Articolo metodologico

Quantificazione assoluta del metabolismo della sintesi proteica senza cellule da demografia-cromometria di massa a fase reverse

DOI:

10.3791/60329

25 ottobre 2019

* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

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

Qui, presentiamo un protocollo robusto per quantificare 40 composti coinvolti nel metabolismo centrale del carbonio e dell'energia nelle reazioni di sintesi proteica priva di cellule. La miscela di sintesi senza cellule viene derivata con un'anilina per una separazione efficace utilizzando la cromatografia liquida a fase invertita e quindi quantificata dalla spettrometria di massa utilizzando standard interni etichettati isotopicamente.

Abstract

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La sintesi delle proteine prive di cellule (CFPS) è una tecnologia emergente nei sistemi e nella biologia sintetica per la produzione in vitro di proteine. Tuttavia, se CFPS sta per andare oltre il laboratorio e diventare una tecnologia di produzione diffusa e standard just in time, dobbiamo capire i limiti di prestazioni di questi sistemi. A questa domanda, abbiamo sviluppato un protocollo robusto per quantificare 40 composti coinvolti nella glicolisi, la via del fosfato della pentosi, il ciclo dell'acido tricarboxillico, il metabolismo energetico e la rigenerazione del cofattore nelle reazioni CFPS. Il metodo utilizza standard interni contrassegnati con 13C-anilina, mentre i composti nel campione vengono derivati con 12C-anilina. Gli standard e il campione interni sono stati miscelati e analizzati mediante spettrometria cromatografia-massa liquida in fase invertita (LC/MS). La co-eluzione dei composti ha eliminato la soppressione degli ioni, consentendo la quantificazione accurata delle concentrazioni di metaboliti su 2-3 ordini di grandezza dove il coefficiente di correlazione medio era 0,988. Cinque dei quaranta composti sono stati senza tag con anilina, tuttavia, sono stati ancora rilevati nel campione CFPS e quantificati con un metodo di curva standard. La corsa cromatica richiede circa 10 minuti per essere completata. Nel loro insieme, abbiamo sviluppato un metodo veloce e robusto per separare e quantificare con precisione 40 composti coinvolti nella CFPS in un'unica corsa LC/MS. Il metodo è un approccio completo e preciso per caratterizzare il metabolismo privo di cellule, in modo che in ultima analisi, possiamo comprendere e migliorare la resa, la produttività e l'efficienza energetica dei sistemi senza cellule.

Introduzione

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La sintesi delle proteine prive di cellule (CFPS) è una piattaforma promettente per la produzione di proteine e sostanze chimiche, un'applicazione tradizionalmente riservata alle cellule viventi. I sistemi senza cellule sono derivati da estratti di cellule grezze ed eliminano le complicazioni associate alla crescita cellulare1. Inoltre, CFPS consente l'accesso diretto ai metaboliti e ai macchinari biosintetici senza l'interferenza di una parete cellulare. Tuttavia, è stata carente una comprensione fondamentale dei limiti di prestazioni dei processi senza cellule. I metodi ad alta produttività per la quantificazione dei metaboliti sono preziosi per la caratterizzazione del metabolismo e sono fondamentali per la costruzione di modelli metabolici computazionali2,3,4. I metodi più comuni utilizzati per determinare le concentrazioni di metaboliti includono la risonanza magnetica nucleare (NMR), la spettroscopia a infrarossi a infrarossi di Fourier (FT-IR), i saggi basati su enzimi e la spettrometria di massa (MS)5,6,7 ,8. Tuttavia, questi metodi sono spesso limitati dalla loro incapacità di misurare in modo efficiente più composti contemporaneamente e spesso richiedono una dimensione del campione maggiore rispetto alle tipiche reazioni senza cellule. Ad esempio, i saggi basati su enzimi spesso possono essere utilizzati solo per quantificare un singolo composto in una corsa e sono limitati quando la dimensione del campione è piccola, ad esempio nelle reazioni di sintesi proteica priva di cellule (tipicamente eseguite su una scala 10-15). Nel frattempo, NMR richiede un'elevata abbondanza di metaboliti per il rilevamento e la quantificazione5.  Verso queste carenze, i metodi di cromatografia in tandem con la spettrometria di massa (LC/MS) offrono diversi vantaggi, tra cui l'elevata sensibilità e la capacità di misurare più specie contemporaneamente9; tuttavia, la complessità analitica aumenta considerevolmente con il numero e la diversità delle specie misurate. È quindi importante sviluppare metodi in grado di realizzare appieno il potenziale ad alta produttività dei sistemi LC/MS. I composti in un campione sono separati dalla cromatografia liquida e identificati attraverso la spettrometria di massa. Il segnale del composto dipende dalla sua efficienza di concentrazione e ionizzazione, dove la ionizzazione può variare tra i composti e può anche dipendere dalla matrice del campione.

Raggiungere la stessa efficienza di ionizzazione tra il campione e gli standard è una sfida quando si utilizza LC/MS per quantificare gli analiti. Inoltre, la quantificazione diventa più impegnativa con la diversità dei metaboliti a causa della divisione del segnale e dell'eterogeneità nell'affinità protonica e nella polarità10. Infine, la matrice di co-eluting del campione può anche influenzare l'efficienza della ionizzazione dei composti. Per risolvere questi problemi, i metaboliti possono essere derivati chimicamente, aumentando la risoluzione di separazione e la sensibilità da parte dei sistemi LC/MS, riducendo contemporaneamente la suddivisione del segnale in alcuni casi10,11. La derivazione chimica funziona etichettando specifici gruppi funzionali di metaboliti per regolare le loro proprietà fisiche come carica o idrofobicità per aumentare l'efficienza di ionizzazione11. Vari agenti di etichettatura possono essere utilizzati per indirizzare diversi gruppi funzionali (ad esempio, ammine, idrossidi, fosfati, acidi carboxylici, ecc.). Aniline, uno di questi agenti di derivazione, si rivolge a più gruppi funzionali contemporaneamente, e aggiunge un componente idrofobico in molecole idrofile, aumentando così la loro risoluzione di separazione e il segnale12. Per affrontare l'effetto di soppressione degli ioni a matrice co-elutazione, Yang e i colleghi hanno sviluppato una tecnica basata sull'etichettatura GSIST (Group Specific Internal Standard Technology) in cui gli standard sono contrassegnati con isotopi di anilinea 13C e mescolati con il campione 12,13. Il metabolita e il corrispondente standard interno hanno la stessa efficienza di ionizzazione dal momento che co-eluito, e il loro rapporto di intensità può essere utilizzato per quantificare la concentrazione nel campione sperimentale.

In questo studio, abbiamo sviluppato un protocollo per rilevare e quantificare 40 composti coinvolti nella glicolisi, la via del fosfato pentosi, il ciclo dell'acido tricarboxyillico, il metabolismo energetico e la rigenerazione del cofattore nelle reazioni CFPS. Il metodo si basa sull'approccio GSIST, dove abbiamo usato 12C-anilina e 13C-anilina per etichettare, rilevare e quantificare i metaboliti utilizzando LC/MS in fase invertita. La gamma lineare di tutti i composti si estendeva su 2-3 ordini di grandezza con un coefficiente di correlazione medio di 0,988. Così, il metodo è un approccio robusto e preciso per interrogare il metabolismo senza cellule, e possibilmente estratti interi cellulari.

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Protocollo

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1. Preparazione dei reagenti per l'etichettatura di anilina

  1. Preparare una soluzione di anilina da 6 M a pH 4.5. Lavorando in una cappa, unire 550 l di anilina con 337,5 l di acqua di grado LCMS e 112,5 -L di acido cloridrico 12 M (HCl) in un tubo centrifuga. Vortice bene e conservare a 4 gradi centigradi.
    NOTA: Aniline può essere conservato a 4 gradi centigradi per 2 mesi.
    AVVISO: L'anilina è altamente tossica e deve essere lavorata in un cofano di fumi. L'acido cloridrico è altamente corrosivo
  2. Preparare una soluzione di anilina 6 M 13C a pH 4.5. Unire 250 mg di 13C6-anilina con 132 gradi centigradi d'acqua e 44 luna di 12 M HCl. Vorticare bene e conservare a 4 gradi centigradi.
  3. Preparare la soluzione EDC (200 mg/mL N-(3-dimethylaminopropyl)-N-ethylcarbodiimide hydrocloride (EDC). Sciogliere 2 mg di EDC in 10 gradi centigradi di acqua per ogni campione da etichettare e vortice bene.
    NOTA: la soluzione EDC deve essere preparata lo stesso giorno della reazione. EDC funge da catalizzatore per la derivazione di composti con anilina12.

2. Preparazione delle norme

  1. Creare soluzioni di stock separate di tutti i composti disciolti nell'acqua di grado LC/MS (tabella 1).
  2. Preparazione della soluzione interna per lo stock standard
    1. Combina tutti i composti ad eccezione di dinucleotide adenina nicotinamide (NAD), didenina didenina didenina didenina digastide fosfato (NADP), dinucleotide di flanutta (FAD), coenzima adenilale A (ACA) e glicerolo 3 fosfato (Gly3P), con i volumi appropriati per creare una soluzione di 2 mM di tutti i composti.
  3. Combinare NAD, NADP, FAD, ACA e Gly3P con i volumi appropriati per creare una soluzione stock da 2 mM.

3. Preparazione del campione (Figura 1)

  1. Quench e precipitare le proteine in una reazione di sintesi proteica priva di cellule aggiungendo un volume uguale di ghiaccio-freddo 100% etanolo alla reazione. Centrifugare il campione a 12.000 x g per 15 min a 4 gradi centigradi. Trasferire il supernatante in un nuovo tubo di centrifuga.
    NOTA: I campioni possono essere conservati a -80 gradi centigradi a questo punto e analizzati in un secondo momento

4. Reazione di etichettatura

  1. Esempio di etichettatura con soluzione a 12c-anilina
    1. Trasferire 6 l di l di campione in un nuovo tubo di centrifuga e portare il volume a 50 o L con acqua.
      NOTA: la dimensione del campione di volume può dipendere dalla specifica reazione CFPS.
    2. Aggiungere 5 soluzione EDC da 200 mg/mL.
    3. Aggiungete 5 -L di 12C-anilina.
      NOTA: la soluzione anilina si separa in due fasi. Mescolare bene prima di aggiungere alla reazione.
    4. Vortice la reazione con agitazione delicata per 2 h a temperatura ambiente.
    5. Dopo 2 h, togliere i tubi dallo shaker e aggiungere 1,5 l di triethylamine (TEA) alla reazione in un cappuccio fumato.
      NOTA: La trietilamina aumenta il pH della soluzione che ferma la reazione di marcatura dell'anilina e stabilizza i composti.
      AGGIORNAMENTO: La trietilmia è tossica e causa irritazione degli occhi e delle vie respiratorie.
    6. Centrifuga a 13.500 x g per 3 min.
  2. Etichettatura degli standard interni con 13soluzione C-anilina
    1. Diluire la soluzione interna a 80 M con un volume finale di 50 .L.
      NOTA: la concentrazione degli standard interni può essere regolata a livelli vicini al campione sperimentale.
    2. Aggiungere 5 soluzione EDC da 200 mg/mL.
    3. Aggiungete 5 -L di 13c-anilina.
    4. Vortice la reazione con agitazione delicata per 2 h a temperatura ambiente.
    5. Dopo 2 h, togliere i tubi dallo shaker e aggiungere 1,5 l di TEA alla reazione in un cappuccio fumatore.
    6. Centrifuga a 13.500 x g per 3 min.
  3. Combinazione di standard interni con tag e esempio con tag
    1. Mescolare 25 l di 12campioni con etichetta a C con 25 luna di 13standard con etichetta C-anilina.
    2. Trasferire a una fiala auto-campionatore e analizzare dalla procedura LC/MS.
  4. Creazione di una curva standard per metaboliti senza tag
    1. Soluzione di stock diluito di metaboliti senza tag (NAD, NADP, FAD, ACA e Gly3P) a concentrazioni finali di 320 M, 80 M, 20 M e 5 M con un volume di 50 L.
    2. Aggiungere 5 soluzione EDC da 200 mg/mL.
    3. Aggiungete 5 -L di 12C-anilina.
    4. Vortice la reazione con agitazione delicata per 2 h a temperatura ambiente.
    5. Dopo 2 h, togliere i tubi dallo shaker e aggiungere 1,5 l di TEA alla reazione in un cappuccio fumatore.
    6. Centrifuga a 13.500 x g per 3 min.
    7. Trasferire supernatante a una fiala auto-campionatore e analizzare con la procedura LC/MS.
      NOTA: I metaboliti senza tag seguono la stessa procedura del campione per replicare la matrice del campione al fine di mantenere un'efficienza di ionizzazione simile.

5. Configurazione della procedura LC/MS

  1. Preparazione dei solventi
    1. Preparare una soluzione acquiuna di 5 mM tri-butylamina (TBA) adattata al pH 4,75 con acido acetico.
      NOTA: TBA nella fase mobile aiuta gli analiti a raggiungere una buona risoluzione e separazione14.
    2. Preparare 5 mM TBA in acetonitrile (ACN).
    3. Preparare il solvente di lavaggio con 5% di acqua e 95% ACN.
    4. Preparare solvente di spurgo con 95% acqua e 5% ACN.
  2. Configurazione delle condizioni MS
    1. Impostare lo spettrometro di massa sulla modalità ione negativo con una temperatura sonda di 520 gradi centigradi, una tensione capillare negativa di -0,8 kV, una tensione capillare positiva di 0,8 kV, e impostare il software per acquisire dati a 5 punti/s.
    2. Impostare le registrazioni ioniche selezionate (SIR) per ogni metabolita con i valori di massa e carica (m/z) specificati. Vedere tabella 1.
  3. Inizializzazione LC/MS secondo le istruzioni del produttore
    1. Prime linee solventi nel solvente manager per 3 min.
    2. Prime solvente di lavaggio (5% acqua, 95% ACN) e solvente di spurgo (95% acqua, 5% ACN) per 15 s per 5 cicli.
    3. Impostare il gestore di esempio su 10 .
    4. Installare una colonna C18 (1,7 m, 2,1 mm x 150 mm) e inizializzare la colonna con ACN 100% a 0,3 mL/min per 10 min.
    5. Condizionare la colonna al 95% di acqua e 5% ACN a 0,3 mL/min per 10 min prima di introdurre solventi con buffer.
    6. Condizionare la colonna al 95% solvente A (5mM TBA aqueous, pH 4.75) e 5% solvente B (5 mM TBA in ACN) a 0,3 mL/min per 10 min.
    7. Impostare un protocollo di gradiente con eluizione a partire da 95% solvente A e 5% solvente B, elevato al 70% solvente B in 10 min, portato al 100% solvente B in 2 min e tenuto al 100% solvente B per 3 min. Ritorno alle condizioni iniziali (95% solvente A in 2 min e tenuto al 100% solvente B per 3 min. Ritorno alle condizioni iniziali (95% solvente A in 2 min e tenuto al 100% solvente B per 3 min. Ritorno alle condizioni iniziali (95% solvente A in 2 min , 5% solvente B) su 1 min e tenere premuto per 9 min per ri-colonna equilibrata.
    8. Condizionare la colonna con il protocollo di gradiente 3 volte prima di eventuali iniezioni sulla colonna.
  4. Iniezione di campioni e standard
    1. Iniettare 5 l del campione nella colonna e acquisire le intensità ioni m/z appropriate per il campione con etichetta 12C-anilina.
    2. Iniettare di nuovo 5 L dello stesso campione, ma questa volta acquisire le intensità degli ioni m/z per gli standard con etichettatura 13C-anilina.
      NOTA: Il nostro sistema LC/MS non è in grado di acquisire intensità 12C e 13C m/z ai tempi SIR specificati, poiché si tratta di troppi dati da acquisire nell'intervallo di tempo specificato. Pertanto, iniettiamo lo stesso campione due volte.
    3. Iniettare gli standard di metaboliti senza tag dalla concentrazione più bassa alla più alta e registrare le intensità di ioni m/z appropriate.

6. Quantificazione

  1. Creazione del metodo Export
    1. Nel software di acquisizione dati, selezionare File > Nuovo metodo > Metodo di esportazione.
    2. Specificare un nome file, ad esempio AnilineTagging_Date.
    3. Selezionare Esporta file ASCII e scegliere una directory in cui esportare il file di testo.
    4. In Tipo di rapportoselezionare Riepilogo per tutti.
    5. In Delimitatori, per Colonna selezionare un ,. Per Riga, selezionare [cr][se].
    6. In Tabellaselezionare Esporta e quindi Modifica tabella per includere NomeEsempio, Area, Altezza, Quantità e Unità.
    7. Metodo di esportazione di salvataggio.
  2. Quantificare i metaboliti con standard interni utilizzando il software di acquisizione dati
    1. Nella scheda Insiemi di campioni, fare clic con il pulsante destro del mouse sulla conduzione LC/MS corrispondente e selezionare Visualizza come > Canali.
    2. Selezionare tutti i canali SIR per i 13standard interni C-anilina di una iniezione, fare clic con il pulsante destro del mouse e selezionare Revisione.
    3. Se la finestra Layout metodo di elaborazione LC non viene visualizzata automaticamente, passare a Visualizza > Layout metododi elaborazione .
    4. In Processing Method Layout (Layout metodo di elaborazione)passare alla scheda Integration (Integrazione) e impostare ApexTrack come algoritmo.
    5. Vai alla scheda Arrotondamento e imposta il tipo su Mezzo e il livello di levigatura su 13.
      NOTA: è possibile selezionare qualsiasi livello di levigatezza, purché sia coerente in tutti i campioni.
    6. Nella scheda Canale MS, disattivare l'elaborazione MS 3D .
    7. Nella finestra del canale SIR, integrare ogni picco, un canale alla volta. Una volta integrato un picco, vai su Opzioni > Riempi da risultato e i dettagli del picco verranno compilati nella scheda Componenti. Modificare il nome del picco con il nome composto corrispondente.
    8. Una volta valutati tutti i canali SIR, salvare il metodo di elaborazione e chiudere la finestra.
    9. Selezionare tutti i canali SIR del 13C-anilina e 12C-anilina taggato esempio, fare clic con il pulsante destro del mouse e selezionare Processo.
    10. Selezionare la casella Processo, selezionare Usa metodo di elaborazione specificatoe scegliere il metodo di elaborazione appena salvato. Selezionare anche la casella Esporta, selezionare Usa il metodo di esportazione specificato e scegliere il metodo di esportazione salvato creato in precedenza. Fare clic su OK.
    11. Aprire il file di testo esportato con Excel e calcolare la concentrazione del composto sconosciuto utilizzando:
      figure-protocol-1
      dove Cx,i è la concentrazione del campione sconosciuto per metabolita i, Ax,i è l'area integrata del metabolita sconosciuto i, Astd,i è l'area integrata dello standard interno di metabolita i, Cstd,i è il concentrazione dello standard interno di metabolita i, e D è il fattore di diluizione.
  3. Quantificazione dei metaboliti senza tag con curva standard
    1. Nella scheda Insiemi di campioni, fare clic con il pulsante destro del mouse sulla conduzione LC/MS corrispondente e selezionare Visualizza come > Canali.
    2. Selezionare tutti i canali SIR per gli standard senza tag di un'iniezione, fare clic con il pulsante destro del mouse e selezionare Revisione.
    3. Se la finestra Layout metodo di elaborazione LC non viene visualizzata automaticamente, passare a Visualizza > Layout metododi elaborazione .
    4. In Processing Method Layout passare alla scheda Integration e impostare ApexTrack come algoritmo.
    5. Vai alla scheda Arrotondamento e imposta il tipo su Mezzo e il livello di levigatura su 13.
      NOTA: è possibile selezionare qualsiasi livello di levigatezza, purché sia coerente in tutti i campioni.
    6. Nella scheda Canale MS, disattivare l'elaborazione MS 3D .
    7. Nella finestra del canale SIR, integrare ogni picco, un canale alla volta. Una volta integrato un picco, vai su Opzioni > Riempi da risultato e i dettagli del picco verranno compilati nella scheda Componenti. Modificare il nome del picco con il nome composto corrispondente.
    8. Una volta valutati tutti i canali SIR, salvare il metodo di elaborazione e chiudere la finestra.
    9. Nella scheda Insiemi di campioni, fare clic con il pulsante destro del mouse sul set di campioni e selezionare Altera campione.
    10. Selezionare Importo nella nuova finestra.
    11. Selezionare copia dal metodo di processo e scegliere il metodo di processo appena salvato.
    12. Immettere la concentrazione di ciascun metabolita per ciascuna flacone e l'unità come < s per ogni componente (o l'unità corrispondente) e selezionare OK.
    13. Selezionare nuovamente il set di campioni, fare clic con il pulsante destro del mouse su Visualizza come > Canali.
    14. Selezionare tutti i canali SIR dei metaboliti senza tag per gli standard, fare clic con il pulsante destro del mouse e selezionare Elabora.
    15. Selezionare la casella Processo e scegliere Usa metodo di elaborazione specificato. Selezionare il metodo di elaborazione appropriato e fare clic su OK.
    16. Selezionare i canali SIR per tutti i metaboliti senza tag per i campioni, fare clic con il pulsante destro del mouse e selezionare Elabora.
    17. Selezionare la casella Processo, selezionare Usa metodo di elaborazione specificato e scegliere il metodo di elaborazione appena salvato. Selezionare anche la casella Esporta, selezionare Usa il metodo di esportazione specificato e scegliere il metodo di esportazione salvato creato in precedenza. Fare clic su OK.
    18. Quantificare i metaboliti senza tag con la curva standard ed esportare i risultati in un file di testo nella directory specificata.

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Risultati

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Come prova di concetto, abbiamo usato il protocollo per quantificare i metaboliti in un sistema CFPS basato su E. coli che esprimeva proteine fluorescenti verdi (GFP).  La reazione della CFPS (14) è stata spenta e deproteinizzata con etanolo. Il campione CFPS è stato quindi contrassegnato con 12C-anilina, mentre gli standard sono stati contrassegnati con 13C-anilina. Il campione e gli standard contrassegnati sono stati quindi combinati e iniettati in LC/MS (Figura 1

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Discussione

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I sistemi privi di cellule non hanno una parete cellulare, quindi c'è accesso diretto ai metaboliti e ai macchinari biosintetici senza la necessità di una complessa preparazione del campione. Tuttavia, è stato fatto molto poco lavoro per sviluppare protocolli approfonditi e robusti per interrogare quantitativamente sistemi di reazione privi di cellule. In questo studio, abbiamo sviluppato un metodo veloce e robusto per quantificare i metaboliti nelle miscele di reazione prive di cellule e potenzialmente in estratti inter...

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Dichiarazioni

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

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Il lavoro descritto è stato supportato dal Centro sulla Fisica del Metabolismo del Cancro attraverso il premio numero 1U54CA210184-01 del National Cancer Institute (https://www.cancer.gov/ ). Il contenuto è di esclusiva responsabilità degli autori e non rappresenta necessariamente le opinioni ufficiali del National Cancer Institute o dei National Institutes of Health. I finanziatori non hanno avuto alcun ruolo nella progettazione dello studio, nella raccolta e nell'analisi dei dati, nella decisione di pubblicazione o nella preparazione del manoscritto.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
12C AnilinaSigma-Aldrich242284Anilina 12C
13C marcato con anilinaSigma-Aldrich485797Anilina 13C6
3-Acido fosfoglicericoSigma-AldrichP88773PG
Acido aceticoFisherScientificAC222140010
ACE Acetonitrile, LCMSJT BAKER9829-03ACN
Acetil coenzima ASigma-AldrichA2056ACA
Acquity UPLC BEH C18 1.7 μ M, 2,1 x 150 mm ColonnaAcque186002353Colonna
Adenosina difosfatoSigma-AldrichA2754ADP
Adenosina monofosfatoSigma-AldrichA1752AMP
Adenosina trifosfatoSigma-AldrichA2383ATP
Alfa-chetoglutaratoSigma-AldrichK1128aKG
CitratoSigma-Aldrich251275CIT
Citidina difosfatoSigma-AldrichC9755CDP
Citidina monofosfatoSigma-AldrichC1006CMP
Citidina trifosfatoSigma-AldrichC9274CTP
D-gliceraldeide 3-fosfatoSigma-Aldrich39705GAP
Eritrosio-4-fosfatoSigma-AldrichE0377E4P
EtanoloSigma-AldrichEX0276EtOH
Fisher Scientific accuSpin Micro 17 CentrifugaFisherScientificFlavina
adenina dinucleotideSigma-AldrichF6625FAD
Fruttosio 1,6-bisfosfatoSigma-AldrichF6803F16P
Fruttosio 6-fosfatoSigma-AldrichF3627F6P
fumaratoSigma-AldrichF8509
FUM gluconato 6-fosfatoSigma-AldrichP78776PG
glucosioSigma-AldrichG8270GLC
glucosio 6-fosfatoSigma-AldrichG7879G6P
glicerolo 3-fosfatoSigma-AldrichG7886Gly3P
Guanosina difosfatoSigma-AldrichG7127GDP
Guanosina monofosfatoSigma-AldrichG8377GMP
Guanosina trifosfatoSigma-AldrichG8877GTP
Acido cloridricoSigma-Aldrich258148HCl
IsocitratoSigma-AldrichI1252ICIT
LattatoSigma-AldrichL1750LAC
malatoSigma-Aldrich02288MAL
myTXTL - Sigma 70 Master Mix KitArborBiosciences507024Sintesi proteica priva di cellule
N-(3-dimetilamminopropil)-N′-etilcarbodiimmide cloridratoSigma-Aldrich03449EDC
Nicotinamide adenina dinucleotideSigma-Aldrich43410NAD
Nicotinammide adenina dinucleotide fosfatoSigma-AldrichN5755NADP
Nicotinammide adenina dinucleotide fosfato ridottoSigma-Aldrich481973NADPH
Nicotinamide adenina dinucleotide ridottoSigma-AldrichN8129NADH
OssalacetatoSigma-AldrichO4126OAA
FosfoenolpiruvatoSigma-AldrichP0564PEP
PiruvatoSigma-AldrichP5280PYR
Ribosio 5-fosfatoSigma-AldrichR7750R5P
Ribulosio 5-fosfatoCarboSynthMR45852RL5P
Sedoeptulosio 7-fosfatoCarboSynthMS07457S7P
SuccinatoSigma-AldrichS3674SUCC
TributilamminaSigma-Aldrich90780TBA
TrietilamminaFisherScientificO4884TEA
acquaultrapura FisherScientific10977-015acqua
Uridina difosfatoSigma-AldrichU4125UDP
Uridina monofosfatoSigma-AldrichU6375UMP
Uridina trifosfatoSigma-AldrichU6625UTP
VWR Heavy Duty VortexVWRVortex
Water, LCMSJT BAKER9831-03WATER
Waters Acquity H UPLC Class Quaternary Solvent ManagerWatersLCMS
Waters Acquity H UPLC Class Sample Manager FTNWatersLCMS
Waters Acquity Rivelatore QdaWatersLCMS
Waters Empower 3Waters
Waters LCMS Fiala di recupero totaleWaters186000384cFiala LCMS
Software

Riferimenti

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  1. Hodgman, C. E., Jewett, M. C. Cell-free synthetic biology: thinking outside the cell. Metabolic Engineering. 14, 261-269 (2012).
  2. Vilkhovoy, M., et al. Sequence specific modeling of E. coli cell-free protein synthesis. ACS Synthetic Biology. 7 (8), 1844-1857 (2018).
  3. Vilkhovoy, M., Minot, M., Varner, J. D. Effective dynamic models of metabolic networks. IEEE Life Sciences Letters. 2 (4), 51-54 (2016).
  4. Horvath, N., et al. Toward a genome scale sequence specific dynamic model of cell-free protein synthesis in Escherichia coli. bioRxiv. , 215012(2017).
  5. Dettmer, K., Aronov, P. A., Hammock, B. D. Mass spectrometry-based metabolomics. Mass spectrometry reviews. 26 (1), 51-78 (2007).
  6. Hajjaj, H., Blanc, P. J., Goma, G., François, J. Sampling techniques and comparative extraction procedures for quantitative determination of intra- and extracellular metabolites in filamentous fungi. FEMS Microbiology Letters. 164 (1), 195-200 (1998).
  7. Ruijter, G. J. G., Visser, J. Determination of intermediary metabolites in Aspergillus niger. Journal of Microbiological Methods. 25 (3), 295-302 (1996).
  8. Mailinger, W., Baltes, M., Theobald, U., Reuss, M., Rizzi, M. In vivo analysis of metabolic dynamics in Saccharomyces cerevisiae: I. Experimental observations. Biotechnology and Bioengineering. 55 (2), 305-316 (1997).
  9. Dunn, W. B., et al. Mass appeal: metabolite identification in mass spectrometry-focused untargeted metabolomics. Metabolomics. 9 (1), 44-66 (2013).
  10. Huang, T., Toro, M., Lee, R., Hui, D. S., Edwards, J. L. Multi-functional derivatization of amine, hydroxyl, and carboxylate groups for metabolomic investigations of human tissue by electrospray ionization mass spectrometry. Analyst. 143 (14), 3408-3414 (2018).
  11. Huang, T., Armbruster, M. R., Coulton, J. B., Edwards, J. L. Chemical Tagging in Mass Spectrometry for Systems Biology. Analytical Chemistry. 91 (1), 109-125 (2019).
  12. Yang, W. C., Sedlak, M., Regnier, F. E., Mosier, N., Ho, N., Adamec, J. Simultaneous quantification of metabolites involved in central carbon and energy metabolism using reversed-phase liquid chromatography-mass spectrometry and in vitro 13C labeling. Analytical Chemistry. 80 (24), 9508-9516 (2008).
  13. Jannasch, A., Sedlak, M., Adamec, J. Quantification of Pentose Phosphate Pathway (PPP) Metabolites by Liquid Chromatography-Mass Spectrometry (LC-MS). Metabolic Profiling. Methods in Molecular Biology 708 (Methods and Protocols). Metz, T. O. , Humana Press. New York, NY. 159-171 (2011).
  14. Luo, B., Groenke, K., Takors, R., Wandrey, C., Oldiges, M. Simultaneous determination of multiple intracellular metabolites in glycolysis, pentose phosphate pathway, and tricarboxylic acid cycle by liquid chromatography-mass spectrometry. Journal of Chromatography A. 1147 (2), 153-164 (2007).

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Quantificazione dei metabolitiLC MS a fase inversaderivatizzazione con anilinastandard internimetabolismo centrale del carboniometabolismo energeticoseparazione dei metabolitianalisi LC MS

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