バークホルデリア属のメンバーは、臨床的に重要な病原体である。我々は、機械的破壊、およびその後のプロテオーム解析のための2-Dゲル電気泳動を用いて、全細菌タンパク質抽出するための方法を記載している。
バークホルデリア属のメンバーは、臨床的に重要な病原体である。我々は、機械的破壊、およびその後のプロテオーム解析のための2-Dゲル電気泳動を用いて、全細菌タンパク質抽出するための方法を記載している。
細菌種の細胞内タンパク質レベルの調査は、これらの生物によって引き起こされる疾患の発症機序を理解するために重要である。ここでは、リン酸緩衝生理食塩水、エチレンジアミン四酢酸及びフェニルメチルスルホニルフルオリドの存在下でガラスビーズを用いた機械的溶解に基づいて、 バークホルデリア種からのタンパク質抽出のための手順を記述している。この方法は、異なる増殖条件のために、異なるバークホルデリア種のために使用することができ、それは、他の細菌のプロテオミクス研究に使用するのに適している可能性が高い。タンパク質抽出に続いて、二次元(2-D)ゲル電気泳動プロテオーム技術がこれらの生物のプロテオームのグローバル変化を研究するために記載されている。この方法では、分子量に基づいて分離を行い一次元で等電点電気泳動による等電点に応じてタンパク質の分離、で構成されています第二次元におけるアクリルアミドゲル電気泳動による。分離されたタンパク質の可視化は銀染色によって実施される。
バークホルデリア属以上 62種、ニッチの広い範囲から単離されたグラム陰性菌を含み、それは、2つの主要なクラスター1,2に分割される。最初のクラスタは、ヒト、動物およびphytotrophic生物を含み、ほとんどの研究は、それらの臨床的重要性は、この群の病原性種に焦点を当てている。最も病原性のメンバーはBである。疽菌とB (それぞれ類鼻疽及び鼻疽を引き起こす) 鼻疽菌 3,4および嚢胞性線維症(CF)および慢性肉芽腫症(CGD)の病気を引き起こす日和見病原体5(バークホルデリア·セパシア複合体、BCCの17定義された種)、1。 30以上の非病原性の種と第二のクラスタは、植物が、環境に関連する細菌が含まれており、ホスト2に対して潜在的に有益であると考えている。
数多くの合併症はFRをemergeこのような理由例6-9のほとんどで根絶するのは難しいことの抗生物質に固有または獲得抵抗性の患者、病気の蔓延や治療の失敗の間に病原体の伝達などのバークホルデリア属の病原性メンバーとOM細菌感染。そのため、細菌感染の確立のための基礎をより明確に理解を得ることは、これらの生物によって引き起こされる疾患の治療に不可欠である。感染の確立への洞察を得るために、病因に関連する細菌成分について鋭意検討が必要とされている。プロテオミクスアプローチを用いてバークホルデリア生物のプロテオーム解析に焦点を当てた研究は、細菌病因に関与ならびにそれらのプロテオームの変化は10-16プロファイルされているタンパク質を記載している。
高濃を含む溶解緩衝液中で超音波処理および凍結融解サイクルを用いてタンパク質抽出法尿素のentration、洗剤および両性電解質と組み合わせた尿素は、 バークホルデリアプロテオミクス研究10-13に適用されている。尿素は、タンパク質変性のための非常に効率的であるが、それによって(カルバミル化反応)アーティファクト17を形成し、アミノ酸基と反応することができるイソシアン酸アンモニウムを用いて水溶液中で平衡を確立することができる。したがって、シアン酸捕捉剤として機能するキャリア両性電解質を含み、かつ37℃で17以上の温度を避けることをお勧めします。さらに、タンパク質の定量化と溶解緩衝液の任意の化学的干渉を防止するために、同一の溶解緩衝液は、試料および標準は、同じ背景10を有するように、標準曲線を作成するために使用することができる。他の方法は、熱の潜伏期間17,18とアルカリ性の緩衝液や洗剤の使用を含む、しかし、これらの条件は、プロテオームの変化を誘発する可能性があり、いくつかの界面活性剤は、PRと互換性がありませんoteomicsアプリケーションは、その後の界面活性剤除去工程は、17,18が含まれている場合を除きます。
適切な抽出および定量化の後、各々のタンパク質の全体的なタンパク質発現は、二次元(2-D)ゲル電気泳動のようなプロテオミクスアプローチを用いて研究することができる。この技術は、第一、第二次元におけるアクリルアミドゲル電気泳動によってそれらの分子量に応じてその後O'Farell 19で説明した第一の次元で等電点電気泳動による等電点に係るタンパク質の分離にある、とした。 、その分解能と感度に、この技術は、複雑な生物学的供給源19,20からのタンパク質の分析と検出するための強力なツールです。この分離技術は、転写後の修正またはタンパク質分解処理によって引き起こされるタンパク質のアイソフォームを解決する大きな利点をもつタンパク質中心のアプローチでは、現在提供されています。量的変化ゲル20の染色後、対応するスポットの強度を比較することによって検出することができる。しかし、この技術は、非常に大きいタンパク質、膜タンパク質、極端に塩基性および酸性または疎水性タンパク質の同定に適していない、やや面倒で時間のかかる技法20である。より堅牢かつ客観利用可能になると、このようなタグ付け同位体コード親和性(ICAT)21によるシステイン標識、及びアミノ基のような差動安定同位体標識法によって定量的比較のために使用することが可能である新規ペプチド中心のアプローチ(非ゲルベース)相対と絶対定量(のiTRAQ)22用のタグ付け同位体で標識する。シングルプロテオミクス技術の使用は、十分な情報を与えるかもしれない、したがって二つの相補的なプロテオミクスアプローチの使用は、プロテオームの中で最も完全な評価の変更が必要である。それにもかかわらず、2-Dゲル電気泳動は、広く使用され、日常的に定量するために適用することができる異なる生物においていくつかのタンパク質の発現をtitative。
ここでは、全細胞タンパク質の抽出およびGEヘルスケア2次元電気泳動原則と方法ハンドブック80から6429-60AC 2004から適応し、最適化したバークホルデリア属のための2次元ゲル電気泳動の手順を説明します( www.amershambiosciences.com )。タンパク質抽出を、5mMのEDTA(エチレンジアミン四酢酸)及び1mMのPMSF(フッ化フェニルメチル)を含有するPBSの存在下でガラスビーズをビーズビーターを用いて行った。この手順では、最小限の劣化によるタンパク質の定量化を可能にし、これまでに報告15,23,24などのプロテオミクスアプローチの修正可能です。 2-Dゲル電気泳動を24 cmの長さに固定化pHを4-7勾配およびタンパク質を用いて行ったが、その等電点に従って分離した。その後、タンパク質は、それらのmolecに従って分離されたSDS-ポリアクリルアミドゲルによってウラル重さ。さらに、我々は、タンパク質スポットを視覚化するための銀染色法、および質量分析のために互換性のある銀染色法を記載した。一緒に、これらの手順は、病因に関与し得るバークホルデリア種からの重要なタンパク質の同定を可能にすることができる。
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1。培養増殖(日1 2)
2。タンパク質抽出(3日目)
3。サンプル調製(4日目)
4。最初のフォーカシング次元等電点電気泳動(IEF)(4日目)
このセクションのすべての手順がたEttan IGPhor IEFシステムを使用している。
5。二次元SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動(5日目)
このセクションのすべての手順がたEttan DALTsix電気泳動装置を使用しています。
6。ゲルの可視化のためのゲルの銀染色(日5-6)
7。質量分析のためのゲル銀染色
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2別の機会に同じ細菌培養から抽出したタンパク質プロファイルの比較解析が成功したタンパク質抽出を示す同様のパターンバンディングを示した。抽出された高分子量のタンパク質は、10〜150 kDaの範囲であった。 バークホルデリアmultivoransから全細胞タンパク質抽出の1に示す代表的なクマシーブルー染色ゲル(BCCの部材) 図1bまたは酵母/マンニトール(YEM)ブロスで成長した臨床分離株固定相から回収した。
2-Dゲル電気泳動分析のために、 疽菌からの全タンパク質200μgの( 図2)を用いた。この病原体は、疾病管理予防のための25の米国センターによるB型生物兵器剤として認識されているので、タンパク質調製手順は、標準的な操作手順に応じてバイオセーフティレベル3の封じ込め実験室で実施した。タンパク質は、再水和溶液に再懸濁し、24 cmの長さに固定化pHを4-7勾配及びタンパク質はそれらの等電点(pI)に従って分離して適用...
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タンパク質の調製のための方法は、再現性よくバークホルデリアタンパク質の大部分を抽出することができることが記載されている。これは、 図1に示すように、LB又はYEMブロス中で増殖させた同一の細菌培養物を使用して、異なる日に実施された2つの独立した調製物から同一のタンパク質プロファイルを得ることによって実証される。しかし我々はプレート上で増殖させた細菌のためにこの方法をテストしていません。抽出は、液体培地中で増殖させた細菌のための効率的であった。この方法は、プロテオミクスツールを使用して、さらなるタンパク質の特徴づけのために使用した、我々のグループは正常に(のiTRAQ)プロテオーム技術15,23,24相対的および絶対的定量のために2-Dゲル電気泳動および同位体タグを用いたプロテオームの変化を研究している。後者の場合、タンパク質は、15のiTRAQ実験でのPMSFの干渉を避けるために、PBS中の0.5 M EDTAを含む緩衝液中に抽出した。
それは、REMにとって重要であるタンパク質抽出処理...
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著者は、彼らが競合する経済的利益を持っていないことを宣言します。
この作品は、(BV)はブリティッシュコロンビア大学からの学生の身分および嚢胞性線維症カナダ、(DPS)は健康の研究のカナダの協会からの補助金によって支えられている。私たちは、プロトコルの初期準備のためにジャクリーンチョンに感謝します。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 試薬 | |||
| フェニルメタンスルホニルフッ化物(PMSF) | シグマ | P7626 | |
| アセトン | フィ | ッシャーA18-1 | |
| PBSバッファーバイオ | サイエンス | R028 | |
| チレンジアミン四酢酸(EDTA) | フィッシャーBP118-500 | 有毒 | |
| ガラスビーズ(0.1mm) | BioSpec Products | 11079101 | |
| Nalgene Oak Ridge 遠心分離管、ポリカーボネート (50 ml) | VWR | 21009-342 | |
| MicroBCA タンパク質抽出キット | Pierce | 23235 | |
| Microcentrifuge Tubes 2.0 ml 円錐形 スクリューキャップ キャップ付き キャップとOリング | Fisher | 02-681-375 | |
| 2-D クリーンアップキット | GE Healthcare | 80-6484-51 | |
| 尿素 | Invitrogen | 15505-050 | 刺激性 |
| CHAPS | アマシャム バイオサイエンス | 17-1314-01 | |
| ジチオスレイトール (DTT) | MPBiomedical, LCC | 856126 刺激性 | |
| イモビリン ドライストリップ pH 4-7 24 cm | アマシャム バイオサイエンス | 176002-46 | |
| デュラクリル | プロテオミクス ソリューション | 80-0148 | 非常に有毒で発がん性物質 |
| 過硫酸アンモニウム | Fisher | BP179-100 | 可燃性、毒性、腐食性 |
| N,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン (TEMED) | Invitrogen | 15524-010 | 可燃性 |
| ドデシル硫酸ナトリウム (SDS) | Fisher | BP166-500 | 急性毒性、可燃性 |
| アガロース | Invitrogen | 15510-027 | |
| エタノール | フィ | ッシャーHC1100-1GL | 可燃性、有毒 |
| な酢酸 | フィ | ッシャーA491-212 | 、腐食性 |
| グルタルアルデヒド | フィ | ッシャーG151-1 | 非常に有毒で腐食性、環境に危険です |
| テトラチオン酸カリウム | シグマ | P2926 | 刺激性酢 |
| 酸ナトリウム | EM科学 | 7510 | |
| 硝酸銀 | シグマ | 209139 | 、環境に危険 |
| ホルムアルデヒド | シグマ | 252549 | 有毒 |
| チオ硫酸ナトリウム | シグマ | S7026 | |
| トリスベース | EMD | 9230 | |
| グリシン | MPBiomedical、LCC | ||
| グリセロール | MPBiomedical、LCC | 800688 | |
| メタノール | フィ | ッシャーA412-4 | 、有毒、健康被害 |
| ナトリウム無水EMD | SX0400-3 | 有毒 | |
| 鉱物油 | ACROS | 415080010 | |
| Equipment | |||
| JA-20超遠心ローター | ックマンコールター | 334831 | |
| ミニビーズビーターBiospec | 製品 | 3110BX | |
| Ettan IPGphor II等電点電気泳動システムおよびアクセサリ | GE Healthcare | 80-6505-03 | www.amershambiosciences.com |
| >Ettan DALT大型縦型電気泳動システム | GE Healthcare | 80-6485-27 | www.amershambiosciences.com |
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