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Article de méthode

Profilage et identification de Nitropeptide illustrépar Angiotensin II

5.2K vues

DOI :

10.3791/59391

16 juin 2019

Dans cet article

Résumé

Le profilage protéomique des protéines tyrosine-nitrated a été une technique provocante due à la basse abondance de la modification de 3-nitrotyrosine. Ici nous décrivons une approche nouvelle pour l'enrichissement et le profilage de nitropeptide en utilisant Angiotensin II comme modèle. Cette méthode peut être étendue à d'autres systèmes in vitro ou in vivo.

Résumé

La nitration protéique est l'une des modifications post-traductionnelles les plus importantes (PTM) sur les résidus de tyrosine et elle peut être induite par des actions chimiques d'espèces réactives d'oxygène (ROS) et d'espèces d'azote réactif (RNS) dans les cellules eucaryotes. L'identification précise des sites de nitration sur des protéines est cruciale pour comprendre les processus physiologiques et pathologiques liés à la nitration de protéine, tels que l'inflammation, le vieillissement, et le cancer. Étant donné que les protéines nitrates sont de faible abondance dans les cellules, même dans des conditions induites, aucune méthode universelle et efficace n'a été mise au point pour le profilage et l'identification des sites de nitration des protéines. Ici nous décrivons un protocole pour l'enrichissement de nitropeptide en utilisant une réaction chimique de réduction et l'étiquetage de biotine, suivi de la spectrométrie de masse de haute résolution. Dans notre méthode, les dérivés du nitropéeptide peuvent être identifiés avec une grande précision. Notre méthode présente deux avantages par rapport aux méthodes précédemment rapportées. Tout d'abord, l'étiquetage du diméthyle est utilisé pour bloquer l'amine primaire sur les nitropéeptides, qui peut être utilisé pour générer des résultats quantitatifs. Deuxièmement, une liaison de disulfure contenant nhs-biotine réactif est utilisé pour l'enrichissement, qui peut être encore réduit et alkylé pour améliorer le signal de détection sur un spectromètre de masse. Ce protocole a été appliqué avec succès au modèle peptide Angiotensin II dans le document actuel.

Introduction

La nitration des résidus de tyrosine dans les protéines pour former 3-nitrotyrosine régule de nombreux processus biologiques. En raison des différentes propriétés chimiques entre la tyrosine et la 3-nitrotyrosine, une protéine nitrated peut avoir perturbé l'activité de signalisation1,2. Par conséquent, il est important de développer des méthodes qui peuvent enrichir et identifier efficacement les sites de nitration sur les protéines. Comme la 3-nitrotyrosine est une modification de faible abondance sur les protéines par rapport à d'autres formes de PTM, comme la phosphorylation et l'acétylation, il est diffici....

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Protocole

1. Nitration de l'angiotensine II

  1. Pour générer un peptide nitrate, diluer 10 L de solution parente Angiotensin II (DRVYIHPF) (2 mM dans l'eau) dans une solution PBS de 390 L (10 mM NaH2PO4, 150 mM NaCl, pH 7,4) à la concentration finale de 50 M.
  2. Ajouter 10 L de peroxynitrite (200 mM en 4,7% NaOH) à la solution Angiotensin II pour rendre la concentration finale de peroxynitrite 5 mM.
    REMARQUE: La peroxynitrite est instable et facile à résoudre lorsqu'elle est sous forme acide, de sorte que la solution parente de peroxynitrite est conservée dans la solution de base et stockée à -80 oC.
  3. Ajuster la valeur de pH de la ....

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Résultats

Le diagramme de flux pour le profilage des nitropéptides dans ce manuscrit est montré dans la figure 1. Les chiffres 2, 3, 4 et 5 montrent les spectres de masse d'Angiotensin II, nitro-Angiotensin II, de diméthyle étiqueté nitro-Angiotensin II et de diméthyle étiqueté amino Angiotensin II, respectivement. Le poids moléculaire du composé peut être reflété par les valeurs m/z du pic mono-isotope dans chaque figure.......

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Discussion

Le protocole décrit ici l'enrichissement et le profilage des nitropéptides. En utilisant Angiotensin II comme peptide modèle, nous avons illustré la procédure montrée dans la figure 1. Après l'obtention de la nitro-Angiotensine II, l'amine primaire sur le peptide doit être bloquée pour éviter l'autre conjugaison de mine, qui est l'une des étapes les plus critiques dans le protocole. Dans le protocole actuel, l'étiquetage du diméthyle est utilisé pour bloquer les amines primaires pour deux ra.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n'ont rien à révéler.

Remerciements

Ce travail a été appuyé par l'American Cancer Society Institutional Research Grant IRG-14-195-01 (M. Sharon Stack est chercheur principal; X.L. est un enquêteur sub-récipiendaire). Cette publication a été rendue possible grâce au soutien partiel de Grant Numbers KL2 TR002530 et UL1 TR002529 (A. Shekhar, PI) des National Institutes of Health, National Center for Advancing Translational Sciences, Clinical and Translational Sciences Award. X. L. est récipiendaire du prix Du jeune enquêteur CTSI de l'Indiana. S. F. est soutenu par les subventions de la Walther Cancer Foundation Advancing Basic Cancer. X. W. est soutenu par le National Natural Science Foundation of China G....

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Acclaim pepmap 100 C18 colonneThermo-Fisher164534
1 M TEAB solutionSigma-AldrichT7408
50 % hydroxylamineThermo-Fisher90115
AcétonitrileThermo-FisherA955MS Grade
dithiothreitolSigma-Aldrich43819
formaldéhydeSigma-AldrichF8775Biologie moléculaire
Formaldéhyde-D2Toronto Research ChemicalsF691353 l’acide
formiqueSigma-Aldrich695076Réactif ACS
Spectromètre de masse Fusion LumosThermo
isoacétamideSigma-AldrichI1149
MéthanolThermo-FisherA456MS Grade
NHS-S-S-bitionThermo-Fisher21441
Oasis HLB column (10 mg)Waters186000383
peroxynitriteMerck-Millipore516620
sodium cyanoborohydriteSigma-Aldrich42077PhamaGrade
sodium dithionateSigma-Aldrich157953Technical Grade
Streptavidine SepharoseGE HealcareGE17-5113-01
Ultimate 3000 nanoLCThermo

Références

  1. Radi, R. Nitric oxide, oxidants, and protein tyrosine nitration. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101, 4003-4008 (2004).
  2. Radi, R. Pr....

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Réimpressions et autorisations

Étiquettes

Nitration des protéinesspectrométrie de masseréduction chimiquemarquage à la biotinemarquage diméthyleextraction sur phase solidechromatographie liquidedétection de la nitrotyrosine