이 프로토콜은 단백질 추출 완충제 최적화, 조류 세포 파괴, 이온 교환 크로마토그래피에 의한 단백질 분획, SDS-PAGE에 의한 단백질 분리, 항균 활성 분석 등 다양한 기법을 사용하여 온전한 항균 단백질을 조사하는 워크플로우를 설명합니다. 활성 단백질은 이후 LC-MS/MALDI-TOF 분석을 통해 확인되고 확인되었습니다.
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이 프로토콜은 단백질 추출 완충제 최적화, 조류 세포 파괴, 이온 교환 크로마토그래피에 의한 단백질 분획, SDS-PAGE에 의한 단백질 분리, 항균 활성 분석 등 다양한 기법을 사용하여 온전한 항균 단백질을 조사하는 워크플로우를 설명합니다. 활성 단백질은 이후 LC-MS/MALDI-TOF 분석을 통해 확인되고 확인되었습니다.
항생제 내성(AMR)은 전 세계적으로 심화되는 보건 위협으로, 새로운 항생제의 발견이 필요합니다. 조류 유래 단백질과 펩타이드는 생체 활성 잠재력으로 점점 더 주목받고 있습니다; 그러나 특히 Tetraspora sp. CU2551 등 녹조류에서 항균 펩타이드(AMP)를 조사하는 표준화된 프로토콜은 여전히 제한적입니다. 이 프로토콜은 녹조류 Tetraspora sp. CU2551에서 항균 단백질을 분리, 정제 및 특성화하는 단계별 워크플로우를 설명합니다. 이 절차는 최적화된 단백질 추출, 크로마토그래피 분획, 전기영동 분리, 항균 활성 스크리닝, 단백질 식별을 통합합니다. 단백질 추출 조건은 먼저 완충 성분에서 비롯된 배경 억제 효과를 줄이도록 최적화됩니다. 활성 펩타이드의 정체가 알려지지 않을 때는 풀다운 분석법을 적용하여 다양한 이온 교환 수지 간 단백질 결합을 평가하고 적절한 정제 기질 선택을 안내합니다. DEAE-세파로스 이온 교환 크로마토그래피는 항균 단백질 분획을 농축하는 데 적합한 방법입니다. 모든 분획은 항균 활성에 대해 체계적으로 평가되고 SDS-PAGE에 의해 분석됩니다. 가장 높은 항균 활성과 뚜렷한 전기영동 프로필에 해당하는 단백질 밴드를 절제하여 LC-MS/MALDI-TOF 분석을 통해 단백질 식별을 수행합니다. 이 워크플로우는 공개된 생물정보학 도구를 이용한 인 실리코 분석으로 보완되어 항균 펩타이드 관련 특성을 예측합니다. 이 프로토콜은 항균 단백질 발견을 위한 다재다능한 틀을 제공하며, 다른 조류 종 및 관련 생명공학 응용 분야에 쉽게 적용할 수 있습니다.
항생제 내성(AMR)은 점점 커지는 전 세계 보건 도전 과제를 대표하며, 자연 공급원에서 새로운 항생제를 식별하는 지속적인 전략의 중요성을 강조합니다. 조류에서 유래한 단백질과 펩타이드의 항균 특성에 대한 연구가 증가하고 있지만, 2,3. 대부분의 연구는 펩타이드 또는 가수분해물 기반 접근법에 초점을맞추고 있으며, 전체 조류 단백질의 활성 보존 및 평가를 위한 표준화된방법은 여전히 제한적입니다. 이 글에서는 녹조류(Tetraspora sp. CU2551)에서 온전한 단백질을 분리, 정제 및 평가하여 항균 활성을 갖추는 방법을 설명합니다.
프로토콜은 전체 단백질 추출, 이온 교환 크로마토그래피에 의한 분획, 항균 특성 평가, 겔 기반 단백질 분리, 질량분석법을 통한 단백질 식별, 그리고 in silico 기술을 이용한 항균 펩타이드 예측 등 단계별 과정을 개괄합니다. 항균제의 효과는 일반적인 그람 양성 및 음성 박테리아 균주에 대한 표준 한천 확산 및 액체 성장 억제 검사를 통해 평가됩니다 4,6. 이 접근법은 소화된 펩타이드 혼합물이나 표준 데이터베이스 정의 외에 항균 단백질이나 AMP 유사 서열을 식별하지 못할 수 있는 계산적 예측에만 의존하는 대신, 특정 단백질 분획이나 전기영동 밴드와 식별된 항균 활성을 연결할 수 있게합니다.
이 프로토콜을 따르면 독자는 향후 검증 및 기능 평가에 적합한 잠재적 항균 단백질 서열을 포함하는 생리활성 단백질 분획을 신뢰성 있게 얻을 수 있습니다. 대표적인 결과는 알려진 단백질 후보와 미지의 단백질 후보를 모두 포함하는 생체 활성 분획의 확인을 나타냅니다. 이 프로토콜은 조류 및 기타 생물학적 원천에서 얻은 온전한 단백질에서 항균 물질을 식별하는 다재다능하고 실용적인 틀을 제공합니다.
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이 연구는 인간 참가자, 동물, 척추동물 대상을 포함하지 않았습니다. 모든 실험 절차는 태국 킹몽쿳 공과대학(KMITL) 과학부의 기관 생물안전 및 연구 윤리 지침에 따라 수행되었습니다. 모든 미생물 실험은 WHO와 국가 생물안전 기준9에 따른 생물안전 레벨 2(BSL-2) 실험실 조건 하에서 수행되었습니다.
모든 실험 절차 동안 실험실 코트, 장갑, 마스크 등 적절한 개인 보호 장비를 착용하세요. 허가된 폐기물 관리 회사에 보내기 전에 기관의 유해 폐기물 관리 지침에 따라 화학 및 은 함유 폐기물을 수집 및 폐기해야 합니다.
화학 연기 후드에서 도데실 황산나트륨, β-머캅토에탄올, 포름알데히드 함유 은 염색 시약 등 유해 화학물질의 농축 용액을 준비합니다. 표준 실험실 안전 관행에 따라 낮은 작업 농도와 작은 부피를 실험대에서 수행합니다.
1. 조류 양식
참고: 조류 재배 기간 내내 무균 상태를 유지하세요.
2. 용해 완충제 제형 및 배경 억제 스크리닝
주의: SDS와 β-머캅토에탄올은 고무 장갑이나 니트릴 장갑을 끼고 다룰 때는 반드시 사용하세요. 농축된 β 머캡토에탄올 병을 화학 훈기 후드에서 열어보세요.
3. 단백질 추출
참고: 초음파 및 원심분리 시 샘플을 저온에서 유지하세요.
4. 항균 활성 평가
5. 풀다운 분석법 및 단백질 정제
6. SDS-PAGE 및 은염색
참고: 화학 연기 후드에서 은 염색 용액을 준비하고 적절한 개인 보호 장비를 착용하세요. 모든 용액을 새로 준비하세요.
7. 항균 펩타이드 예측
8. 통계적 검정
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최적화된 단백질 추출, 이온 교환 분획, 항균 스크리닝, 단백질 식별을 통합한 온전한 단백질 기반 워크플로우는 Tetraspora sp. CU2551에서 생리활성 단백질 분획을 성공적으로 검출할 수 있게 했습니다. 이 프로토콜은 배경 인위를 최소화하면서 천연 단백질의 무결성을 유지하도록 설계되어, 항균 활성을 정의된 크로마토그래피 분획 및 전기영동 밴드와 직접 연관시킬 수 있도록 합니다.
해석 가능한 결과를 얻기 위해서는 용해 버퍼의 최적화가 매우 중요했습니다. 원래 버퍼는 내재성 항균 활성을 보였으며(표 2), 거짓 양성 억제를 초래했습니다. 16가지 제형에 대한 체계적 시험 결과, 0.01% (w/v) SDS와 2 mM β-머카프토에탄올을 포함한 최적화된 버퍼가 확인되어 배경 효과를 제거했습니다(표 1). 풀다운 분석은 항균 활성이 DEAE...
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이 프로토콜을 사용해 신뢰할 수 있는 항균 측정값을 얻기 위해서는 단백질 추출과 초기 생활성 스크리닝 과정에서 여러 중요한 단계를 신중히 관리해야 합니다. 용해 버퍼의 최적화는 필수적이며, 완충 성분에 의한 배경 억제는 항균 단백질 스크리닝에서 위양성 결과의 빈번한 원인이 되기 때문입니다. 원래 버퍼 제형에서 관찰된 항균 활성은 이문제를 부각시키는데, SDS는 인지질 이중층에 삽입하여 박테리아 막을 파괴할 수있고, β-머캅토에탄올 농도가 높아지면 산화환원 균형을 교란하고 세포 외피 관련 단백질을 불안정하게 하여 박테리아의 생존 능력을 저해할 수 있기 때문입니다15,16. 따라서 SDS를 0.01% (w/v)로 낮추고 β-머캅토에탄올을 2 mM으로 줄이는 것이 중요한 변형으로 입증되...
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저자들은 이해 상충을 선언할 필요가 없습니다.
이 연구는 킹몽쿳 공과대학 라드크라방 과학부의 연구비(C. 마니루타나룽그로지(RA/TA-2566-M-013)와 킹몽쿳 공과대학의 라드크라방 연구비(KREF016329)에게 지원되었습니다. 질량분석은 태국 마히돌 대학교 의료기술학부 단백질체학 서비스 부서에서 수행되었습니다.
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| 알코올 램프 / 분젠 버너 | 다양한 | — | 무균 기술 카테고리: 기기 |
| AMPS캐너 | 조지 메이슨 대학교 (Veltri 등) | — | 딥러닝 기반 AMP 예측 도구 카테고리: 소프트웨어 / 데이터베이스 |
| 항균 펩타이드 예측 도구 (DBAASP, APD3, AMPscanner, CAMPR4) | 다양한 학술 자료 | — | 실리코 AMP 분석 카테고리: 소프트웨어 / 데이터베이스 |
| APD3 | 왕 연구실, 네브래스카 대학교 | — | 항균 펩타이드 데이터베이스 카테고리: 소프트웨어 / 데이터베이스 |
| 오토클레이브 | 토미 | — | 매체 및 재료의 멸균 카테고리: 기기 |
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| 마이크로 원심분리기 튜브 (1.5 mL) | - | — | 샘플 가공 카테고리: 플라스틱 제품 |
| 마이크로 원심분리기 튜브 (2.0 mL) | - | — | 샘플 가공 카테고리: 플라스틱 제품 |
| 마이크로피펫 (100– 1000 & 마이크로; L) | - | — | 액체 취급 카테고리: 기기 |
| 마이크로피펫 (1– 10 & 마이크로; L) | - | — | 액체 취급 카테고리: 기기 |
| 마이크로피펫 (1– 5 & 마이크로; L) | - | — | 액체 취급 카테고리: 기기 |
| 마이크로피펫 (1– 5 mL) | - | — | 액체 취급 카테고리: 기기 |
| 마이크로피펫 (20– 200 & 마이크로; L) | - | — | 액체 취급 카테고리: 기기 |
| 마이크로플레이트 리더 | 바이오텍 | — | OD600 측정 카테고리: 계측기 |
| 뮐러와 대시; 힌튼 아가/브로스 | 다양한 | — | 항균 분석 분류: 중체 |
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| NCBInr 데이터베이스 | 국립 생명공학 정보 센터 | — | 비중복 단백질 데이터베이스 카테고리: 소프트웨어 / 데이터베이스 |
| 영양 한천 | - | — | 박테리아 배양 카테고리: 매체 |
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| 인산염 완충제(10 mM, pH 7.0) | - | — | 크로마토그래피 버퍼 카테고리: 버퍼 |
| 프로브 소닉케이터 (VCX500) | 소닉스 & 머티리얼즈 주식회사 | — | 셀 교란 500 W, 20 kHz, 프로브 포함 카테고리: 기기 |
| 냉장고 (4 & deg; C) | 다양한 | — | 샘플 저장 카테고리: 기기 |
| 질산은 | 시스코 연구소 | 94118 | 은 염색 분류: 화학 |
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| 도데실 설페이트 나트륨 (SDS) | 바이오-래드 연구소 | 11667289001 | 용해와 PAGE 분류: 화학 |
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| 황색포도상구균 TISTR 746 | TISTR, 태국 | — | 시험 미생물< br/> 분류: 생물학적 물질 |
| 스트렙토마이신 | 머크 | S9137-25G | 양성 통제 분류: 화학 |
| 테트라스포라 속 CU2551 | KMITL 문화 컬렉션 | — | 조류 균주 분류: 생물학적 물질 |
| 트리스 아세테이트 인산염(TAP) 배양체 | - | — | 조류 문화 카테고리: 미디엄 |
| 트리스-HCl | 머크 | — | 버퍼 준비 카테고리: 버퍼 |
| 버니에 캘리퍼 | 다양한 | — | 존 측정 분류: 계측기 |
| 워터 배스 | 다양한 | — | 온도 조절 카테고리: 계측기 |
| XMASS | 브루커 달토닉스 | — | MALDI-TOF 질량분석법 소프트웨어 카테고리: 소프트웨어 |
| &알파;-시아노-4-하이드록시신나믹산 (CHCA) | 브루커 달토닉스 | — | MALDI 매트릭스 분류: 화학 |
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