מאמר שיטה

זרימת עבודה המבוסס על השילוב של מעקב איזוטרופי ניסויים כדי לחקור את חילוף החומרים מיקרוביאלית של מקורות מזון רבים

DOI:

10.3791/56393

22 בינואר 2018

במאמר זה

סיכום

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פרוטוקול זה מתאר תהליך ניסוי לחקור באופן כמותי ומקיף על חילוף החומרים של מקורות מזון רבים. זרימת עבודה זו, המבוססת על שילוב של ניסויים מעקב איזוטרופי שגרת אנליטית, מאפשר את גורלו של חומרים מזינים נצרך המקור מטבולית של מולקולות synthetized על-ידי מיקרואורגניזמים נקבע.

תקציר

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מחקרים בתחום המיקרוביולוגיה להסתמך על ביצוע מגוון רחב של מתודולוגיות. בפרט, פיתוח שיטות המתאימות תורמת באופן משמעותי במתן ידע נרחב על חילוף החומרים של המיקרואורגניזמים הגדלים בתקשורת כימית מוגדרים המכילים חנקן ייחודי ומקורות פחמן. לעומת זאת, הניהול באמצעות חילוף החומרים ממספר מקורות מזון, למרות נוכחותם רחבה בסביבה טבעית או תעשייתית, נשאר כמעט שאינו גלוי. המצב הזה הוא בעיקר בגלל חוסר של מתודולוגיות מתאימים, שפוגעת חקירות.

אנחנו מדווחים על אסטרטגיית ניסיוני לחקור באופן כמותי ומקיף איך חילוף החומרים פועל כאשר התזונתי מסופק הוא תערובת של מולקולות שונות, קרי, משאב מורכבים. כאן, אנו מתארים את היישום שלה לשם הערכת חלוקת ממספר מקורות חנקן דרך הרשת מטבולית שמרים. זרימת העבודה משלב מידע שהתקבל במהלך איזוטופ יציב מעקב ניסויים באמצעות שנבחרו 13C - או 15התווית על-ידי N סובסטרטים. תחילה מורכבת fermentations מקבילים, לשחזור במדיום אותו, הכולל תערובת של מולקולות המכילות N; עם זאת, מקור חנקן שנבחר מסומן בכל פעם. שילוב של תהליכים אנליטיים (HPLC, GC-MS) מיושמת כדי להעריך את הדפוסים תיוג של תרכובות יישוב וכדי לכמת את צריכת ושחזור של מצעים בשנת מטבוליטים אחרים. ניתוח משולב של ערכת הנתונים השלם מספק מבט על גורלם של סובסטרטים נצרך בתוך התאים. גישה זו דורשת פרוטוקול מדויק עבור האוסף של דוגמאות – הקל על-ידי מערכת בסיוע רובוט לניטור המקוון של fermentations – ואת ההישג של אינספור ניתוחים גוזלת זמן. למרות אילוצים אלה, זה מותר הבנה, בפעם הראשונה, חלוקת מקורות חנקן רבים ברחבי הרשת מטבולית שמרים. מבואר הפצה מחדש של חנקן ממקורות שופע יותר לכיוון N-תרכובות אחרות ואנו נחוש את המקורות מטבולית של מולקולות נדיפות וחומצות אמינו proteinogenic.

מבוא

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ההבנה כיצד פועלת מטבוליזם מיקרוביאלי היא סוגיה מרכזית על עיצוב האתר של אסטרטגיות יעילות כדי לשפר תהליכי תסיסה, לווסת את הייצור של תרכובות fermentative. ההתקדמות גנומיקה, גנומיקה תפקודית בשני עשורים האחרונים אלו תרמו במידה רבה הרחבת הידע של הטופולוגיה של רשתות מטבוליות של מיקרואורגניזמים רבים. הגישה למידע זה הוביל לפיתוח גישות המטרה עבור סקירה מקיפה של תפקוד התאים1. מתודולוגיות אלה לעיתים קרובות לסמוך על פרשנות המבוססת על מודל של פרמטרים מדידים. נתונים ניסיוני אלה כוללים, מצד אחד, ספיגת מטבוליט וקצבי ייצור ו, מצד שני, ניסויים כמותיים תאיים המתקבל איזוטופ מעקב. נתונים אלה מספקים מידע חיוני עבור ניכוי של הפעילות ויוו של מסלולים שונים הרשת המוגדרות מטבוליים2,3,4. כיום, טכניקות אנליטיות זמין רק לאפשר את איתור מדויק של תיוג דפוסים של מולקולות בעת שימוש איזוטופ רכיב אחד ואולי גם כאשר תיוג במשותף עם שני אלמנטים איזוטרופי. יתר על כן, תחת רוב תנאי הגידול, מקור פחמן מורכבת רק אחד או שניים-תרכובות. כתוצאה מכך, גישות המבוסס על 13C-איזוטרופי קליעים נותבים של פחמן סובסטרטים נרחב ובהצלחה הוחלו לפתח הבנה מלאה של פחמן רשת מטבולית פעולות5,6,7 ,8.

לעומת זאת, רבים בסביבות טבעיים ותעשייתיים, המשאב חנקן זמין התומך צמיחת חיידקים מורכב לעיתים קרובות של מגוון רחב של מולקולות. לדוגמה, במהלך התסיסה יין או בירה, חנקן מסופק הוא תערובת של 18 חומצות אמינו, אמוניום ריכוזים משתנים9. זה מגוון של תרכובות N הנגישים עבור אנאבוליזם הופך תנאים אלה מדיה מורכבת מאוד שונים מאלה הנפוץ עבור מחקרים פיזיולוגיים, כמו האחרון מושגות באמצעות מקור ייחודי של חנקן, בדרך כלל אמוניום.

בסך הכל, הפנימו עשוי להיות שולבו חלבונים או catabolized ישירות תרכובות חנקן. מבנה הרשת של חילוף החומרים חנקן מיקרואורגניזמים רבים, כולל את השמרים האפייה, מורכב מאוד בהתאם המגוון של סובסטרטים. סכמטי, מערכת זו מבוססת על השילוב של הליבה המרכזית של חילוף החומרים של חנקן אשר מזרז את interconversion של גלוטמין, גלוטמט וα-ketoglutarate10,11, עם הטרנסאמינאז ורמת deaminases. דרך רשת זו, אמין קבוצות אמוניום או חומצות אמיניות אחרות נאספים ושוחררה חומצות α-קטו. Intermediates אלה הם גם synthetized עד12,פחמן מרכזי חילוף החומרים (CCM)13. זה מספר רב של תגובות מסועף, intermediates, מעורב קטבוליזם של מקורות חנקן אקסוגני והן את אנאבוליזם proteinogenic חומצות אמינו, ממלא את הדרישות anabolic של התאים. הפעילות דרך המסלולים מחוברים שונים תוצאות גם הפרשה של מטבוליטים. בפרט, חומצות α-קטו ייתכן שתנותב דרך ארליך בשביל לייצר כהלים גבוה יותר, שלהם אצטט אסתר נגזרים14, אשר חיוני כתורמים הפרופילים חושית של מוצרים. לאחר מכן, איך פועל חנקן מטבוליזם תפקיד המפתח לייצור ביומסה, היווצרות של מולקולות נדיפות (ארומה).

תגובות, אנזימים, גנים המעורבים בחילוף החומרים חנקן מתוארים בהרחבה בספרות. עם זאת, סוגיית חלוקת מקורות חנקן רבים ברחבי רשת מטבולית לא כבר טופלה. ישנן שתי סיבות עיקריות להסביר חוסר מידע. ראשית, על רקע המורכבות חשוב של הרשת חילוף החומרים חנקן, כמות גדולה של נתונים כמותיים נדרשת עבור הבנה מלאה של הפעולה שלו, זה לא היה זמין עד עכשיו. שנית, רבים ניסיוני אילוצים ומגבלות של שיטות אנליטיות מנעו את יישום גישות ששימשו בעבר הבהרה של הפונקציה CCM.

כדי להתגבר על בעיות אלה, בחרנו לפתח גישה ברמת המערכת המבוסס על הפיוס של נתונים מתוך סדרה של ניסויים איזוטרופי מעקב. זרימת העבודה כוללת:
-קבוצת fermentations מתבצעת תחת באותם תנאים סביבתיים, בעוד מקור מזין שנבחר שונה (סובסטרט) נקראת בכל פעם.
-שילוב של תהליכים אנליטיים (HPLC, GC-MS) לקביעת מדויק, בשלבים שונים של התסיסה, של ריכוז המצע שכותרתו וריכוז שיורית והעשרה איזוטרופי של תרכובות הנגזרים קטבוליזם של מולקולת שכותרתו, כולל ביומסה נגזר.
-חישוב של האיזון מסה ו איזוטרופי לכל נצרך מולקולה שכותרתו, ניתוח משולב נוסף של ערכת הנתונים כדי לקבל סקירה הכללית של ההנהלה של מקורות מזון רבים על-ידי מיקרואורגניזמים באמצעות הקביעה של יחסי גודל השטף .

כדי להחיל מתודולוגיה זו, ישולם תשומת לב להתנהגות לשחזור של הזן/בקטריה בין תרבויות. יתר על כן, יש לקחת דגימות מתרבויות שונות במהלך התקדמות התסיסה מוגדרים היטב אותו. עבודה ניסיונית דיווח בכתב היד, מערכת בסיוע רובוט משמש לניטור המקוון של fermentations להביא בחשבון אילוצים אלה.

יתר על כן, זה חיוני לבחור סט מצעים עם תוויות (מתחם טבע, המיקום של תיוג) המתאים לדון בבעיית המדעי של המחקר. . הנה, 15התווית על-ידי N אמוניום, גלוטמין וארגינין נבחרו שלושה מקורות חנקן העיקריים שנמצאו מיץ ענבים. פעולה זו מותרת הערכת הדפוס של חנקן הפצה מחדש של תרכובות נצרך כדי חומצות האמינו את proteinogenic. אנחנו נועד גם כדי לחקור את גורלו של עמוד השדרה פחמן של חומצות האמינו נצרך את ותרומתם הייצור של מולקולות נדיפות. לפגוש את המטרה, בצורה אחידה 13התווית על-ידי C לאוצין, איזולאוצין, תראונין, ולין נכללו במחקר כמו חומצות אמינו הנגזרים intermediates העיקריים של הנתיב ארליך.

בסך הכל, באופן כמותי חרשנו שבו שמרים מנהל משאב חנקן מורכבים, בעזרת חנקן אקסוגני מקורות כדי למלא את הדרישות anabolic שלה במהלך התסיסה בעת הסרת בנוסף עודף של פחמן מבשרי כמו מולקולות נדיפות. ניתן להחיל את הליך ניסיוני דיווח בעיתון הזה לחקור מקורות תזונתיים מרובים אחרים בשימוש על ידי כל מיקרואורגניזם אחר. זה נראה גישה המתאים לניתוח של ההשפעה של הרקע הגנטי או תנאי הסביבה על התנהגות מטבולית של מיקרואורגניזמים.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. תסיסה ודגימה

  1. הכנת fermenters ומדיה
    הערה: כל fermentations מתבצעות בחוץ במקביל, תוך שימוש המתח אותו, באותו כימית מוגדר בינוני סינתטי (SM, קומפוזיציה הניתנים טבלה 1), אשר כוללת תערובת של אמוניה וחומצות אמינו כמו חנקן ממקורות15. עבור כל התסיסה, תרכובת חנקן אחד מסופק באופן בלעדי בצורה אחידה שכותרתו 13C או טופס 15N (100%), בעוד האחרים נותרים ללא תווית. עבור כל מקור חנקן שכותרתו בו נעשה שימוש בערכת ניסויים (כאן: 15NH4, U -15N4-Arg, U -15N2-אך זה לא נגמר, U -13C6-Leu, U -13C5-ואל, U -13C6-איל, U -13C4-חמישי), שתיים fermenters מוכנות. עבור כל תנאי, כפולים התסיסה מתבצעת באמצעות רק מולקולות ללא תווית (פקד 7 fermentations).
    1. עבור כל N-מקור להילמד, הכנת 500 מ"ל של SM בינוני המכיל את כל מקורות חנקן המפורטים בטבלה 1, למעט המתחם כדי לשמש 100% תוויות הטופס.
      הערה: המולקולה שכותרתו נוסף בשלבים הבאים.
    2. Pasteurize כל מדיום בבקבוקון 1 ליטר (10 דקות, 100 ° C) המכילה בר מלהיב מגנטי. שוקל את הכמות המתאימה של מולקולה שכותרתו להגיע הריכוז הסופי המדווחת ב טבלה 1 , לפזר זאת בתוך המדיום.
    3. לעקר את המדיום באמצעות מערכת סינון חד פעמיים ואקום (ממברנה אצטט תאית, 0.22 מיקרומטר). באמצעות צילינדר מדידה סטרילי, לחלק האמצעי בין fermenters מראש מעוקרות שני (250 מ"ל) מכילים פס מגנטי מלהיב, מצוידים. התססה מנעולים כדי למנוע כניסת חמצן, אך לאפשר את שחרורו של CO2.
    4. מחממים את המבחנות תסיסה עד 28 ° C על-ידי הצבתם בחדר דגירה ללילה 1 (טמפרטורה להגדיר ב 28 מעלות צלזיוס).
  2. חיסון וניטור של fermentations
    1. לגדל זן cerevisiae ס צינורות סטרילי המכיל 10 מ"ל YPD בינוני ב 28 ° C עם טלטול (150 סל ד) במשך 12 שעות. לאחר מכן, pipet 1 מ"ל של YPD preculture. ולהעביר אותו ל 10 מ"ל של SM בינוני (צינורות סטרילי 15 מ"ל). דגירה התרבות של 12 שעות ב 28 ° C עם טלטול (150 סל ד).
    2. תחת זרימה שכבתית, לאסוף preculture aliquot, לכמת האוכלוסייה התא באמצעות מונה הניתן חלקיקים אלקטרונית זה מצויד עם צוהר 100 מיקרומטר. Centrifuge את preculture (2,000 x g, 15 דקות, 4 ° C), להשעות את צניפה ףקיהב במים סטריליים בריכוז הסופי של 2.5 x 108 תאים למ"ל המתאים. לחסן כל fermenter עם 1 מ"ל של התליה תא.
      הערה: מערכת רובוטית המשמשת לפיקוח ההתקדמות תסיסה מתואר באיור1.
    3. הכן את הפלטפורמה תסיסה על ידי התקנת fermenters את המדריכים תמיכה כמו שצריך להציב על לוחות מלהיב 21-מיקום, לקבוע את שיעור מלהיב בכל סל ד 270. כדי להתחיל מאפשר פיקוח על כל התסיסה, להפעיל את היישום בקרת רובוט, ולאחר מכן לחץ על לחצן "התחל assay" ובחר האחסון תסיסה יבוצע (300 מ ל).
    4. הממשק המוצג מאפשרת את הסימן של המספר המיקום של fermenters על הרציף. כדי להבטיח שמצב זה מתרחש, לחץ לחיצה ימנית על המיקום חריץ ובחרו 'הפעל' כדי להפעיל פיקוח על fermenter ממוקם במיקום זה.
    5. אתחל את תוכנת חישוב, לצמיתות הפועלים במערכת, לפני תחילת הרכישה משקל. לחץ על כפתור "Initialiser" ולאמת עם "אישור". לחץ על "לחצן התחל" של היישום בקרת רובוט להתחיל את הרכישות משקל.
  3. הליך הדגימה
    הערה: עבור כל fermenter, דגימות נלקחים כאשר ההפקה2 CO (הערך המוצג ופשוט במחשב שבו פועל את תוכנת חישוב) מגיעה נקודת-הסט נדרש: 5, 10, 40 ו- 90 g/L במחקר זה.
    1. דגימה נוהל תרבויות עם תרכובות עם תוויות.
      1. צנטריפוגה 6 מ ל שני מדגמים (2,000 x גרם, 5 דקות, 4 ° C). לשמור ולאחסן את supernatants קפוא ב- aliquots שני ב-80 מעלות צלזיוס. לשטוף את החבילות פעמיים עם מים מזוקקים מ ל, חנות ב-80 מעלות צלזיוס לשקילת איזוטרופי enrichments.
    2. דגימה נוהל תרבויות ללא תרכובות עם תוויות
      1. קציר 10 מ"ל של תרבות, אשר ישמשו לקביעת משקל יבש. גלולה התאים מדגימות 10 מ ל שני על ידי צנטריפוגה (2,000 x גרם, 5 דקות, 4 ° C). לשטוף את החבילות פעמיים עם 10 מ"ל מים מזוקקים ואחסן אותם ב- 80 ° C לקביעת חלבון ותוכן חומצת אמינו.

2. כימות של מקורות חנקן נצרך

  1. נחישות אנזימטי של ריכוזי אמוניה שיורית
    הערה: קביעת ריכוז אמוניה supernatants מתבצעת באמצעות ערכת מבוססי אנזים מסחרי; כל ריאגנטים מסופקים על ידי היצרן.
    1. להכין פתרון אמוניה סטנדרטי (61.4 mg/L) על ידי המסת 25 מ ג של דיוק שנשקל (NH4)2אז4 ב 100 מ ל סטריליות.
    2. כדי ליישם הוראות היצרן, לבצע לדילול 1:2 הדגימות שנלקחו לפני התסיסה ו- 5 g/L של CO2 שוחרר. התאם את רמת החומציות של הדגימות כ 8 על-ידי הוספת 1 מ' KOH. שימו לב האחסון הוסיף, קח את זה בחשבון הגורם לדילול.
    3. ב- 4 מ"ל ספקטרופוטומטרים וואקום, µL 100 מיקס מדגם (מדולל במידת הצורך), מזוקק מים או פתרון אמוניה סטנדרט עם 2 מ של ריאגנט 1 (0.75 מ מ ADP ו- U/mL 30 גלוטמט דהידרוגנאז במאגר pH 7.8) ו- 500 µL של ריאגנט 2 (1.3 מ'מ NADH). תקופת דגירה של 15 דקות בטמפרטורת החדר, קרא NADH ספיגת-340 nm (A1).
    4. להוסיף 500 µL של ריאגנט 3 (60 מ מ α-ketoglutarate במאגר pH 8), דגירה המדגם במשך 20 דקות בטמפרטורת החדר, ולקרוא את ספיגת NADH-340 nm (A2).
    5. לחשב באמצעות ריכוז אמוניה:
      גאמוניה (g/L) = 0.083מדגםx [(0.839 x A1-A2) - (0.839 x A1-A2)מים מזוקקים]
    6. בדוק הריכוז הנכון מתקבל עם הפתרון הסטנדרטי.
  2. כרומטוגרפי קביעת ריכוזי חומצת אמינו שיורית
    הערה: קביעת ריכוזי חומצת אמינו ב supernatants מושגת באמצעות מערכת ניתוח חומצת אמינו ייעודי המבוסס על יונים כרומטוגרפיה עם פוסט derivatization עמודה של N-תרכובות עם ninhydrin, אשר מאפשר שלהם זיהוי ערכי צבע מוחלטים.
    1. להכין פתרון הפניה על-ידי הוספת µL 200 של תערובת מסחרית של חומצות אמינו ניטרליים, חומצי, 200 µL של תערובת מסחרית של חומצות אמינו בסיסיות, 200 µL של 2.5 מ מ גלוטמין µL 400 מ מ 200 ליתיום ציטרט מאגר, pH 2.2. פתרון זה מוגדרים כימי התייחסות כאל מדגם.
    2. להוסיף 200 µL של 25% (w/v) sulfosalicylic תמיסה חומצית המכיל norleucine 2.5 מ מ (תקן פנימי) µL 800 של הדגימה כדי להסיר את מולקולות עם משקולות מולקולרית גבוהה. תקופת דגירה של h 1-4 ° C, צנטריפוגה (3,000 x גרם, 10 דקות, 4 ° C), מסנן דרך קרום גודל הנקבוביות ניטרוצלולוזה 0.22-מיקרומטר (מערכת מזרק).
    3. בתוכנה מתכנת, לחץ על לחצן "הפעל" כדי להתחיל את כרומטוגרפיה נוזלית (LC) ניתוחים במנתח מצויד עמודה קטיון (ליתיום טופס). Elute של חומצות אמינו עם מאגרי ליתיום רצופים כדי ליצור מעבר הדרגתי pH והן הדרגתי בריכוז נגד יון בשילוב עם מעבר צבע חום (טבלה 2).
    4. לכמת את תרכובות חנקן לאחר ninhydrin derivatization על ידי גלאי spectrophotometric-570 nm (סגול הגיוון: תגובה בין ninhydrin וקבוצת אמין של חומצות אמינו), 440 ננומטר (צהוב הגיוון: תגובה בין ninhydrin ואימין קבוצת פרולין).
    5. לבצע כיול פנימי של נקודה אחת באמצעות הפניה פתרון norleucine כמו תקן פנימי כדי לחשב את ריכוזי חומצות אמינו הדגימות באמצעות התוכנה של היצרן.

3. כימות של חומצות אמינו Proteinogenic

  1. מידת משקל יבש תא
    1. סנן 10 מ"ל של תרבות דרך מסנן ניטרוצלולוזה (נקבובית גודל 0.45 מיקרומטר) כי היא מראש שנשקל במשקע אלומיניום, באמצעות מכשיר ואקום. לשטוף פעמיים עם 50 מ ל מים מזוקקים.
    2. מקם את המסנן בגביע אלומיניום ויבש בתנור החום ב 105 מעלות צלזיוס במשך 48 שעות (עד ללא שינוי נוסף במשקל נצפית) לפני ושקילה המסנן בגביע. חישוב הפרש המשקל.
    3. חישוב הממוצע של מדידות עצמאי לפחות 3 כדי לקבוע באופן מדויק את המשקל תאים יבשים של התרבות שמרים.
  2. כימות של תכולת החלבון של תאים
    הערה: כימות של השבר חלבונים מהתאים מבוצע לפחות שהפקידים באמצעות כדורי תא ללא תווית כי התקבלו כמתואר בסעיף 1.3.2.
    1. תמצית חלבונים על ידי תוספת של 1 מ"ל של פתרון דימתיל סולפוקסיד (50% v/v) כדורי קפוא, דגירה ב 105 ° C לשעה בתנור חום יבש.
    2. לכמת את תכולת חלבון תמציות דימתיל סולפוקסיד באמצעות וזמינותו ערכי צבע מוחלטים הביוכימי מבוססת על צמצום על ידי חלבונים של Cu++ לתוך Cu+ יונים יש נוספת שבגינו החומצה bicinchoninic במתחם כחול (BCA assay).
  3. קביעת התרומה של חומצות אמינו בתוך חלבונים
    הערה: פרופיל חומצות אמינו proteinogenic נקבע לפחות שהפקידים מן התא ללא תווית כדורי (1.3.2.).
    1. להכין תמצית חמצון על ידי השעיית בגדר תא ב 200 µL של חומצה performic (חומצה פורמית 90%, 10% חמצן). תקופת דגירה של 4 שעות ב 4 ° C ולהפסיק את התגובה על ידי התוספת של 33.6 מ ג נתרן גופרתי.
      הערה: השלב חמצון נדרש כדי להמיר מתיונין sulfone ו- cysteic חומצה, אשר ניתן לכמת עוד יותר על ידי יונים כרומטוגרפיה ציסטאין ומתיונין. עם זאת, כמה חומצות אמיניות (טירוזין פנילאלנין, היסטידין, ארגינין) הם שפגע בסימני במהלך הטיפול חמצון. כתוצאה מכך, שני hydrolysates (עם ובלי חמצון) מוכנות.
    2. להוסיף µL 800 של 6N HCl תא כדורי או מחומצן תמצית, דגירה המדגם שפופרת זכוכית הרמטית עבור h 16 ב 110 מעלות צלזיוס בתנור חום יבש. להוסיף 200 µL של 2.5 מ מ norleucine ולהסיר HCl עם זרם של חנקן. לשטוף (resuspending את תמצית יבשים ולאחר מכן להסיר את הנוזל עם זרם חנקן) פעמיים עם 800 µL של מים מזוקקים ולאחר מכן עם 800 µL של אתנול. לקחת µL 800 200 מ"מ ליתיום אצטט מאגר, pH 2.2.
      הערה: תשומת הלב צריך להיות משולם את זמן הדגירה הידרוליזה כמה חומצות אמיניות אינם יציבים בתנאים חומציים. השבר טריפטופן חלבון מוערך מהנתונים שנמצאו בספרות16, כמו זו חומצת אמינו לחלוטין שפגע בסימני במהלך HCl הידרוליזה.
    3. להכין תקן hydrolysate כיול פנימי של נקודה אחת. להוסיף µL 160 של פתרון מסחרי של חומצות אמינו הידרוליזה µL 840 200 מ"מ ליתיום אצטט מאגר, pH 2.2, המכיל 625 מיקרומטר מתיונין sulfone, 625 חומצה cysteic מיקרומטר, 625 norleucine מיקרומטר.
    4. לקבוע את הריכוזים היחסיים של חומצות אמינו בתוך חלבונים בשיטת כרומטוגרפי המתוארות בסעיף 2.2.
  4. חישובים
    1. לחשב את אחוז משקל כל חומצת אמינו בחלבונים על-ידי חלוקת כמות כל חומצה אמינית (mg/L) נמדד לפי הסכום הכולל של חומצת אמינו נמדד תמצית חלבון (סכום ב- mg/L).
    2. אחוז זה להכפיל הריכוז של חלבונים התרבות (mg/L), כלומר, המוצר בין התוכן חלבון של ביומסה משקל יבש, כדי להעריך את הריכוז של כל חומצת אמינו proteinogenic בתרבות (mg/L).

4. מדידה של העשרת איזוטרופי של חומצות אמינו Proteinogenic

הערה: עבור המידה של העשרת איזוטרופי של חומצות אמינו proteinogenic, השתמש כדורי תאים עם תוויות. שלושה סוכנים שונים משמשים עבור השלב derivatization לכמת את העשרת איזוטרופי של חומצות אמינו. עוצמות אשכול יונים נמדדים כדי להעריך את דפוסי תיוג חומצות אמינו. האות של כל יון אשכול מקביל השפע isotopomers המונית (m0 = ללא תיוג, מ'+1 = 1 אטום עם תוויות,...) של קטע חומצה אמינית. דוגמה chromatogram המתקבל לאחר ההליך DMADMF מסופק באיור2.

  1. ביומסה הידרוליזה
    1. Hydrolyze כדורי תא (תואם ל- 1-2 מ"ג של ביומסה מיובשים) על ידי הוספת 1.2 מ ל 6 M HCl המקננת המדגם עבור h 16 ב 105 ° C בצינורות זכוכית סגורים היטב בתנור חום יבש.
    2. להוסיף 1.2 מ ל מים מזוקקים, צנטריפוגה x 3000 g עבור 5 דקות כדי הסרת לכלוך הסלולר. להפיץ את תגובת שיקוע לתוך שברים µL 400 ששה צינורות זכוכית פתוח. יבש השברים בתנור החום ב 105 ° C עד שיגיעו מרקם של סירופ (4-5 שעות).
  2. Derivatization Ethylchloroformate (ECF)
    1. להמיס את hydrolysate יבשים ב 200 µL של 20 מ מ HCl; לאחר מכן, להוסיף µL 133 פירידין: אתנול (1:4). הוסף µL 50 של ECF derivatize של חומצות אמינו ולהמתין עד כל CO2 שוחררה. להעביר את התערובת צנטריפוגה צינורות המכילות 500 µL של דיכלורומתאן לסחוט את תרכובות derivatized.
    2. מערבולת הצינורות עבור 10 s ו צנטריפוגה אותם במשך 4 דקות ב 10,000 x g; לאסוף את השלב אורגני התחתון עם פסטר pipet, העברה ל- GC בקבוקונים המכילים זכוכית חרוט מוסיף כך הדגימות עשוי להיות מוזרק ישירות לתוך הכלי GC/MS.
  3. (N, N)-Dimethylformamide דימתיל אצטל (DMFDMA) derivatization.
    1. להמיס את hydrolysate מיובשים 50 µL של מתנול, 200 µL של acetonitrile. להוסיף 300 µL של DMFDMA. מערבולת הצינור ולהעביר הדוגמאות כדי GC תעשיה שבקבוקי המכילים זכוכית חרוט מוסיף.
  4. N, O-Bis (trimethylsilyl) trifluoroacetamide (BSTFA) derivatization
    1. להשעות את hydrolysate ב 200 µL של acetonitrile. להוסיף 200 µL של BSTFA, לסגור הרמטית את מבחנה, דגירה במשך 4 שעות ב 135 ° C לפני העברת התמצית ישירות GC בקבוקונים.
  5. ניתוח GC-MS
    1. לנתח דגימות עם שמוצאים את זה מצויד עם מזרק תעשיה, מצמידים ספקטרומטר מסה.
      1. השתמש בתוכנה כלי ספציפי לשלוט המכשיר ולנתח את chromatograms. בתפריט "רצף", לחץ על "בטבלה יומן לדוגמה" כדי ליצור את רשימת הדגימה ולחץ על לחצן "הפעל" כדי להתחיל את הזריקות.
        הערה: שמוצאים מצויד עם 30 מ' x 0.25 מ"מ apolar סיליקה נימי עמודה עם עובי הסרט μm 0.15. השוכן הטמפרטורה פאול ספקטרומטר מסה 150 ° C והחזק את הקו העברה ב 250 מעלות צלזיוס במשך כל הבדיקות. שלוש תוכניות אנליטית, כל אחד ספציפי לכל סוכן derivatization, משמשים.
      2. ECF נגזרים: שימוש הליום כשלב ניידים עם קיבולת של 1.2 מ ל לדקה השוכן הטמפרטורה של הים 230 ° C ושל המקור ב- 250 מעלות צלזיוס. תוכנית של תעשיה להחדיר µL 1 דוגמאות של פיצול יחס של 3:1. להפעיל את הבדיקות, והגדילו בהדרגה את טמפרטורת התנור כדלקמן: 130 מעלות צלזיוס למשך 3 דקות; שיפוע של 15 ° C/min 260 מעלות; לשמור על הטמפרטורה ב 260 מעלות צלזיוס למשך 20 דקות.
      3. נגזרים DMFDMA: שימוש הליום כשלב ניידים עם זרם קבוע של 1.2 מ ל לדקה השוכן הטמפרטורה של הים 230 ° C ושל המקור ב- 250 מעלות צלזיוס. תוכנית של תעשיה להחדיר µL 1 דוגמאות של פיצול יחס של 3:1. להפעיל את הבדיקות, והגדילו בהדרגה את טמפרטורת התנור כדלקמן: 60 מעלות צלזיוס במשך 1 דקה; שיפוע של 20 ° C/דקה עד 130 מעלות צלזיוס; הדרגה השנייה של 4 ° C/min 260 מעלות; לשמור על הטמפרטורה ב 260 מעלות צלזיוס למשך 10 דקות.
      4. נגזרים BSTFA: הליום שימוש כמו השלב ניידים עם זרם קבוע של 1.2 מ ל לדקה השוכן הטמפרטורה של הים 275 מעלות צלזיוס ושל המקור ב 300 º C. להפעיל את הבדיקות (הזרקת: 1 µL), בהדרגה להגדיל את טמפרטורת התנור כדלקמן: 110 ° C עבור 1 דקות; הדרגה הראשונה של 2 ° C/min 154 מעלות; הדרגה השנייה של 5 ° C/דקה עד 300 ° C; לשמור על הטמפרטורה ב 300 מעלות צלזיוס למשך 10 דקות.
      5. להליך זיהוי: עבור כל מצב של derivatization, להזריק מדגם (1 µL) במצב סריקה עם אלקטרון חיובית השפעה יינון-70 eV ו לרשום משך הזמן של כל חומצת אמינו.
      6. השתמש בערכים אלה כדי להגדיר החלונות. הזמן ברחבי chromatogram את ועבור היונים שנבחר שונה, אשר אופיינית לכל חומצה אמינית המפורטים בטבלה 3; ערכים אלה צריך להיות כלולות עבור כל חומצת אמינו. לכלול מידע זה בתוכנית זיהוי ה-SIM, להפעיל את הבדיקות במצב ה-SIM עם אלקטרון חיובית השפעה יינון-70 eV.
    2. לאסוף את התוצאות של הבדיקות; כלומר, עבור כל חומצת אמינו, להקליט מקבץ של עוצמות המתאימות כדי שלה isotopomers מסה שונה. לעבד נתונים באמצעות ה-dedicatedsoftware17 לתקן עבור תיוג טבעי, לחשב את העשרת איזוטרופי חומצות אמינו proteinogenic (כהגדרתו השבר שכותרתו של חומצת אמינו ביחס שלה הסכום הכולל חלבון דוגמאות).
      הערה: את העשרת איזוטרופי של מולקולה (קרי), המבוטא באחוזים, חישוב חלוקת הסכום של עוצמות המתוקן isotopomers המוני עם תיוג (ז1, m2,. קובי בn) בסכום המתוקן עוצמות של כל isotopomers המוני (m0, מ'1, m2,. mn):
      כלומר אני = (ז1 + m2 +... + mn) / (m0 + m1+ m2 +... + mn)

5. כמת והעשרה איזוטרופי של תרכובות נדיפות

  1. מיצוי של תרכובות נדיפות שכותרתו
    1. להוסיף 10 µL של סטנדרטים פנימיים deuterated 5 מ של תגובת שיקוע (הריכוז הסופי של תרכובות deuterated: µg 100/L) שפופרת זכוכית 15 מ"ל. להוסיף 1 מ"ל של דיכלורומתאן, בחוזקה לסגור את הצינורות ואת לנער אותם בפלטפורמה נדנדה 20 דק צנטריפוגה למשך 5 דקות ב g x 3000 ולאסוף השלב התחתון אורגני שפופרת זכוכית 15 מ"ל. חזור על החילוץ דיכלורומתאן.
    2. יבש את תמצית אורגנית מעל 500 מ"ג נתרן גופרתי נטול מים ולאסוף את שלב נוזלי עם pipet פסטר. לרכז את התמצית בפקטור של ארבעה מתחת שטף חנקן, להעביר אותו בקבוקון תעשיה GC.
  2. GC-MS כימות של תרכובות נדיפות
    1. לצייד את הדגימות עם עמודה נימי של סיליקה fused 30 מ' x 0.25 מ"מ עם עובי הסרט μm 0.25 ולהחיל זרם קבוע הליום של 1.0 מ"ל לדקה להחזיק את מזרק לבין הקו העברה ב- 250 מעלות צלזיוס.
    2. להזריק µL 2 מדגם עם יחס פיצול של 10:1 ויש להפריד בין מולקולות נדיפות חילוץ באמצעות הפרופיל טמפרטורת התנור הבא: להחזיק את הטמפרטורה למשך 3 דקות ב 40 מעלות צלזיוס, להגדיל אותו על ידי 4 ° C/דקה עד 220 ° C, ולאחר מכן הקש התנור ב 220 מעלות צלזיוס למשך 20 דקות.
    3. לזהות את תרכובות באמצעות ספקטרומטר מסה עם הטמפרטורה שלו המקור שוכן בגובה 230 ° C ו את הטמפרטורה פאול ספקטרומטר המסה שלו, שוכן בגובה 150 ° C. שיא מסת ספקטרום במצב נבחר יון ניטור (SIM) עם אלקטרון חיובית השפעה יינון-70 eV ושימוש האשכולות יון ספציפיים כדי תרכובות נדיפות המדווחות בטבלה4.
    4. השתמש כיול חיצוני של 7 נקודות כדי לכמת את ריכוזי מולקולות נדיפות מן הסכומים של עוצמות של האשכול יון המתאימים. להכין מלאי פתרונות של כל המתחם (10 גרם/ליטר) ב- 100% אתנול. לאחר מכן, הכן פתרונות סטנדרטיים עבור כל מחלקה של מולקולות נדיפות (אסטרים אתיל, מיוצרות, כהלים וחומצות) על ידי ערבוב פתרונות מניות. לבסוף, לדלל כמויות שונות של פתרונות סטנדרטיים בפתרון hydroalcoholic 12% המכיל חומצה טרטרית 5 g/L עם ה-pH להתאים ל- 3.3 להכין כיול פתרונות.
    5. במקביל, לתקן עבור תיוג הטבעי של עוצמות של כל אשכול יון, לחשב את העשרת איזוטרופי של תרכובות נדיפות, אשר מוגדר השבר שכותרתו של המולקולות ומבוטא כאחוז שימוש בתוכנה ייעודית 17.

6. חישובים עבור ניתוח משולב של הנתונים (dataset)

  1. איסוף הנתונים הגולמיים
    1. באמצעות הפירוט המוצגת טבלאות 5, 6, 7, ו- 8, הזן את ערכי הנתונים הגולמיים התואמים ריכוז חומצות אמינו חוץ-תאית, משקל יבש של תאים, חלבון התוכן של תאים, ריכוז של מולקולות נדיפות, ואת איזוטרופי העשרה של חומצות אמינו proteinogenic ומולקולות נדיף.
      הערה: הנתונים המוצגים בטבלאות מבוטאים מ מ. כל התוצאות מתבטאים גם ב- mg/L על ידי הכפלת הערכים מ מ משקל מולקולרי של כל מולקולה או ב- mg N/L על ידי הכפלת ריכוז חומצת אמינו proteinogenic millimolar המסה האטומית של חנקן (14 u) ועל -ידי המספר של חנקן ato ms המסופקים על-ידי קטבוליזם של מולקולה זו.
    2. לחשב את אחוז מסת כל חומצת אמינו בחלבונים על-ידי חלוקת הכמות שלו ב- mg/L ב- hydrolysate לפי הסכום הכולל של חומצות אמינו (סכומן ב- mg/L).
    3. לחשב את האמצעים, סטיות תקן, תקן שגיאות של הממוצע מן הנתונים התקבלו בניסויים עצמאית.
    4. לחשב את ריכוז proteinogenic (mg/L) עבור כל חומצת אמינו על-ידי הכפלת האחוז של זו חומצת אמינו בחלבונים (mg aa/g חלבונים) על-ידי השבר חלבון ביומסה (גרם חלבונים/g DW) ואת תוכן משקל יבש (ביומסה ייצור) ב- בינוני (g DW/L).
  2. 15 N מעקב איזוטרופי ניסויים
    1. באמצעות הפירוט המוצגים בטבלה 9, לחשב שברים שכותרתו, ללא תווית של חנקן הקיימים חומצות אמינו proteinogenic (מבוטא במ ג N/L) של ריכוזי הכולל שלהם (מבוטא במ ג N/L) שלהם enrichments איזוטרופי. עבור כל חומצת אמינו, השבר עם תוויות מקביל המוצר בין הריכוז שלו את העשרת איזוטרופי, החלק ללא תווית הוא ההפרש בין סך הכמויות המסומנות בתווית.
    2. לאחר מכן, לקבוע את השבר של חנקן הכולל בחלבונים מכילה חומצות אמינו את proteinogenic לכמת במחקר זה מסכם את הסכום הכולל של Ala, Gly, וואל, Asp, Phe, Leu, איל, חמישי, Ser, Pro, ליס, שלו, Glu, Arg (ב מ ג N/L), חלוקת סה כ הר של חנקן הכלול חלבונים על ידי סכום זה.
    3. לחשב את החנקן שסופקו על-ידי ארגינין, גלוטמין או אמוניום זה שוחזר בחומצות proteinogenic לכמת במחקר זה על-ידי סיכום השבר שכותרתו (ב מ ג N/L) של חומצות אמינו proteinogenic אשר היו לכמת במחקר (Ala, Gly, וואל, Asp, Phe, Leu, איל, חמישי, Ser, Pro, ליס, שלו, Glu ו Arg) במהלך הניסויים בנוכחות 15התווית על-ידי N ארגינין, גלוטמין, או אמוניום, חילוק שבר החנקן בתווית זו הסכום הכולל של חנקן ב proteinogenic כימות אמינו חומצות.
    4. להעריך את התרומה 3 חומצות אמינו הנפוץ ביותר לבריכה תאיים של חנקן משמש דה נובו ביוסינטזה על-ידי שילוב נתונים מן 13C ו 15N איזוטופ מעקב ניסויים (גיליון אלקטרוני, טבלה מס ' 7).
    5. מתוך הסכום הכולל (מבוטא במ מ) של proteinogenic ואל, Leu, איל או חמישי, לנכות את החלק נגזר שיתוף ישיר של תרכובות נצרך (13C ניסויים), החלק synthetized דה נובו באמצעות חנקן מן 3 מקורות עיקריים כדי להעריך את השבר היה synthetized דה נובו באמצעות חנקן מחומצות אמינו אחרות.
    6. לאחר מכן, לחשב את היחס שבין כמות חומצת אמינו דה נובו synthetized באמצעות חנקן שמספק זאת שוב Arg, NH4+ (סכום לידי ביטוי מ"מ) לסכום הכולל של proteinogenic חומצות אמינו (במ מ) לכמת את התרומה של ארגינין, גלוטמין ו אמוניום לבריכה חנקן תאיים.
  3. 13 C מעקב איזוטרופי ניסויים
    1. לחשב שברים שכותרתו, ללא תווית של חומצות האמינו את proteinogenic של ריכוזי לידי ביטוי מ"מ ו איזוטרופי enrichments של חומצות אמינו proteinogenic אשר התקבלו במהלך הניסויים בנוכחות 13התווית על-ידי C Leu, ואל, איל או חמישי. (ראה 6.2.1, טבלה 10).
    2. לחשב שברים שכותרתו, ללא תווית של תרכובות נדיפות של ריכוזי לידי ביטוי מ"מ ו איזוטרופי enrichments של תרכובות נדיפות התקבלו במהלך הניסויים בנוכחות 13התווית על-ידי C Leu, וואל, איל או חמישי ( טבלה 10).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

תרשים 3 מציג תרשים סכימטי של זרימת העבודה שיושמה כדי לחקור את הניהול על ידי שמרים של מקורות חנקן מרובות שנמצאו במהלך התסיסה היין.
עבור נקודות שונות של הדגימה, המאפיינים ביולוגי פרמטרי – צמיחה, דפוסי צריכת החנקן לפרופיל של proteinogenic חומצות אמינו – הצג הפארמצבטית גבוהה בקרב fermentations (איור 4). עקביות זו מאמתת את הרלוונטיות של הגישה מבוססת על השילוב של נתונים שנוצר במהלך סט של 14 fermentations עצמאית.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

לכימות חלוקת תרכובות דרך רשתות מטבוליות באמצעות מעקב איזוטרופי הניסויים היא גישה מבטיחה להבנת פעולת חילוף החומרים מיקרוביאלי. מתודולוגיה זו, בעוד הוחלו בהצלחה עם מצעים עם תוויות אחד או שניים, כעת אפשרות ליישם ללמוד מטבוליזם של מקורות שונים באמצעות מספר איזוטופים אלמנטלים שכותרתו (קרי, מצעים יותר משני). אכן, טכניקות אנליטיות הזמינים מאפשרים הקביעה מדויקת של הדפוסים תיוג של חומצות אמינו proteinogenic ומולקולות אך ורק בעת שימוש איזוטופים של רכיב יחיד ואולי גם כאשר תיוג במשותף עם שני אלמנטים. כתוצאה מכך, כתובת מגבלו...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים אין לחשוף.

תודות

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אנו מודים ז'אן רוש מורה, סילבי Dequin ו ז'אן-מארי Sabalyrolles לתרום התפיסה של מערכת רובוטית בסיוע תסיסה, מרטין Pradal, ניקולא בובייה, פסקל Brial לתמיכה טכנית שלהם. מימון עבור פרוייקט זה סופק על ידי Ministère de l'Education נאסיונאל, דה לה רשרש et de la Technologie.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
D-גלוקוזPanReac141341.0416
D-פרוקטוזPanReac142728.0416
DL-חומצה מאליתסיגמא אולדריץ'M0875
חומצת לימון מונוהידראטסיגמא אולדריץ'C7129
אשלגן פוספט מונו-בסיסיסיגמא אולדריץ'P5379
אשלגן גופרתיסיגמא אולדריץ'P0772
מגנזיום גופרתי הפטהידרטסיגמא אולדריץ'230391
סיגמא כלוריד דיהידרטסיגמא אולדריץ'C7902
נתרן כלוריסיגמא אולדריץ'S9625
אמוניום כלורידסיגמא אולדריץ'A4514
נתרן הידרוקסידסיגמא אולדריץ'71690
מנגן גופרתי מונוהידרטסיגמא אולדריץ'M7634
אבץ גופרתי הפטהידרטסיגמא אולדריץ'Z4750
נחושת (II) סולפט פנטהידרטסיגמא אולדריץ'C7631
אשלגן יודסיגמא אולדריץ'P4286
קובלט (II) כלוריד הקסהידרטסיגמא אולדריץ'C3169
חומצה בוריתסיגמא אולדריץ'B7660
אמוניום הפטמוליבדטסיגמא אולדריץ'A7302
מיו-אינוזיטולסיגמא אולדריץ'I5125
חומצה פנטותנית מלח סיגמאאולדריץ'21210
תיאמין, הידרוכלורידסיגמא אולדריץT4625
חומצה ניקוטיניתסיגמא אולדריץN4126
פירידוקסיןסיגמא אולדריץ'P5669
ביוטיןסיגמא אולדריץ'B4501
ארגוסטé rolSigma AldrichE6510
Tween 80Sigma AldrichP1754
אתנול מוחלטVWR Chemicals101074F
ברזל (III) כלוריד הקסהידרטSigma Aldrich236489
חומצה L-אספרטיתSigma AldrichA9256
L-חומצה גלוטמיתSigma AldrichG1251
ל-אלניןסיגמא אולדריץ'A7627
ל-ארגיניןסיגמא אולדריץ'A5006
ל-ציסטאיןסיגמא אולדריץ'C7352
ל-גלוטמיןסיגמא אולדריץ'G3126
גליציןסיגמא אולדריץ'G7126
ל-היסטידיןסיגמא אולדריץ'H8000
ל-איזולאוציןסיגמא אולדריץ'I2752
ל-לאוציןסיגמא אולדריץ' L8000
ל-ליזיןסיגמא אולדריץ' L5501
ל-מתיוניןסיגמא אולדריץ'M9625
ל-פנילאלניןסיגמא אולדריץ'P2126
ל-פרוליןסיגמא אולדריץ'P0380
ל-סריןסיגמא AldrichS4500
L-ThreonineSigma AldrichT8625
L-טריפטופןסיגמא אולדריץ'T0254
L-טירוזיןסיגמא אולדריץ'T3754
L-וליןסיגמא אולדריץ'V0500
13C5-L-וליןEurisotopCLM-2249-H-0.25
13C6-L-לאוציןEurisotopCLM-2262-H-0.25
15N-אמוניום כלורידEurisotopNLM-467-1
ALPHA-15N-L-גלוטמיןEurisotopNLM-1016-1
U-15N4-L-ארגיניןEurisotopNLM-396-PK
אתיל אצטטסיגמא אולדריץ'
270989 אתיל פרופנואטסיגמא אולדריץ'112305
אתיל 2-מתילפרופנואטסיגמא אולדריץ'246085
אתיל בוטנואטסיגמא אולדריץ'E15701
אתיל 2-מתילבוטנואטסיגמא אולדריץ'306886
אתיל 3-מתילבוטנואטסיגמא אולדריץ'8.08541.0250
אתיל הקסנואטסיגמא אולדריץ'148962
אתיל אוקטנואטסיגמא אולדריץ'W244910
אתיל דקנואטסיגמא אולדריץ'W243205
אתיל דודקנואטסיגמא אולדריץ'W244112
אתיל לקטטסיגמא אולדריץ'W244015
דיאתיל סוקסינטסיגמא אולדריץ'
2-מתילפרופיל אצטטסיגמא אולדריץ'
אצטטסיגמא אולדריץ'W364401
3-מתיל בוטיל אצטטסיגמא אולדריץ'
אצטטסיגמא אולדריץ'290580
2-מתילפרופנולסיגמא אולדריץ'294829
2- מתילבוטנולסיגמא אולדריץ'133051
3-מתילבוטנולסיגמא אולדריץ'309435
הקסנולסיגמא אולדריץ'128570
2-פנילתנולסיגמא אולדריץ'77861
חומצה פרופנואיתסיגמא אולדריץ'94425
חומצה בוטנואיתסיגמא אולדריץ'19215
2-חומצה מתילפרופנואיתסיגמא אולדריץ'58360
2-חומצה מתילבוטנואיתסיגמא אולדריץ193070
3-חומצה מתילבוטנואיתסיגמא אולדריץ'W310212
חומצה הקסנואיתסיגמא אולדריץ'153745
חומצה אוקטנואיתסיגמא אולדריץ'W279900
חומצה דקנואיתסיגמא אולדריץW236403
חומצה דודקנואיתSigma AldrichL556
Fermentor 1LLegallaisAT1357תסיסה בעבודת יד לתסיסה
מערכת סינון ואקום חד פעמיתDominique Deutscher029311
Fermenters (250 מ"ל)LegallaisAT1352תסיסה בעבודת יד לתסיסה
צינורות סטרילייםSarstedt62.554.502
מנעולי תסיסהLegallaisAT1356מנעולי תסיסה בעבודת יד לתסיסה
תמצית שמריםבקטון, דיקינסון ושות212750
BactoPeptoneBecton, Dickinson and Company
שייקר חממהInfors HT
מונה חלקיקיםבקמן קולטר6605697Multisizer 3 קולטר דלפק
צנטריפוגהJouanGR412
צלחת באטלר מערכת רובוטיתשירותי מעבדה BVPF0X-MAמכשיר אוטומטי
צלחת באטלר תוכנהשירותי מעבדה BVרובוט צג
תוכנה RobViewתוכנת חישוב שפותחה בבית
My SQLמאגר מקורות בינלאומי
Cimarec i Telesystem Multipoint StirrersThermo Fisher Scientific50088009String Drive 60
BenchBlotter פלטפורמת נדנדהDutscher60903
אמוניה ערכה אנזימטיתR-Biopharm AG5390
ספקטרופוטומטר קובטותVWR634-0678
ספקטרופוטומטר UviLine 9400Secomam
חומצות אמינו סטנדרטים פיזיולוגיים - חומציים וניטרלייםסיגמא אולדריץ'A6407
סטנדרטים של חומצות אמינו פיזיולוגיות - יסודותסיגמא אולדריץ'A6282
ציטראט בופר ליתיום - מגיב אולטרה נינהידריןBiochromBC80-6000-06
חומצה סולפוסליציליתסיגמא אולדריץ'S2130
NorleucineSigma AldrichN1398
Biochrom 30 AAABiochrom
EZChrom EliteBiochromמכשיר בקרה וניתוח נתונים תוכנה
Ultropac 8 שרף ליתיוםביוכרוםBC80-6002-47ליתיום ברזולוציה גבוהה מסנן עמודה פיזיולוגי
Millex GVMerck MilliporeSLGVX13NLMillex GV 13 מ"מ (גודל נקבוביות 0.22 ומיקרו; מ)
מסנן ממברנה PALLVWR514-4157Supor-450 47 מ"מ 0.45&מיקרו; m
משאבת ואקום Millivac MiniMilliporeXF5423050
אלומיניום חלק לשקול צלחת 70 מ"מVWR611-1380
איזון דיוקמטלרמפרטים AE163
דימתיל סולפוקסיד מיובשMerck1029310161(מקסימום 0.025% H2O) תנור בעירה SeccoSolv
Legallais
ערכת בדיקת חלבון BCA פירסאינטרצ'יםUP40840A
חומצה פורמיתפלוקה94318
מי חמצןסיגמא אולדריץ'H1009
חומצה הידרוכלורית אידוי 37% EmsureMerck1003171000כיתה ACS, ISO, Reag. Ph Eur
מאגר ליתיום אצטטBiochrom80-2038-10
תמיסה מסחרית של חומצות אמינו שעברו הידרוליזהSigma AldrichAAS18
L-Methionine sulfoneSigma AldrichM0876
L-Cysteic acid monohydrateSigma Aldrich30170
צינורות תרבית זכוכית פיירקסSigma AldrichZ653586
PyridineAcros Organics13178050099% Extrapure
Ethyl chloroformateSigma Aldrich23131
DichloromethaneSigma Aldrich32222
בקבוקוניםSigma Aldrich854165
Microinserts לבקבוקונים של 1.5 מ"לSigma AldrichSU860066
GC/MSAgilent Technologies5890 GC/5973 MS
ChemstationAgilent Technologiesתוכנת בקרת מכשירים וניתוח נתונים
מתנולסיגמא אולדריץ'34860Chromasolv, עבור HPLC
אצטוניטרילסיגמא אולדריץ'34998ChromasolvPlus, עבור HPLC
N,N-דימתילפורממיד דימתיל אצטלסיגמא אולדריץ'394963
BSTFASigma Aldrich33024
DB-17MS עמודהAgilent Technologies122-473130 מ'*0.25 מ"מ*0.15&מיקרו; m
נתרן גופרתי, נטול מיםSigma Aldrich238597
חנקן טכנימוצרי אוויר14629
Zebron ZB-WAX עמודPhenomenex7HG-G007-1130 מ '* 0.25 מ"מ * 0.25 ומיקרו; m
הליום BIPמוצרי אוויר26699
פיפטות פסטר זכוכיתVWR612-1702
' ' W237701 W217514-2-מתילבוטיל 287725-2-פנילאתיל ' ' ' 211677

מקורות

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Osterlund, T., Nookaew, I., Nielsen, J. Fifteen years of large scale metabolic modeling of yeast: developments and impacts. Biotechnol Adv. 30, 979-988 (2012).
  2. Gombert, A. K., Moreirados Santos, M., Christensen, B., Nielsen, J. Network identification and flux quantification in the central metabolism of Saccharomyces cerevisiae under different conditions of glucose repression. J Bacteriol. 183, 1441-1451 (2001).
  3. Wiechert, W. 13C metabolic flux analysis. Metab Eng. 3, 195-206 (2001).
  4. Fischer, E., Zamboni, N., Sauer, U. High-throughput metabolic flux analysis based on gas chromatography-mass spectrometry derived 13C constraints. Anal Biochem. 325, 308-316 (2004).
  5. Rantanen, A., Rousu, J., Jouhten, P., Zamboni, N., Maaheimo, H., Ukkonen, E. An analytic and systematic framework for estimating metabolic flux ratios from 13C tracer experiments. BMC Bioinformatics. 9, 266(2008).
  6. Zamboni, N. 13C metabolic flux analysis in complex systems. Curr Opin Biotechnol. 22, 103-108 (2011).
  7. Kruger, N. J., Ratcliffe, R. G. Insights into plant metabolic networks from steady-state metabolic flux analysis. Biochimie. 91, 697-702 (2009).
  8. Quek, L. -E., Dietmair, S., Krömer, J. O., Nielsen, L. K. Metabolic flux analysis in mammalian cell culture. Metab Eng. 12, 161-171 (2010).
  9. Perpete, P., Santos, G., Bodart, E., Collin, S. Uptake of amino acids during beer production: The concept of a critical time value. J Am Soc Brew Chem. 63, 23-27 (2005).
  10. Magasanik, B., Kaiser, C. A. Nitrogen regulation in Saccharomyces cerevisiae. Gene. 290, 1-18 (2002).
  11. Ljungdahl, P. O., Daignan-Fornier, B. Regulation of amino acid, nucleotide, and phosphate metabolism in Saccharomyces cerevisiae. Genetics. 190, 885-929 (2012).
  12. Cooper, T. G. Nitrogen metabolism in Saccharomyces cerevisiae. The molecular biology of the yeast Saccharomyces: Metabolism and gene expression. Strathern, J. N., Jones, E. W., Broach, J. R. , Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor. New York, USA. 39-99 (1982).
  13. Jones, E. W., Fink, G. R. Regulation of amino acid and nucleotide biosynthesis in yeast. The molecular biology of the yeast Saccharomyces: Metabolism and gene expression. Strathern, J. N., Jones, E. W., Broach, J. R. , Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor. New York, USA. 182-299 (1982).
  14. Hazelwood, L. A., Daran, J. -M., van Maris, A. J. A., Pronk, J. T., Dickinson, J. R. The Ehrlich pathway for fusel alcohol production: a century of research on Saccharomyces cerevisiae metabolism. Appl Environ Microbiol. 74, 2259-2266 (2008).
  15. Bely, M., Sablayrolles, J. M., Barre, P. Automatic detection of assimilable nitrogen deficiencies during alcoholic fermentation in oenological conditions. J Ferment Bioeng. 70, 246-252 (1990).
  16. Forster, J., Famili, I., Fu, P., Palsson, B. O., Nielsen, J. Genome-scale reconstruction of the Saccharomyces cerevisiae metabolic network. Genome Res. 13, 244-253 (2003).
  17. Millard, P., Letisse, F., Sokol, S., Portais, J. C. IsoCor: correcting MS data in isotope labeling experiments. Bioinformatics. 28, 1294-1296 (2012).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

Nitrogen Source PartitioningYeast Metabolic NetworkStable Isotope LabelingParallel FermentationsHPLC GC MS AnalysisRobot Assisted MonitoringAmino Acid AnalysisVolatile Molecule Quantification

מאמרים קשורים