييف وغسل المواد و 100 × g لمدة 5 دقائق للتخلي.
- يزن حوالي 3 ملغ من الصوف القطني ويعبئه في طرف ماصة فارغ 200 ميكرولتر (طرف الدوران ؛ انظر جدول المواد).
- انقل مواد إثراء قوية لتبادل الأنيون إلى أنبوب وأضف 200 ميكرولتر من 0.1٪ TFA لكل مادة 10 ملغ. لتخصيب 500 ميكروغرام من الببتيدات ، استخدم 15 ملغ من المادة. قم بتنشيط المادة عن طريق الاهتزاز لمدة 15 دقيقة.
- باستخدام محول أنبوب ، ضع طرف الدوران فوق أنبوب 2 مل وأضف ما يكفي من الطين إلى الطرف للحصول على 15 ملغ من المادة. قم بإزالة السائل عن طريق الدوران في جهاز طرد مركزي على الطاولة.
- قم بتكييف المادة عن طريق الطرد المركزي 3x مع 200 ميكرولتر من ACN. كرر التكييف الثلاثي باستخدام أسيتات الأمونيوم 100 mM (NH4Ac) ، و 1٪ TFA ، و 80٪ ACN / 0.1٪ TFA (مخزن مؤقت للتحميل).
- أعد تعليق عينات الببتيد 500 ميكروغرام في حوالي 200 ميكرولتر من المخزن المؤقت للتحميل والتدفق عبر طرف الدوران. أعد تحميل التدفق من خلال 2x لضمان الربط الكامل.
- اغسل المادة عن طريق الطرد المركزي 5x باستخدام 200 ميكرولتر من 80٪ ACN / 0.1٪ TFA ، ثم 2x باستخدام 200 ميكرولتر من 80٪ ACN / 0.1٪ FA.
- قم بالتخلص من الببتيدات عن طريق الطرد المركزي باستخدام 200 ميكرولتر من كل مما يلي: 50٪ ACN / 0.1٪ FA (E1) ؛ 0.1٪ FA (E2) ؛ 0.1٪ TFA (E3) ؛ 300 mM KH2PO4 ، 10٪ ACN (E4).
- اغسل المادة عن طريق الطرد المركزي 2x مع 200 ميكرولتر من 80٪ ACN / 5٪ NH4OH. قم بتمييع الببتيدات المتبقية مع 200 ميكرولتر من 10٪ NH4OH (E5).
- جفف جميع الفتحات تماما باستخدام مكثف فراغ الطرد المركزي عند حوالي 35 درجة مئوية.
- قم بإجراء تحلية المحلول الأساسي (E5) باستخدام طرف تحلية المياه وفقا لبروتوكول الشركة المصنعة.
- جفف الاستخلاص من طرف التحلية باستخدام مكثف فراغ الطرد المركزي عند حوالي 35 درجة مئوية حتى اكتماله.
4. Ti(IV)-IMAC إثراء الفوسفوببتيد
ملاحظة: قد تختلف سرعات أجهزة الطرد المركزي وأوقاتها بدقة بناء على العينات ويجب تحسينها. بشكل عام ، 300 × g لمدة 2 دقيقة مناسب لتكييف وغسل المواد و 100 × g لمدة 5 دقائق للتخلي.
- يزن حوالي 3 ملغ من الصوف القطني ويعبئه في طرف ماصة فارغ 200 ميكرولتر (طرف مغزل).
- نقل مواد إثراء الفوسفوببتيد Ti-IMAC إلى أنبوب وإضافة 200 ميكرولتر من 0.1٪ TFA لكل 10 ملغ من المواد. لتخصيب 500 ميكروغرام من الببتيدات ، استخدم 10 ملغ من المواد.
- باستخدام محول أنبوبي ، ضع طرف الدوران فوق أنبوب 2 مل وأضف ما يكفي من الطين إلى الطرف للحصول على مادة 10 ملغ. قم بإزالة السائل عن طريق الدوران في جهاز طرد مركزي على الطاولة.
- قم بتكييف المادة ب 200 ميكرولتر من 40٪ ACN / 3٪ TFA باستخدام نفس إعدادات أجهزة الطرد المركزي كما هو موضح أعلاه. أعد تعليق عينات الببتيد في 200 ميكرولتر من 40٪ ACN / 3٪ TFA وتتدفق عبر طرف الدوران. أعد تحميل التدفق مرتين لضمان ربط أكثر اكتمالا.
- اغسل المادة عن طريق الطرد المركزي باستخدام محلول ACN بنسبة 200 ميكرولتر من 50٪ ACN و 6٪ TFA و 200 mM NaCl ، يليه غسل 2x في 200 ميكرولتر من 30٪ ACN و 0.1٪ من محلول TFA.
- الببتيدات الحلوة مع 200 ميكرولتر من 10 ٪ NH4OH. تجفيف الاستخلاص تماما تحت فراغ. قم بإجراء تحلية المياه باستخدام طرف تحلية المياه وفقا لبروتوكول الشركة المصنعة. جفف الاستخلاص من طرف التحلية تحت الفراغ حتى اكتماله.
5. التخصيب المزدوج الوظائف Ti (IV) في وقت واحد
ملاحظة: قد تختلف سرعات أجهزة الطرد المركزي وأوقاتها بدقة بناء على العينات ويجب تحسينها. بشكل عام ، 300 × g لمدة 2 دقيقة مناسب لتكييف وغسل المواد و 100 × g لمدة 5 دقائق للتخلي.
- يزن حوالي 3 ملغ من الصوف القطني ويعبئه في طرف دوار فارغ.
- نقل ما يقرب من 1 غرام من مادة Ti(IV)-IMAC إلى أنبوب. أضف 0.1٪ TFA إلى تركيز معروف من المواد ، على سبيل المثال ، 20 ملغ / 200 ميكرولتر (يمكن تخزين المواد في هذا التعليق عند 4 درجات مئوية).
- للتخصيب من الببتيدات 500 ميكروغرام ، أضف ما يكفي من الطين إلى طرف دوار لنقل 20 ملغ من المواد. اغسل طرف الدوران عن طريق الطرد المركزي باستخدام 200 ميكرولتر بنسبة 0.1٪ TFA.
- أعد تعليق العينات في 200 ميكرولتر من مذيب التحميل / الغسيل (80٪ ACN و 3٪ TFA) والتدفق عبر طرف الدوران. أعد تحميل التدفق من خلال 2x.
- اغسل طرف الدوران 6x عن طريق الطرد المركزي باستخدام 200 ميكرولتر من مذيب التحميل / الغسيل. اغسل طرف الدوران بمحلول FA بنسبة 200 ميكرولتر من 80٪ ACN / 0.1٪ FA.
- قم بتخلص الببتيدات ب 200 ميكرولتر من كل مما يلي: 60٪ ACN / 0.1٪ FA (E1) و 40٪ ACN / 0.1٪ FA (E2). تحليل كل عملية إزالة على حدة.
- قم بالتخلص من الببتيدات مع 200 ميكرولتر من كل مما يلي: 20٪ ACN / 0.1٪ FA و 0.1٪ FA. اجمع بين الخروجين وتحليلهما كعينة واحدة (E3).
- تخلص من الببتيدات مع 200 ميكرولتر من كل مما يلي: 40 ٪ ACN / 3 ٪ TFA ؛ 50٪ ACN / 6٪ TFA ، 200 mM كلوريد الصوديوم ؛ و 30٪ ACN / 0.1٪ TFA. الجمع بين هذه الاستهلالات وتحليلها كواحد (E4) بعد تحلية المياه باستخدام طرف معبأ.
- قم بتكييف المادة إلى درجة الحموضة الأساسية باستخدام 200 ميكرولتر من 90٪ ACN / 2.5٪ NH4OH لمدة 3x. تخلص من هذه الغسيلات.
- قم بتمييع الببتيدات مع 200 ميكرولتر من كل مما يلي: 60٪ ACN / 10٪ NH 4 OH (E5) و 40٪ ACN / 10٪ NH4OH (E6). قم بتحليل هذه التخفيضات بشكل منفصل بعد تحلية المياه باستخدام طرف معبأ.
- قم بتمييع الببتيدات مع 200 ميكرولتر من كل مما يلي: 20٪ ACN / 10٪ NH4OH. 10٪ ACN / 10٪ NH4OH; و 10٪ NH4OH. اجمع بين هذه التخدير وقم بتحليلها كواحدة (E7) بعد تحلية المياه باستخدام طرف معبأ.
- تجفيف جميع الاستخلاصات تماما تحت فراغ.
6. كروماتوغرافيا السائل ذات التدفق النانوي المعكوس - قياس الطيف الكتلي (nRPLC-MS)
ملاحظة: طرق الحصول على بيانات MS وتحليلها متنوعة، وبالتالي يتم وصف خط أنابيب LC-MS مقترح واحد فقط (والمعلمات المرتبطة به) هنا في الخطوات التالية. يمكن تحليل العينات التي تم إنشاؤها باستخدام خطوات إعداد العينات وإثرائها المحددة سابقا باستخدام إعدادات مفيدة أخرى ، بما في ذلك استخدام أعمدة كروماتوغرافية متاحة تجاريا ، مع توفير جودة بيانات كافية.
- اسحب وعبئ شعيرة شعرية بطول 15 سم (قطر داخلي 75 ميكرومتر) باستخدام مادة C18 كما هو موضح في19. إعداد المرحلة المتنقلة A (0.1٪ FA في الماء) والمرحلة المتنقلة B (0.1٪ FA في ACN).
- إعادة تشكيل عينات الببتيد المخصب في 15 ميكرولتر من المرحلة المتنقلة 3٪ B. تحميل 2 ميكرولتر من العينة (~ 13٪ حجم العينة) مباشرة على العمود. تحليل كل عينة في نسخة فنية مكررة.
- الببتيدات الملوية باستخدام تدرج من 3٪ إلى 30٪ المرحلة المتنقلة B على مدى 90 دقيقة بمعدل تدفق 0.3 ميكرولتر / دقيقة. اغسل العمود باستخدام 75٪ B لمدة 8 دقائق متبوعا بنسبة 95٪ B لمدة 8 دقائق ، وأنهى الطريقة بتوازن عند 3٪ B لمدة 12 دقيقة.
- تشغيل مطياف الكتلة في وضع الأيونات الموجبة باستخدام الحصول المعتمد على البيانات لأعلى 20 قمة مع المعلمات التالية: جهد الرش 2 كيلو فولت ؛ الكشف عن MS 1 في LC / MS من 400-2000 م / z بدقة 120000 ، هدف التحكم التلقائي في الكسب 2E5 (AGC) ، 100 مللي ثانية الحد الأقصى لوقت الحقن ، عدسة RF 30٪ ، عزل رباعي مع نافذة1.6 م / z ، لحالات الشحن 2-8 وغير محددة ، واستبعاد ديناميكي 30 ثانية ؛ اكتشاف MS 2 في LC / MS باستخدام تجزئة HCD المتدرجة بنسبة 22٪ و 30٪ و 38٪ ، والكتلة الأولى الثابتة 120 م / z بدقة 30000 ، وهدف 5E4 AGC ، ومتطلبات الحد الأدنى للكثافة 2.5E4.
7. تحليل بيانات التصلب المتعدد
ملاحظة: يتم عرض خط أنابيب واحد لتحليل البيانات باستخدام برنامجين مختلفين لتحليل نفس مجموعة البيانات هنا. يمكن البحث عن الفسفرة والغليكوزيل في نفس الوقت باستخدام برنامج واحد بدلا من برنامجين منفصلين كما هو موضح هنا ، على الرغم من أن وقت البحث عن البرامج يتناسب بشكل عام مع مساحة البحث ، أي عدد PTMs التي تم النظر فيها. لهذا السبب ، يتم استخدام برنامجين مختلفين بالتوازي مع البحث عن glycopeptides و phosphopeptides.
- معالجة ملفات البيانات الخام باستخدام البرنامج المناسب (انظر جدول المواد).
- ابحث في الأطياف مقابل قاعدة بيانات UniProt البشرية (أو الأنواع المناسبة الخاصة). تعيين كارباميدوميثيل من Cys كتعديل ثابت. اضبط الحد الأقصى لعدد الانقسامات الأنزيمية المفقودة على أنه اثنان.
- في ملفات البيانات الخام ، باستخدام برنامج تجاري (انظر جدول المواد) ، ابحث عن glycopeptides ليتم تحليلها20. استخدم تسامحا مع كتلة السلائف بمقدار 10 أجزاء في المليون وتسامحا مع كتلة شظايا 0.01 Da مع الحد الأدنى لطول الببتيد من أربعة بقايا.
- تم توسيع البحث باستخدام قاعدة بيانات N-glycan المضمنة في البرنامج باستخدام جليكان mannose-6-phosphate (M6P) النموذجي ، بما في ذلك HexNAc (2) Hex (4-9) Phospho (1-2) و HexNAc (3-4) Hex (4-9) Phospho (1-2) و HexNAc (2) Hex (3-4) Phospho (1) و HexNAc (3) Hex (3-4) Phospho (1).
- تعيين N-glycosylation كتعديل شائع. قم بتعيين الحد الأقصى للتعديلات الإجمالية لكل مطابقة طيفية للببتيد (PSM) كواحد شائع واثنين نادرين.
- قم بتعيين التعديلات المتغيرة التالية: أكسدة Met (نادرة) ، وإزالة الاستئصال في Asn و Gln (نادرة) ، والفسفرة في Ser و Thr و Tyr (شائعة). قم بتعيين عوامل تصفية التعريف التالية: قطع النتيجة > 150 ، |log prob| > 1 ، ودرجة دلتا وزارة الدفاع > 10.
- تصدير نتائج البحث وتحليلها في علامتي التبويب مجموعة البروتينات والببتيدات.
- فحص الهويات التي تحتوي على جليكان M6P يدويا لوجود أيون الأوكسونيوم PhosphoHex (243 m/z) في أطياف MS/MS وإزالة الهويات الإيجابية الخاطئة، التي لا تحتوي على هذا الأيون التشخيصي.
- في ملفات البيانات الخام ، باستخدام برنامج مفتوح المصدر (انظر جدول المواد) ، ابحث عن الببتيدات الفوسفاتية المراد تحليلها21. استخدم تسامحا مع ببتيد البحث الأول بمقدار 20 صفحة في الدقيقة وتسامحا مع ببتيد البحث الرئيسي بسرعة 4.5 جزء في المليون.
- اضبط الحد الأقصى لعدد التعديلات لكل ببتيد على 5. اضبط PSM ومعدل اكتشاف البروتين الخاطئ (FDR) على 1٪ والحد الأدنى لطول الببتيد إلى 7 بقايا.
- قم بتعيين تعديلات متغيرة مثل الأكسدة في Met ، و N-terminal protein acetylation ، والفسفرة في Ser و THR و Tyr. تحليل نتائج البحث باستخدام ملفات التعديلSpecificPeptides.
- تحديد عدد تحديدات PTMs على مستويات البروتين والببتيد وموقع التعديل.