Indagine spettrometrica di massa sfaccettata di neuropeptidi in Callinectes sapidus

Ashley Phetsanthad; Nhu Q. Vu; Lingjun Li

doi:10.3791/63322

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Articolo metodologico

Indagine spettrometrica di massa sfaccettata di neuropeptidi in Callinectes sapidus

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DOI:

10.3791/63322

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31 maggio 2022

Ashley Phetsanthad^*¹ , Nhu Q. Vu^*¹ , Lingjun Li¹^,²

¹Department of Chemistry, University of Wisconsin-Madison, ²School of Pharmacy, University of Wisconsin-Madison

^* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

La caratterizzazione spettrometrica di massa dei neuropeptidi fornisce informazioni di sequenza, quantificazione e localizzazione. Questo flusso di lavoro ottimizzato non è utile solo per gli studi sui neuropeptidi, ma anche per altri peptidi endogeni. I protocolli forniti qui descrivono la preparazione del campione, l'acquisizione della SM, l'analisi della SM e la generazione di neuropeptidi nel database utilizzando LC-ESI-MS, MALDI-MS spotting e MALDI-MS imaging.

Abstract

I neuropeptidi sono molecole di segnalazione che regolano quasi tutti i processi fisiologici e comportamentali, come lo sviluppo, la riproduzione, l'assunzione di cibo e la risposta a fattori di stress esterni. Tuttavia, i meccanismi biochimici e il pieno complemento dei neuropeptidi e i loro ruoli funzionali rimangono poco compresi. La caratterizzazione di questi peptidi endogeni è ostacolata dall'immensa diversità all'interno di questa classe di molecole di segnalazione. Inoltre, i neuropeptidi sono bioattivi a concentrazioni 100x - 1000x inferiori a quelle dei neurotrasmettitori e sono soggetti a degradazione enzimatica dopo il rilascio sinaptico. La spettrometria di massa (MS) è uno strumento analitico altamente sensibile in grado di identificare, quantificare e localizzare analiti senza una conoscenza a priori completa. È adatto per profilare globalmente i neuropeptidi e aiutare nella scoperta di nuovi peptidi. A causa della bassa abbondanza e dell'elevata diversità chimica di questa classe di peptidi, diversi metodi di preparazione del campione, parametri di acquisizione della SM e strategie di analisi dei dati sono stati adattati dalle tecniche di proteomica per consentire una caratterizzazione ottimale dei neuropeptidi. Qui, vengono descritti metodi per isolare i neuropeptidi da tessuti biologici complessi per la caratterizzazione, la quantificazione e la localizzazione della sequenza utilizzando la cromatografia liquida (LC)-MS e il desorbimento / ionizzazione laser assistito da matrice (MALDI)-MS. È incluso un protocollo per la preparazione di un database di neuropeptidi dal granchio blu, Callinectes sapidus, un organismo senza informazioni genomiche complete. Questi flussi di lavoro possono essere adattati per studiare altre classi di peptidi endogeni in diverse specie utilizzando una varietà di strumenti.

Introduzione

Il sistema nervoso è complesso e richiede una rete di neuroni per trasmettere segnali in tutto l'organismo. Il sistema nervoso coordina le informazioni sensoriali e la risposta biologica. Le interazioni intricate e contorte coinvolte nella trasmissione del segnale richiedono molte molecole di segnalazione diverse come neurotrasmettitori, steroidi e neuropeptidi. Poiché i neuropeptidi sono le molecole di segnalazione più diverse e potenti che svolgono un ruolo chiave nell'attivazione delle risposte fisiologiche allo stress e ad altri stimoli, è interessante determinare il loro ruolo specifico in questi processi fisiologici. La funzione neuropeptidica è correlata alla l....