採用した安定同位体標識のワークフロー 18 O-濃縮水(LEO-ワークフロー)を定量的および定性的プロテオミクス研究のための多目的ツールです。プロテアーゼアシスト(古)のワークフローでは、 18 O原子は、タンパク質分解切断、およびプロテアーゼによって媒介されるカルボキシル酸素交換反応によって導入されます。酸触媒(アレオ)ワークフローでは、 18 O原子は低pHでカルボキシル酸素交換によって導入されます。
採用した安定同位体標識のワークフロー 18 O-濃縮水(LEO-ワークフロー)を定量的および定性的プロテオミクス研究のための多目的ツールです。プロテアーゼアシスト(古)のワークフローでは、 18 O原子は、タンパク質分解切断、およびプロテアーゼによって媒介されるカルボキシル酸素交換反応によって導入されます。酸触媒(アレオ)ワークフローでは、 18 O原子は低pHでカルボキシル酸素交換によって導入されます。
安定同位体は、生物学質量分析に不可欠なツールです。歴史的に見ると、18 O安定同位体は、広範囲に1から3のタンパク質分解酵素の触媒機構を研究するために使用されている。質量分析ベースのプロテオミクスの出現により、安定同位体濃縮された水の18 O原子の酵素によって触媒された定款は、定量的タンパク質発現レベル(Fenselauとヤオ4県、宮城県、ラオ5とYeによって見直さ比較する一般的な方法となっているら6)18 O標識は、化学物質( 例えば iTRAQ、ICAT)と( 例えば SILAC)代謝標識技術7に簡単かつ低コストの代替手段を構成する。利用プロテアーゼに応じて、18 O標識は、切断産物3のC末端カルボキシル基に2つの18 O原子までの取り込みをもたらすことができ8に細分することができる。酵素18 O標識の私たちのパレオ(P 18 O濃縮水をmploying 電子 abeling rotease-ssisted リットル )の適応では、独特の同位体比の挙動を得るために50パーセント18 O濃縮水を利用した。高解像度のマトリックス支援レーザー脱離イオン化 - 飛行時間型タンデム質量分析(MALDI-TOF/TOF MS / MS)との組み合わせでは、特徴的な同位体エンベロープは特異性の高いレベルで切断産物を同定するために用いることができる。我々は以前に検出し、特徴づける内因性プロテアーゼ9とタンパク質分解反応10-11を監視するために古の方法論を使用してきました。パレオは、タンパク質分解的切断反応の本質をエンコードしているので、実験のセットアップは簡単で、生化学ENRIです切断産物のchmentステップは回避することができます。古法は容易にタンパク質分解的切断反応のダイナミクスと生理的条件を表す複雑な生物学的サンプル中のタンパク質分解の(ii)の分析の監視(i)が経時実験に拡張することができます。古経時実験は、複雑なタンパク質分解経路反応における律速処理ステップと反応中間体を識別するのに役立ちます。さらに、古反応は、私たちはそのようなその切断産物を再結合し、第二18 O原子の取り込みを触媒することが可能であるセリンプロテアーゼトリプシンなどのタンパク質分解酵素を識別することができます。このような"二重標識"酵素はペプチドが排他的にカルボキシル酸素交換反応によって標識されている、postdigestion 18 O標識のために使用することができます。私たちの3番目の戦略は酵素を超え18 O濃縮水を採用ラベリング延び、18 O安定同位体標識を導入するために酸性のpH条件を使用していますペプチドにatures。
提示LEO-ワークフローはタンパク質消化物や合成ペプチドの安定同位体標識を可能にします。これらのタイムコース実験( 図1)は、比較および定量的プロテオミクス研究ならびにプロテアーゼの研究にも適用可能である。各ワークフローには、2つの実験の手順( 図2)から構成されています)は、それぞれ18のO-安定同位体でエンコードされた反応(プロテアーゼ触媒によるペプチド切断の解決されたサンプリング時間;プロテアーゼ触媒によるカルボキシル基の酸素交換反応、酸触媒カルボキシル酸素交換質量分析および18 O-取り込み動態をグラフィカルに表現することにより反応A)とB)分析。
Aの経時実験
I.古経時:タンパク質分解的切断のプロテアーゼ触媒によるラベリング
Ⅱ。古経時:Postdigタンパク質分解末端のestionラベリング
Ⅲ。アレオ-経時:カルボキシル基の酸触媒によるラベリング
B. MALDI-TOF/TOF MS / MSのデータ収集と分析
スペクトルの時間および18 O-定款プロットのRNAサンプルの調製
スペクトルの時間プロット:各反応時間ポイントのMSデータファイル(。T2Dファイル)を使用して、ASCIIファイルとしてデータエクスプローラソフトウェアからエクスポートされたマクロとデータ解析とグラフィックソフトウェアプログラム(OriginLabの起源などによる)にインポートして、ウォーターフォールプロット( 図3)として表示されます。
18 O取り込みプロット:各ビニングペプチド切断の製品については、個々のペプチドの同位体種の相対的な寄与(16 O、18 O 1ま たは18 O 2)をすべて反応時間ポイント間で抽出されます( 図4)を時間に対してプロットした。
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我々は、動的にタンパク質分解酵素によって生成されたペプチドの切断産物に18 O安定同位体の取り込みを監視するために古経時ワークフローを使用していました。提示されたアプローチは比較的異なる基板とプロテアーゼの組み合わせに分解性プロセシング経路を研究するための多目的ツールです。反応の過程で繰り返しタンパク質分解反応をサンプリングすることにより、古経時実験は、基質と生成物の存在量と処理内容の時間分解スナップショットを提供します。ターゲットプレート上の酸性マトリックス溶液とのコ·スポッティングサンプルが酵素反応とマトリックスの結晶化がさらに試料組成を保持し停止します。したがって、時点を遡及的に酵素反応の終結後MALDI-TOF/TOF MS / MSで分析することができます。これらの実験のワークフローのデータが豊富な自然に適応するために、我々は18のO-incorporatを計算する半自動バイオインフォマティクスシステムを実装各ペプチドのイオン比図3は、ECE-1によるペプチドEndokinin Cの処理の代表的なスペクトルの経時変化のプロットを示します。古経時データ...
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時間分解方法で、安定同位体標識と高分解能質量分析を組み合わせることで、古経時方法は、ペプチド生成物の生成の動的解析が可能になります。アッセイは、定量的および定性的プロテオミクス研究のための安定同位体で標識されたペプチドを生成するとプロテオティピックペプチドが生成されることにより反応速度を評価するために用いることができる。さらに、古経時は、特定の、生理学的に関連する条件を ex vivoでタンパク質分解経路を評価するために設計されています。内因性タンパク質、ペプチド、およびプロテアーゼならびに合成ペプチド及び組換えプロテアーゼがワークフローで利用することができる。調査されるべき特定のタンパク質分解反応に応じて、アッセイ条件とスポッティング時間は反応プロセスの最適なサンプリングを提供するために調整することができます。我々の経験では、それは、部屋、低い酵素濃度を使用することによって( 例えば、タンパク質分解反応を遅くしておくと便利です。便利な手動のサンプリング間隔を可能にする温度)は、他の安定同位体標識方法論と同様に、実験的な18...
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特別な利害関係は宣言されません。
この作品は、NIH / NIDCRグラント1R01DE019796によってサポートされていました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 材料の名称 | 会社 | カタログ番号 | |
| PepClean C-18スピンカラム | サーモ | 89870 | |
| のOpti-TOF 384 MALDIターゲットプレート | AB SCIEX | 1016629 | |
| 4800 MALDI TOF / TOF | AB SCIEX |
表1材料
| 試薬の名称 | 会社 | カタログ番号 |
|---|---|---|
| アルファシアノ-4 - ヒドロキシ桂皮酸 | シグマアルドリッチ | 70990-1G-F |
| ウシ血清アルブミン(BSA) | シグマアルドリッチ | A3294-10G |
| ジチオスレイトール(DTT) | アクロス | 16568-0050 |
| ヨードアセトアミド(IAM) | シグマアルドリッチ | 1149-5G |
| 酵素-1(ECE-1)を変換エンドセリン | R&Dシステムズ | 1784-ZN |
| トリプシンゴールド | プロメガ | V5280 |
| 水- 18 O、97原子% の18 O | シグマアルドリッチ | 329878-1G |
| トリフルオロ酢酸(TFA) | サーモ | 28904 |
| AB SCIEX TOF / TOF機器のキャリブレーションのための質量標準キット | AB SCIEX | 4333604 |
表2試薬
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