$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
1. יצירה של בדיקות LLUF
- הממברנות polyethersulfone (2 ס"מ 2) נחתמו עם משוטים משולש פוליפרופילן (אוניברסיטת קליפורניה, סן דייגו) על ידי ממברנות הדבקה עם אפוקסי על גבולות משוטים. קרום מטען שלילי polyethersulfone עם משקל מולקולרי חתוכים (MWCO) בשעה 30 kDa היה בשימוש.
- פרופילן fluorinated טפלון אתילן צינור (בקוטר פנימי / קוטר חיצוני, 0.35/0.50 ס"מ) היתה מחוברת ליציאה של צילינדר ההנעה פוליפרופילן המשולש כך בדיקה LLUF ניתן לחבר מזרק 20 מ"ל.
- לאחר השריית קרום polyethersulfone לתוך הרוק האדם בצלחת תרבות (50 מ"מ קוטר), לחץ שלילי נוצר על ידי נסיגה מזרק. מזרק עם לחץ שלילי הסיע את תהליך ultrafiltration של הדגימה חלבונים מהרוק.
- הבדיקות היו מעוקרים עם אלכוהול 70% לפני לילה לשימוש. כדי להדגים איטום הולם, אנחנו בעמדה בדיקות LLUF אל Solution המכיל כחול dextran (50 מ"ג / מ"ל) בעל מסה מולקולרית ממוצעת של 2,000 kDa עבור H 2. היעדר כחול dextran בדגימות שנאספו עולה כי ההדלפות לא פיתח במהלך ייצור בדיקה ודגימה.
2. אוסף רוק
- הרוק כולו נאסף שלושה מתנדבים בריאים (שני זכרים ונקבה אחת בין הגילאים 20 ו 40) אשר לא נטלו תרופות, ללא סימנים גלויים של 6 דלקת חניכיים או עששת.
- לאחר שטיפת הפה עם מים, דגימות רוק שלמים נאספו על ידי יריקה, ללא גירוי כימי, לתוך כלי קרח מקורר.
- כל הדגימות היו אספו ושמרו על הקרח במהלך הליך האיסוף.
- מיד לאחר איסוף, רוק (200 μl) נתבקש הדגימה עם בדיקות LLUF. הדגימה בוצעה על חדר 4 ° C.
- חלבונים רוק (1.0 מיקרוגרם / μl) עם או בלי אוסף בדיקה LLUF היו נתונים ישירות של ננו LC-המוניתpectrometry ניתוח ללא העיכול tryptic. ריכוז חלבון נקבעו באמצעות Assay ביו רד חלבון 12.
3. NanoLC LTQ-MS ניתוח
- את בלתי מתעכל דגימות רוק (5 μl) הועלו ישירות בעמודה מלכודת של מערכת NanoLC Eksigent ידי autosampler, באמצעות 100 חיץ% (2% חומצה פורמית acetonitrile/0.1%). NanoLC היה on-line יחד עם ספקטרומטר מסה פיניגן LTQ.
- אחרי המדגם טעינה כביסה, שסתום היה עבר ו 500 NL / דקה שיפוע ליניארית נמסר מלכודת והעמודה ההפרדה (10 ס"מ אורך, 100 מיקרומטר איד, בבית, עמוסות Synergi 4 מיקרומטר C18). שיפוע היה 0-50 מאגר% B (80% acetonitrile/0.1% חומצה פורמית) ב 45 דקות.
- NanoLC-LTQ המכשירים טרשת נפוצה הופעלו במצב הנתונים תלויה על ידי Xcalibur. MS / MS ספקטרום של ארבע יונים החזקים טרשת נפוצה מעל בעוצמה של 1 × 10 5 נאספו למעט דינמימופעלת האנרגיה התנגשות נקבע על 35%.
- מדגם זה הופעלה פעמיים על ידי מערכת MS-NanoLC LTQ. דוגמאות משלושה ההכנות נפרדים שימשו. פפטידים אלו לגילוי בשלוש דגימות נפרדות המפורטים בטבלאות תוספת 1 ו -2. נציג NanoLC-MS LTQ ספקטרה היה באיור 3.
4. ניתוח נתונים ו מסד הנתונים חיפוש חלבון
- כל קובץ RAW שהומר לקובץ mzXML באמצעות Readw.exe.
- קובץ mzXML היה קלט לתוך המערכת הקוסם 2 SEQUEST וחיפשו מול מסד נתונים האנושי שנוצר המרכז הלאומי למידע המתאים ביוטכנולוגיה (צמח השדה) באתר חלבון באמצעות אי - אנזים הספציפיות. סובלנות המונית של יון מבשר נקבע דה 1.5. המסה המולקולרית של 16 דה נוספה מתיונין לחיפוש ההפרש להסביר חמצון.
- לאחר חיפוש SEQUEST, התוצאות היו מסוננים באופן אוטומטי, תוקףD מוצג על ידי PeptideProphet ו ProteinProphet [המכון מערכות ביולוגיה (ISB)]. PeptideProphet מעריך ציון מקיף (P) ההסתברות המשימה פפטיד הוא "נכון" מול "לא נכון" על הבסיס של עשרות SEQUEST של זה (Xcorr, ΔCn, SP, RSp) ומידע נוסף על כל רצף הפפטיד מזוהה. ProteinProphet מחושב ציון הסתברות 0-1 עבור כל חלבון על בסיס פפטידים שהוקצו MS / MS ספקטרה.
- כדי למזער את זיהויים חיוביים שווא השתמשנו בקריטריונים המחמירים הסינון. ראשית, הפסקת הציון המינימלי P נקבע על 0.8 פפטיד כל המקובלת להבטיח שגיאה נמוך מאוד (פחות מ 3%) ורגישות טובה למדי. שנית, כל פפטידים עם ציון> P 0.8 חייב להיות גבוה בין קורלציה (Xcorr) עשרות רבות בעת ובעונה אחת: 1.9, 2.2, ו -3.0 ל 1, 2, ו 3 תשלום.
5. הסרת חיידקים דרך הפה עם בדיקות LLUF
- כדי לקבוע את היכולת של בדיקות LLUF להסירחיידקים דרך הפה, רוק לפני ואחרי LLUF בדיקה אוסף (סעיף 3) נפרש על צלחות אגר לגילוי חיידקי.
- חיידקים אירוביים גדלו על צלחת אנטיביוטיקה ללא (LB) Lauria-Bertani אגר על 37 מעלות צלזיוס למשך יום אחד.
- חיידקים אנאירוביים גדלו על צלחת אנטיביוטיקה ללא מרק Brucella אגר (BD, ניצוצות, MD) בתנאים אנאירוביים באמצעות גז פאק (BD Biosciences, בסן חוזה, קליפורניה) בשעה 37 ° C ליום אחד.
6. נציג תוצאות
1. ייצור של בדיקות LLUF ורוק הדגימה בסביבת הפה חיקה
אם רוק הדגימה יכול להתבצע למצוץ סוכריה על מקל, ההליך יהיה למנוע הידרדרות של רוק הקיף במכשירים איסוף 13-14. חשוב לציין, זה יהיה גם להיות אפשרי לעקוב אחר החולים באופן דינמי במקום מחומרי עששת בפה. בנוסף, אם הכנת המדגם באמצעות הרוק יכול להיות פשוט יותר, קלינאים היה בקלות facilitate ההליך לזרז את ההחלטה על המבצע הקליני הבא. ספקטרומטריית מסה היא אחת הטכניקות הכי רגישים כדי לזהות ואפילו חלבונים רצף בתקופה קצרה מאוד של זמן. עם זאת, הליכים מורכבים עבור הכנת המדגם יש הכבידו באמצעות טכניקה זו במרפאה. יתר על כן, ידוע כי שפע חלבונים גבוהה יותר או חלבונים בעלי משקל מולקולרי גבוה בדגימות קליניות (למשל עמילאז ברוק) נמוך מסכת חלבונים בשפע ניתוח ספקטרומטריה 15-16. כדי להתגבר על המכשולים שצוינו לעיל, פיתחנו מכשיר דמוי סוכריה על מקל ultrafiltration בשם בדיקות LLUF (איור 1). מטען שלילי polyethersulfone קרום עם MWCO ב 30 kDa (איור 1 א, א) היה דבוק ההנעה פוליפרופילן (איור 1 א, ב). זה היה ממוקם מול בדיקה LLUF מתוך כוונה סינון חלבונים גדולים ברוק. כדי לחקות את סביבת הפה האנושי (איור 1 א ', ג'), ספוג (איור 1 א, ה) היה ספוג לתוך הרוק בצלחת התרבות (איור 1 א, ו). לאחר הנסיגה באופן מלא את המזרק (איור 1 א, ד), רוק מסוננים החל לנוע לאורך צינור המחובר (איור 1 א, ג) ו נאסף.
2. זיהוי peptidome הרוק המקומית על ידי NanoLC LTQ-MS
השוואת LC chromatograms, מצאנו chromatograms שונים של רוק לפני ואחרי הדגימה LLUF (איור 2), המציין כי יש יצירות חלבונים שונים ברוק אחרי הדגימה LLUF. כדי לקבוע את יצירות חלבון, אנחנו עובדים NanoLC-LTQ ספקטרומטריית מסה כי ידוע להיות מסוגל מיד פפטידים רצף מתערובת חלבונים נפוצה. יתרה מכך, כדי לפשט את הכנת המדגם לצרכים קליניים, רוק שלם בלי כימי או עיכול אנזימטי יושמה לניתוח NanoLC MS-LTQ. באופן בלתי צפוי, 131 פפטידים לנומחדש מזוהה רוק מעוכל (לוח משלימה 1). פפטידים אלו הם שברי הנגזרות השונות חלבונים עשירים פרולין, אקטין, אלפא עמילאז, אלפא 1 גלובין, הבטא גלובין, histain 1, 1 קרטין, mucin 7, הקולטן אימונוגלובולינים פולימריות, satherin, ו S100A9. עשרים ושש פפטידים ייחודיים זוהו הרוק לאחר סינון באמצעות בדיקות LLUF (לוח משלימה 2). פפטידים אלו הם שברים שמקורם בעיקר פרולין עתירי חלבונים שונים. פפטידים שמקורם חלבונים כגון הקולטן אימונוגלובולינים פולימריות (83.24 KDA) ו אלפא עמילאז, היו בלתי ניתן לגילוי, הוכחת יכולת של בדיקות LLUF בסילוק חלבונים גדולים יותר ורב. ספקטרום MS / MS של הפפטיד PFIAIHAEAESKL המתאים פפטיד הפנימי של אלפא עמילאז ממחישה איור 3 א. מסקרן ביותר, לאחר הסרת חלבונים גדולים יותר, 18 של 26 פפטידים רצף הפך לזיהוי רוק LLUF בדיקה, דגימה (לוח ב '1). 18 פפטידים אלה נגזרו פרולין עתירי חלבונים או חלבונים היפותטיים שהסתיימו עם פרולין (P) -. גלוטמין (ש) (-PQ),-SR,-SP-PP או C-הסופית 3B איור הראה MS / MS הספקטרום של הפפטיד PQGPPQQGGHPRPP כי זוהה הרוק LLUF בדיקה, שנדגמו. הפפטיד יכול לנבוע subfamily פרולין עשיר בחלבון HaeIII 1 ו - 2 (טבלה 1).

באיור 1. יצירות של בדיקות LLUF ו דגימה של רוק כולו לחקות את חלל הפה האנושי לוח: (א) חצי חדיר polyethersulfone עם MWCO של 30 kDa (ב) ההנעה פוליפרופילן (ג) פרופילן fluorinated טפלון צינור אתילן; (ד) מזרק 20 מ"ל לוח ב ':. ספוג (ה) (לשון חיקה) היה ספוג לתוך צלחת תרבות (ו) המכיל רוק האדם ליצורחלל מלאכותית הפה האנושי (ז). לחץ שלילי וכתוצאה מכך נוצר על ידי נסיגה מלאה מזרק שמניע את הנוזלים שנאספו לנוע לאורך צינור המחובר (חץ) וכלפי החלל שנוצר (ראש חץ) בתוך מזרק. בר: 2.0 ס"מ.

איור 2. ההפרש LC / MS / MS chromatograms של הרוק לפני ואחרי הדגימה LLUF. חלבונים (1.0 מיקרוגרם / μl) המצויים ברוק כל אדם סוננו בלי או עם בדיקה LLUF. חלבונים ללא העיכול tryptic היו נתונים ישירות NanoLC LTQ-MS שהיה מצומד עם מערכת ננו LC Eksigent כמתואר חומרים ושיטות. בסיס השיא chromatograms (עם 44-MIM פעמים שימור) של הרוק לפני () ואחרי (B) הדגימה LLUF באו לידי ביטוי.

איור 3. Detection של peptidome רוק ידי NanoLC-LTQ טרשת נפוצה רצפי חלבונים. ריר לפני () ואחרי (ב) דגימה עם בדיקות LLUF נותחו על ידי NanoLC-MS LTQ כמתואר נהלים ניסיוניים. Peptidome רוק נגזר רוק אנושית טבעית ללא העיכול tryptic הודגמו בלוחות תוספת 1 ו -2. הפפטיד (PFIAIHAEAESKL) נגזר אלפא עמילאז זוהה באופן בלעדי, ללא אוסף עם בדיקות LLUF (א) דגימת רוק, הממחישות את היכולת של בדיקות LLUF בהסרת חלבונים גדולים. פפטידים רבים עם-PQ,-SR היו-SP-PP או C-Termini אך ורק לאחר בדיקות דגימות LLUF ultrafiltration. אחת (PQGPPQQGGHPRPP) של פפטידים הנגזרים שונים חלבונים עשירים פרולין הוצגו (ב '). MS / MS ספקטרום אופייני עם "Y" ו "B" יונים סדרת אישרו את זהותם של שני פפטידים.

איור 4. סילוק החיידקים באמצעות הפה במהלך בדיקות LLUF. בדיקה LLUF נבנה כמתואר חומרים ושיטות. החללית היתה ממוקמת לתוך הרוק האדם בסביבת הפה חיקה (איור 1). מזרק בסוף LLUF בדיקה בוטל ליצור לחץ שלילי כי הסיע את תהליך ultrafiltration הדגימה רוק. במהלך הדגימה, רוק שלם עבר דרך קרום בררני polyethersulfone וצברה בתוך מזרק. הרוק לפני כל דגימה עם החללית LLUF שימש פקד. רוק (10 μl) לפני ואחרי הדגימה בדיקה LLUF נפרש על צלחות אגר לגילוי חיידקי לוח:. הרוק עם (+ LLUF) וללא (+ LLUF) הדגימה LLUF בדיקה התפשטה Side-by-הצד על אנטיביוטיקה ללא אגר LB צלחת על 37 מעלות צלזיוס למשך יום אחד ב 'פאנל:. הרוק עם ובלי הדגימה בדיקה LLUF היה פרוש על צלחת אנטיביוטיקה ללא אגר Brucella מרקבתנאים אנאירוביים באמצעות גז פאק (BD Biosciences, בסן חוזה, קליפורניה) בשעה 37 ° C ליום אחד. חיידקים לא גדל על צלחות אגר מתפשטים עם הרוק בדיקה, שנדגמו LLUF, הוכחת יכולת של בדיקות LLCF לחסל אירובית כמו גם חיידקים אנארוביים בעל פה. בר: 1.0 ס"מ.
| רצף הפפטיד / מסת פפטיד מדוד | ההצטרפות מספר | שם |
| 1 | AGNPQGPSPQGGNKPQ GPPPPPGKPQ 2485.3 | gi | 41349484 | פרולין עשיר בחלבון BstNI subfamily 1 איזופורם 2 מבשר |
| | gi | 41349482 | פרולין עשיר בחלבון BstNI subfamily 1 איזופורם 1 מבשר |
| | gi | 60301553 | פרולין עשיר בחלבון BstNI subfamily 2 |
| 2 | GGHQQGPPPPPPGKPQ 1576.9 | gi | 4826944 | פרולין עשיר בחלבון HaeIII subfamily 2 |
| | gi | 9945310 | פרולין עשיר בחלבון HaeIII subfamily 1 |
| 3 | GPPPAGGNPQQPQAPPA GKPQGPPPPPQGGRPP 3126.2 | gi | 37537692 | פרולין עשיר בחלבון BstNI subfamily 4 מבשר |
| 4 | GPPPPGGNPQQPLPPPAGKPQ 2028.3 | GI | 113423660 | חזה: היפותטית חלבון |
| 5 | GPPPPGKPQGPPPQGDKSRSP 2077.8 | GI | 113423262 | חזה: איזופורם חלבון היפותטי 5 |
| | gi | 41349482 | פרולין עשיר בחלבון BSTNI subfamily 1 איזופורם 1 מבשר |
| | gi | 60301553 | פרולין עשיר בחלבון BstNI subfamily 2 |
| | GI | 113423663 | חזה: היפותטית חלבון |
| | gi | 41349484 | פרולין עשיר בחלבון BstNI subfamily 1 איזופורם 2 מבשר |
| | gi | 41349486 | פרולין עשיר בחלבון BstNI subfamily 1 איזופורם 3 מבשר |
| 6 | GPPPPPPGKPQGPPPQ GGRPQGPPQGQSPQ 2918.5 | gi | 9945310 | פרולין עשיר בחלבון HaeIII subfamily 1 |
| 7 | GPPPQEGNKPQRPPPPGRPQ 2131.3 | GI | 113423660 | חזה: היפותטית חלבון |
| 8 | GPPPQGGNKPQGPPPPGKPQ 2030 | GI | 113423663 | חזה: היפותטית חלבון |
| | gi | 41349482 | פרולין עשיר בחלבון BstNI subfamily 1 איזופורם 1 מבשר |
| | GI | 113423262 | חזה: איזופורם חלבון היפותטי 5 |
| | gi | 60301553 | פרולין עשיר בחלבון BstNI subfamily 2 |
| 9 | GPPPQGGRPQGPPQGQSPQ 1866.6 | gi | 4826944 | פרולין עשיר בחלבון HaeIII subfamily 2 |
| 10 | GPPQQGGHPPPPQGRPQ 1713.8 | gi | 9945310 | פרולין עשיר בחלבון HaeIII subfamily 1 |
| | gi | 4826944 | פרולין עשיר בחלבון HaeIII subfamily 2 |
| 11 | GPPQQGGHQQGPPPPPPGKPQ 2083.1 | gi | 9945310 | פרולין עשיר בחלבון HaeIII subfamily 1 |
| | gi | 4826944 | פרולין עשיר בחלבון HaeIII subfamily 2 |
| 12 | GRPQGPPQQGGHQQGP PPPPPGKPQ 2512.6 | gi | 4826944 | פרולין עשיר בחלבון HaeIII subfamily 2 |
| | gi | 9945310 | פרולין עשיר בחלבון HaeIII subfamily 1 |
| 13 | NKPQGPPPPGKPQGPP PQGGSKSRSSR 2720.2 | GI | 113423262 | חזה: איזופורם חלבון היפותטי 5 |
| | GI | 113423663 | חזה: הייpothetical חלבון |
| 14 | PQGPPQQGGHPRPP 1450.1 | gi | 9945310 | פרולין עשיר בחלבון HaeIII subfamily 1 |
| | gi | 4826944 | פרולין עשיר בחלבון HaeIII subfamily 2 |
| 15 | QGRPQGPPQQGGHPRPP 1791.1 | gi | 4826944 | פרולין עשיר בחלבון HaeIII subfamily 2 |
| | gi | 9945310 | פרולין עשיר בחלבון HaeIII subfamily 1 |
| 16 | SPPGKPQGPPPQ 1186.9 | GI | 113423262 | חזה: איזופורם חלבון היפותטי 5 |
| | gi | 41349482 | פרולין עשיר בחלבון BstNI subfamily 1 איזופורם 1 מבשר |
| | | gi | 60301553 | פרולין עשיר בחלבון BstNI subfamily 2 |
| | GI | 113423663 | חזה: היפותטית חלבון |
| | gi | 41349484 | פרולין עשיר בחלבון BstNI subfamily 1 איזופורם 2 מבשר |
| | gi | 41349486 | פרולין עשיר בחלבון BstNI subfamily 1 איזופורם 3 מבשר |
| 17 | SPPGKPQGPPPQGGNQ PQGPPPPPGKPQ 2720.3 | GI | 113423663 | חזה: היפותטית חלבון |
| | gi | 41349482 | פרולין עשיר בחלבון BstNI subfamily 1 איזופורם 1 מבשר |
| | GI | 113423262 | חזה: איזופורם חלבון היפותטי 5 |
| | gi | 60301553 | פרולין עשיר בחלבון BstNI subfamily 2 |
| 18 | SPPGKPQGPPQQEGNKPQ 1870.9 | gi | 37537692 | פרולין עשיר בחלבון BstNI subfamily 4 מבשר |
פפטידים לוח 1. היה ניתן להבחין אך ורק LLUF, אספו דגימות.
לוח משלימה 1. לחץ כאן לקבלת לוח משלים 1 .
לוח משלימה 2. לחץ כאן לקבלת לוח משלימה 2 .