ここでは 、14C-酢酸を用いた酵母の代謝標識に関するプロトコルが提示され、これは中性脂質の分離のための薄層クロマトグラフィーと結合される。
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ここでは 、14C-酢酸を用いた酵母の代謝標識に関するプロトコルが提示され、これは中性脂質の分離のための薄層クロマトグラフィーと結合される。
中性脂質(ヌル)は、エネルギーおよび脂質恒常性において重要な役割を果たす疎水性、無用な生体分子のクラスです。NLsはアセチルCoAからデノボを合成し、主にトリグリセリド(TG)およびステロールエステル(SE)の形で真核生物に存在する。ネルの合成を担う酵素は 、サッカロミセス・セレビシエ (酵母)からヒトまで高度に保存されており、酵母はNL代謝酵素の機能と調節を解剖するのに有用なモデル生物となっています。アセチルCoAがNL種の多様なセットに変換される方法については多くのことが知られていますが、NL代謝酵素を調節するメカニズム、および誤調節が細胞病理にどのように寄与できるかはまだ発見されています。NL種の分離と特性評価のための数多くの方法が開発され、研究の数十年にわたって使用されています。しかし、主要なNL種の包括的な特性評価のための定量的かつ単純なプロトコルは議論されていない。ここでは、酵母における主要なNL種のデノボ合成を定量化する簡便かつ適応可能な方法が提示される。薄層クロマトグラフィーと組み合わせた 14のC-酢酸代謝標識を適用して、生理学的に重要なNLの多様な範囲を分離し定量化します。
アセチルCoAは、膜を構築し、ATPを生成し、細胞シグナル伝達を調節するための汎用性の高い生体分子通貨として機能する中性脂質(NLs)を含む多様な生体分子の基本的なビルディングブロックである1,2。これらのそれぞれの経路のいずれかにシャントされるLSの可用性は、部分的には、その貯蔵によって調節される。脂質滴(LD)は、トリグリセリド(TG)およびステロールエステル(SE)の疎水性コアからなる細胞質小器官であり、ほとんどの細胞のヌルの主な貯蔵室である。したがって、DLは、分解し、その後生化学的および代謝プロセス3、4に利用することができるDLを隔離し、調節する。NLおよびLD関連タンパク質の誤調節は、リポジストロフィーおよびメタボリックシンドローム5,6を含む病理の発症と相関することが知られている。このため、現在のLD研究は、NL合成が空間的、時間的、および多細胞生物の異なる組織にわたってどのように調節されているかに重点を置いて行われています。NLsのユビキタスな細胞の役割のために、DLの合成と調節を担当する多くの酵素は真核生物全体で保存される7.実際、一部の原核生物でさえ、DL 8にDLを保管しています。したがって、サッカロミセス・セレビシエ(出芽酵母)などの遺伝的に難解なモデル生物は、NLの合成および調節の研究に有用であった。
細胞抽出物からのNLの分離と定量は、ガスクロマトグラフィー質量分析(GC-MS)、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)、超高性能液体クロマトグラフィー質量分析(UPLC-MS)9、10、11など、無数の方法で達成できます。おそらく、最も簡単な方法は、薄層クロマトグラフィー(TLC)を介して、標準曲線12、13からのその後の密度定量を可能にする。TLC は、NLs のコース粒度の分離のみを提供しますが、コストが安価で、複数のサンプルから同時に NL を迅速に分離できるため、強力な手法です。TLCを介してのNLの研究が直面している最もかなりの課題の2つは、1)NL種とその中間体の細胞豊富の広い範囲、および2)NL合成経路内の脂質中間体の親水性/疎水性の範囲である。その結果、TLCを介したNL種の定量は、典型的には最も豊富な種に限定される。しかし、14C-酢酸放射標識の導入は、NL経路内の低存在性中間体の検出を有意に高めることができる。酢酸はアセチルCoA合成酵素ACS214によってアセチルCoAに急速に変換され、これは14C-酢酸を酵母15において適切な放射性標識基質にする。さらに、疎水性のNLsとNの親水性中間体の両方の分離は、複数の溶媒システム16を使用することにより、TLCによって達成することができる。ここでは、酵母における14のC-酢酸代謝標識を用いたNLsの分離方法を提示する。パルス期間中に標識された脂質は、その後、十分に確立された全脂質単離プロトコル17によって単離され、続いてTLCによるNL種の分離が続く。標識脂質を可視化するオートラジオグラフィーと、全脂質を可視化する化学スプレーの両方によるTLCプレートの開発は、複数の定量方法を可能にする。個々の脂質バンドはまた、カミソリの刃を使用してTLCプレートから容易に抽出することができ、およびシンチレーションカウントは、バンド内の放射性標識材料の量を定量するために使用することができる。
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1. 14C-酢酸を用いて酵母細胞の増殖と標識
2. 酵母からの総脂質の分離
注:脂質の分離のための次のプロトコルは、効率的に最も中立脂質種17、18を抽出する確立され、頻繁に使用される方法に基づいています。
注意:有機溶剤を使用する場合は、常に適切なPPEを着用し、可能な限りヒュームフードの内側で作業してください。脂質抽出の際は、有機溶剤と相性のないプラスチックを使用しないでください。ポリプロピレンチューブは、次のプロトコルに適しています。
3. 薄層クロマトグラフィーによる放射性同位元素標識のNLの分離と定量化
4. TLC分離脂質の可視化と定量化
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このプロトコルでは、14C-酢酸代謝標識によってNL種の標識、検出、定量化が可能であることを実証しました。主なNL種は、50:40:10:10:1(v/v/v/v)ヘキサン:石油エーテル:ジエチルエーテル:酢酸(図1A、B)の溶媒系で分離することができます。蛍光体イメージングは、標識遊離脂肪酸(FFA)、トリアシルグリセロール(TG)、ジアシルグリセロール(DG)、コレステロール(Chol)、およびスクアレン(SQ)の可視化を可能にする(図1A)。この溶媒では他のNL種から分離できるが、20分間のパルスに続くオートラジオグラムでは何も検出されない。これは、酵母の成長の静止段階の間にSE合成を遅くすることに起因する可能性があります。また、この方法で精製脂質種を分離し、続いてTLCプレートをp-アニアルデヒド試薬で散布して可視化できることも実証されている(図1B)。NL種はこの溶媒で十分に分離されているが、ホ...
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ここでは、酵母におけるNL種の合成を定量的に監視する多目的な放射標識プロトコルが提示される。このプロトコルは非常にモジュラーで、3-6日以内に手続きを終わらせることができます。さらに、脂質種と代謝産物を分離するためのTLCの使用に関する豊富な文献が存在し、これはユーザーがTLC溶媒系16,19の単純な変化で関心のあるいくつかの脂質種を検出することを可能にするべきである。このプロトコルは、放射性標識脂質の分離、検出、および定量化を助長します。また、ラベル付けされたNLのターンオーバー時間を検出するために、非ラベル付きメディアの追跡期間と組み合わすことができます。
HPLC、GC-MS、UPLC-MS などの他の方法では、脂質の分離と定量の分解能が高くなります。しかし、安定同位体を使用することで克服できますが、通常はMSを介して放射性標識されたサンプルを実行することは最適ではありません。それにもかかわらず、この放射性標識法は、多くの脂質種に高い検出感度と汎用性を提供しま...
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著者らは、この原稿の作成に競合する利益はないと宣言している。
著者らは、この研究の完了に関するヘルプと概念的なアドバイスをヘンネ研究所のメンバーに感謝したいと考えています。W.M.H.は、ウェルチ財団(I-1873)、NIH NIGMS(GM119768)、アラパレスギアン医学研究基金、UT南西部寄付奨学生プログラムからの資金によって支えられています。S.R は T32 プログラム交付 (5T32GM008297) によってサポートされています。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| [1-C14] 酢酸ナトリウム塩比活性: 45-60mCi | PerkinElmer | NEC084H001MC | |
| 18:1 1,2 ジオレオイル-sn-グリセロール | Avanti | 800811O | |
| 200 プルーフ 無水エタノール | シグマ | 459836 | |
| 酸洗浄ガラスビーズ 425-600um | シグマ | G8772 | |
| パスチュアーピペット用琥珀色の電球 | ッシャー | 03-448-24 | |
| 硫酸アンモニウム >99% | シグマ | A4418 | |
| ベックマン LS6500 シンチレーションカウンター | パーキンエルマー | A481000 | |
| クロロホルム (HPLC グレード) | フィッシャー | C607SK | |
| コレステロール >99% | シグマ | C8667 | |
| コレステリノール酸 >98% | シグマ | C0289 | |
| 濃硫酸 | シグマ | 339741 | |
| コーニング 50mL コニカルチューブ、ポリプロピレン、セントラスターキャップ付き | シグマ | CLS430829 | |
| デキストロース、無水グレード | シグマ | D9434 | |
| ジエチルエーテル無水グレード | シグマ | 296082 | |
| 乾燥オーブン | フィッシャー | 11-475-155 | |
| エコルームシンチレーション液 | VWR | IC88247001 | |
| エッペンドルフ 5424R 遠心分離機 | フィッシャー | 05-401-205 | |
| GE 貯蔵蛍光体スクリーン | シグマ | GE28-9564-75 | |
| GE タイフーン FLA9500 イメージャー | |||
| 氷酢酸、ACS グレード | シグマ | 695092 | |
| ガラス 6mL シンチレーションバイアル | シグマ | M1901 | |
| ガラス遠心分離管キャップ | フィッシャー | 14-595-36A | |
| ガラス遠心分離管 | フィッシャー | 14-595-35A | |
| ガラス パスツールピペット | フィッシャー | 13-678-20C | |
| ヘキサン、無水グレード | シグマ | 296090 | |
| L-アデニン >99% | シグマ | A8626 | |
| L-アラニン >98% | シグマ | A7627 | |
| L-アルギニン >99% | シグマ | A1270000 | |
| L-アスパラギン >98%) | シグマ | A0884 | |
| L-アスパラギン酸 >98%) | シグマ | A9256 | |
| L-システイン >97% | シグマ | W326305 | |
| L-グルタミン一ナトリウム塩一水和物 >98%) | シグマ | 49621 | |
| L-グルタミン >99% | シグマ | G3126 | |
| L-グリシン >99%) | シグマ | G8898 | |
| L-ヒスチジン >99%) | シグマ | H8000 | |
| L-イソロイシン >98% | シグマ | I2752 | |
| L-ロイシン >98%) | シグマ | L8000 | |
| L-リジン >98% | シグマ | L5501 | |
| L-メチオニン、HPLC グレード | グマ | M9625 | |
| L-フェニルアラニン、試薬グレード | Sigma | P2126 | |
| L-プロリン >99% | Sigma | P0380 | |
| L-セリン >99% | Sigma | S4500 | |
| L-セロニン、試薬グレード | Sigma T8625 | ||
| L-トリプトファン >98% | Sigma | T0254 | |
| L-チロシン >98%) | T3754 | ||
| L-ウラシル >99% | シグマ | U0750 | |
| L-バリン >98% | シグマ | V0500 | |
| メタノール、ACS グレード | フィッシャー | A412 | |
| オレイン酸 >99% | シグマ | O1008 | |
| p-アニスアルデヒド | シグマ | A88107 | |
| 石油エーテル、ACS グレード | シグマ | 184519 | |
| ホスファチジルコリン、ジパルミトイル>99% | シグマ | P1652 | |
| ピペットエ | ッペンドルフ | 2231000713 | |
| 塩化カリウム、ACSグレード | シグマ | P3911水 | |
| 酸化ナトリウムペレット、認定ACS | フィ | ッシャーS318-100 | |
| スクワレン>98% | シグマ | S3626 | |
| コハク酸結晶性/認定 | フィ | ッシャー110-15-6TLC | |
| 飽和パッド | シグマ | Z265225 | |
| TLCシリカゲル60Gガラスチャネリングプレート | フィッシャー | NC9825743 | 蛍光インジケーターなし |
| 透明プラスチックフィルム | ポロ | 829903 | |
| トリシン | シグマ | T0377 | |
| オレイン>99% | シグマ | T7140 | |
| ボルテックスミキサー | フィッシャー02-215-414 | ||
| ワットマン露出カセット | シグマ | WHA29175523 | |
| 硫酸アンモニウムとアミノ酸を含まない酵母窒素塩基シ | グマ | Y1251 |
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