אנו מציגים פרוטוקול באמצעות כרומטוגרפיה נוזלית בשילוב עם ספקטרומטר מסה דו-מושביים כדי לזהות ולכמת ליפידים סלולריים עיקריים ב סכביסים cerevisiae ס. השיטה המתוארת להערכה כמותית של שיעורי השומנים העיקריים בתוך תא שמרים הוא רב-תכליתי, חסון ורגיש.
מאמר שיטה
אנו מציגים פרוטוקול באמצעות כרומטוגרפיה נוזלית בשילוב עם ספקטרומטר מסה דו-מושביים כדי לזהות ולכמת ליפידים סלולריים עיקריים ב סכביסים cerevisiae ס. השיטה המתוארת להערכה כמותית של שיעורי השומנים העיקריים בתוך תא שמרים הוא רב-תכליתי, חסון ורגיש.
ליפידים הם מולקולות אמפיפתיים מגוונות האינן משונות במים. שומנים הם תורמים חיוניים לארגון ולתפקוד של ממברנות ביולוגיים, אחסון אנרגיה וייצור, איתות סלולרי, הובלה והעברה של חלבונים, ארגונית biogenesis, מוסדרות מוות תאים. בגלל שמרים להתחש סכביסים cerevisiae ס הוא חד חד-תאי איקריוטים לניתוח מולקולרי יסודית, השימוש בו כאורגניזם מודל עזר לחשוף מנגנונים המקשרים חילוף החומרים ליפיד ותחבורה תאיים לתהליכים ביולוגיים מורכבים בתוך תאים איקריוטית. הזמינות של שיטה אנליטית רב-תכליתית להערכה הכמותית האיתנה, הרגישה והמדויקת של מחלקות שומנים גדולות בתוך תא שמרים, חיונית לקבלת תובנות עמוקות במנגנונים אלה. כאן אנו מציגים פרוטוקול להשתמש כרומטוגרפיה נוזלית בשילוב עם ספקטרומטר מסה מאסיבית (LC-MS/MS) עבור ניתוח כמותי של שומנים סלולריים מרכזיים של S. cerevisiae. שיטת LC-MS/MS המתוארת היא מגוונת ואיתנה. היא מאפשרת זיהוי וקוונפיקציה של מינים רבים (כולל צורות isobaric או איזואריק שונים) בתוך כל אחד 10 שיעורי השומנים. שיטה זו היא רגישה ומאפשרת זיהוי וכימות של כמה מינים שומנים בריכוזים נמוך כמו 0.2 pmol/μL. השיטה הוחלה בהצלחה על הערכת כיפות של תאי שמרים שלמים והאורגלים הטהרה שלהם. השימוש בתוספים אלטרנטיביים בשלב הנייד עבור הספקטרומטר ההמוני הגדול בשיטה זו יכול להגביר את יעילות האינון עבור מינים מסוימים של השומנים, ולכן ניתן להשתמש בהם כדי לשפר את הזיהוי והכמת שלהם.
גוף של ראיות מציין כי שומנים, אחת המחלקות הגדולות של biomolecules, לשחק תפקידים חיוניים בתהליכים חיוניים רבים בתוך תא איקריוטית. תהליכים אלה כוללים את ההרכבה של bilayers השומנים המהווים את קרום פלזמה וממברנות המקיפים אורגלים סלולריים, הובלה של מולקולות קטנות על פני ממברנות התא, תגובה שינויים בסביבה החילוץ והתמרה האות תאיים, הדור והאחסון של אנרגיה, ייבוא וייצוא של חלבונים מוגבלים אורגלים שונים, סחר בסמים של חלבונים בתוך מערכת endomembrane הפרשת חלבון, ומספר מצבים של מוות תא מוסדר1 ,2,3,4,5,6,7,8,9,10
שמרים שלהניצנים, האורגניזם איקריוטית, בהצלחה בשימוש כדי לחשוף חלק מהמנגנונים המשמשים את התפקידים החיוניים של שומנים בתהליכים סלולריים חיוניים אלה4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15 ,12/10/4, 19 ,16,17,18,19,20. ס. cerevisiae ס הוא אורגניזם מודל יקר לחשיפת מנגנונים אלה משום שהוא מוכן לטיפול מקיף ביוכימיים, גנטי, תא ביולוגי, ביולוגי כימי, מערכת ביולוגית, וניתוח מיקרופלואידיג21,22,23,24,25. התקדמות נוספת בהבנת מנגנונים שדרכם מטבוליזם השומנים והתחבורה התאיים תורמים לתהליכים הסלולריים החיוניים הללו מחייב טכנולוגיות מורכבות של ספקטרומטר המסה עבור האפיון הכמותי של lipidome הסלולר, הבנת המורכבות המולקולרית של lipidome ושילוב lipidomics כמותי לתוך פלטפורמת רב תחומיתשל מערכותביולוגיה1,2 27,28,29,30.
שיטות נוכחיות של המיקרופרומטריה כמותית בסיוע lipidomics של תאים שמרים ותאים של אורגניזמים אחרים איקריוטית אינם מספיק רב-תכליתי, חזק, או רגיש. יתר על כן, אלה שיטות בשימוש כרגע אינם יכולים להבדיל מינים שונים isobaric או איזואריק השומנים אחד מהשני. כאן נתאר שיטה רב-תכליתית, איתנה ורגישה המאפשרת שימוש בכרומטוגרפיה נוזלית בשילוב עם ספקטרומטר מסה דו-מושביים (LC-MS/MS) לניתוח כמותי של שומנים סלולאריים מרכזיים של S. cerevisiae ס.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הכנת מדיה סטרילית לשמרים מפני שמרים
2. זן שמרים
3. שמרים culturing במדיום YP מלאה עם גלוקוז
4. העברת שמרים לתוך והוא במדיום הסינתטי מינימלי YNB עם גלוקוז
5. הכנת ריאגנטים, עבדה אספקה וציוד להפקת שומנים בדם
6. הכנת ריאגנטים, labware, וציוד עבור LC
7. השומנים החילוץ מתאי שמרים
8. הפרדת שומנים שחולצו על ידי LC
9. ניתוח ספקטרומטרי מסה של שומנים מופרדים על ידי LC
10. זיהוי וכימות של שיעורי שומנים ומינים שונים על ידי עיבוד של נתונים גולמיים מ-LC-MS/MS
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
השיטה שלנו להערכה כמותית של שומנים סלולריים מרכזיים בתוך תא שמרים בעזרת LC-MS/MS היה רב-תכליתי וחסון. זה איפשר לנו לזהות ולכמת 10 שיעורים שונים ליפיד בתאי S. cerevisiae ס תרבותי במדיום הסינתטי מינימלי ynb מכיל בתחילה 2% גלוקוז. שיעורי השומנים הללו כוללים חומצות שומן בחינם (FFA), קלרנית, פיטוגראמיד (PHC), פיטוספילסין, מחשב, PE, PG, PI, PS ו-TAG (שולחן משלים 1). מינים מולקולריים רבים של כל אחד מהשיעורים הללו זוהו וכוללו באמצעות שיטת LC-MS/MS זו (טבלה משלימה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אמצעי הזהירות הבאים חשובים ליישום המוצלח של הפרוטוקול המתואר כאן:
1. כלורופורם ומתנול רעילים. הם מחלצים ביעילות חומרים שונים ממשטחים, כולל פלסטלינה, מעבדה ועור. לכן, לטפל אלה ממיסים אורגני עם זהירות על ידי הימנעות השימוש בפלסטיק בשלבים הכרוכים במגע עם כלורופורם ו/או מתנול, באמצעות פיפטות זכוכית בורוסיליקט עבור שלבים אלה, ושטיפה אלה הפיפטות עם כלורופורם ו מתנול לפני השימוש.
2. במהלך הפקת השומנים על ידי מתנול/כלורופורם (17:1) תערובת, השימוש בצינור זכוכית בורוסיליקט כד...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים כי אין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.
אנו אסירי תודה לחברים הנוכחיים ולשעבר של מעבדת טיטורנקו לדיונים. אנו מכירים את המרכז ליישומים ביולוגיים של המסה ספקטרומטריה והמרכז לגנומיקה מבנית ופונקציונלית (הן באוניברסיטת קונקורדיה) עבור שירותים יוצאי דופן. מחקר זה היה נתמך על ידי מענקים מדעי הטבע והמועצה למחקר הנדסי (NSERC) של קנדה (RGPIN 2014-04482) ו האוניברסיטה האוניברסיטאי קונקורדיה קרן (CC0113). ק היה נתמך על ידי פרס הצטיינות באוניברסיטת קונקורדיה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 15 מ"ל צינורות צנטריפוגה מזכוכית במהירות גבוהה עם מכסים מרופדים טפלון | PYREX | 05-550 | |
| 2 מ"ל בקבוקוני דגימת זכוכית עם מכסים מרופדים טפלון | פישר סיינטיפיק | 60180A-SV9-1P | |
| 2-פרופנול | פישר סיינטיפיק | A461-500 | |
| אצטוניטריל | פישר סיינטיפיק | A9554 | |
| Agilent 1100 סדרת LC מערכת Agilent | טכנולוגיות | G1312A | |
| Agilent1100 Wellplate | Agilent Technologies | G1367A | |
| אמוניום אצטט | פישר סיינטיפיק | A11450 | |
| אמוניום ביקרבונט | סיגמא | 9830 | |
| אמוניום פורמט | פישר סיינטיפיק | A11550 | |
| אמוניום הידרוקסיד | פישר סיינטיפיק | A470-250 | |
| Bactopeptone | Fisher Scientific | BP1420-2 | |
| Cardiolipin | Avanti Polar Lipids | 750332 | |
| Centra CL2 צנטריפוגה קלינית | Thermo Scientific | 004260F | |
| סרמיד | אוונטי ליפידים קוטביים | 860517 | |
| כלורופורם | פישר סיינטיפיק | C297-4 | |
| CSH C18 VanGuard | Waters | 186006944 | מערכת טרום עמודה |
| חומצת שומן חופשית (19:0) | Matreya | 1028 | |
| חרוזי זכוכית (שטופים בחומצה, 425-600 μ M) | סיגמא-אולדריץ' | G8772 | |
| גלוקוז | פישר סיינטיפיק | D16-10 | |
| המציטומטר | פישר סיינטיפיק | 267110 | |
| L-histidine | Sigma | H8125 | |
| תוכנת חיפוש ליפידים (V4.1) | Fisher Scientific | V4.1 | LC-MS/MS תוכנת ניתוח |
| L-לאוצין | Sigma | L8912 | |
| L-ליזין | Sigma | L5501 | |
| מתנול | Fisher Scientific | A4564 | |
| פוספטידילכולין | אוונטי ליפידים קוטביים | 850340 | |
| פוספטידיל-אתנולמין | אוונטי ליפידים קוטביים | 850704 | |
| פוספטידילגליצרול | אוונטי ליפידים קוטביים | ||
| פוספטידילינוזיטול | אוונטי שומנים קוטביים | LM1502 | |
| פוספטידילסרין | אוונטי ליפידים קוטביים | 840028 | |
| עמודה הפוכה CSH C18 | מים | 186006102 | |
| ספינגוזין | אוונטי ליפידים קוטביים | 860669 | |
| תרמו אורביטרפ ולוס MS | פישר סיינטיפיק | ETD-10600 | |
| טריצילגליצרול | לרודן, מאלמו | TAG מעורב FA | |
| סוניקטור אולטרסאונד | פישר סיינטיפיק | 15337416 | |
| Uracil | Sigma | U0750 | |
| מערבולת | פישר סיינטיפיק | 2215365 | |
| תמצית שמרים | פישר סיינטיפיק | BP1422-2 | |
| בסיס חנקן שמרים ללא חומצות אמינו | פישר Scientific | DF0919-15-3 | |
| זן שמרים BY4742 | דהרמקון | YSC1049 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה