Methodenartikel

Absolute kwantificering van de Celvrije eiwitsynthese metabolisme door omgekeerde fase vloeistofchromatografie-massaspectrometrie

DOI:

10.3791/60329

25 oktober 2019

* These authors contributed equally

In dit artikel

Samenvatting

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Hier presenteren we een robuust protocol voor het kwantificeren van 40 verbindingen die betrokken zijn bij het centrale koolstof-en energiemetabolisme in celvrije eiwitsynthese reacties. Het celvrije synthese mengsel wordt met aniline gekwantificeerd voor effectieve scheiding met behulp van omgekeerde-fase vloeistofchromatografie en vervolgens door massaspectrometrie met behulp van isotopisch gelabelde interne normen.

Samenvatting

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Cel-vrije eiwitsynthese (CFPS) is een opkomende technologie in systemen en synthetische biologie voor de in vitro productie van eiwitten. Als CFP'S echter verder gaan dan het laboratorium en een wijdverspreide en standaard just-in-time productietechnologie worden, moeten we de prestatielimieten van deze systemen begrijpen. In de richting van deze vraag, ontwikkelden we een robuust protocol om te kwantificeren 40 verbindingen die betrokken zijn bij glycolyse, de pentose fosfaat pathway, de tricarboxylzuurcyclus, energiemetabolisme en cofactor regeneratie in CFPS reacties. De methode maakt gebruik van interne normen gelabeld met 13c-aniline, terwijl verbindingen in het monster zijn guarderivaten met 12c-aniline. De interne normen en het monster werden gemengd en geanalyseerd met reversed-phase vloeistofchromatografie-massaspectrometrie (LC/MS). De co-elutie van verbindingen geëlimineerd ionen onderdrukking, waardoor de nauwkeurige kwantificering van metaboliet concentraties over 2-3 ordes van grootte, waar de gemiddelde correlatiecoëfficiënt 0,988 was. Vijf van de 40-verbindingen waren niet gelabeld met aniline, maar ze werden nog steeds gedetecteerd in het CFPS-monster en gekwantificeerd met een standaard curve methode. De chromatografische uitvoering duurt ongeveer 10 minuten om te voltooien. Samen hebben we een snelle, robuuste methode ontwikkeld voor het scheiden en nauwkeurig kwantificeren van 40-verbindingen die betrokken zijn bij CFP'S in één LC/MS-run. De methode is een uitgebreide en nauwkeurige benadering om het celvrije metabolisme te karakteriseren, zodat we uiteindelijk de opbrengst, productiviteit en energie-efficiëntie van cel-vrije systemen kunnen begrijpen en verbeteren.

Inleiding

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Cel-vrije eiwitsynthese (CFPS) is een veelbelovend platform voor de vervaardiging van eiwitten en chemicaliën, een toepassing die traditioneel is gereserveerd voor levende cellen. Cel-vrije systemen zijn afgeleid van ruwe celextracten en elimineren de complicaties geassocieerd met celgroei1. Bovendien biedt CFPS directe toegang tot metabolieten en de biosynthetische machines zonder interferentie van een celwand. Een fundamenteel begrip van de prestatiegrenzen van de cel-vrije processen ontbreekt echter. High-throughput methoden voor de kwantificering van metaboliet zijn waardevol voor de karakterisering van het metabolisme en zijn van cruciaal belang voor de bouw van metabole computationele modellen2,3,4. Veelgebruikte methoden voor het bepalen van de metaboliet concentraties zijn nucleaire magnetische resonantie (NMR), Fourier-transformatie-infraroodspectroscopie (FT-IR), enzym gebaseerde testen en massaspectrometrie (MS)5,6,7 ,8. Echter, deze methoden worden vaak beperkt door hun onvermogen om efficiënt te meten van meerdere verbindingen tegelijk en vereisen vaak een steekproefgrootte groter is dan de typische cel-vrije reacties. Bijvoorbeeld, enzym gebaseerde assays kunnen vaak alleen worden gebruikt voor het kwantificeren van één samengestelde in een run, en zijn beperkt wanneer de grootte van het monster klein is, zoals in de cel-vrije eiwitsynthese Reacties (meestal uitgevoerd op een schaal van 10-15 μL). Ondertussen vereist NMR een grote overvloed aan metabolieten voor detectie en kwantificering5.  In de richting van deze tekortkomingen bieden chromatografie methoden in combinatie met massaspectrometrie (LC/MS) verschillende voordelen, waaronder hoge gevoeligheid en de mogelijkheid om meerdere soorten gelijktijdig te meten9; de analytische complexiteit neemt echter aanzienlijk toe met het aantal en de diversiteit van de soorten die worden gemeten. Het is daarom belangrijk om methoden te ontwikkelen die het hoge doorvoer potentieel van LC/MS-systemen volledig realiseren. Verbindingen in een monster worden gescheiden door vloeistofchromatografie en geïdentificeerd door middel van massaspectrometrie. Het signaal van de verbinding hangt af van de concentratie en de ionisatie-efficiëntie, waarbij de ionisatie kan variëren tussen verbindingen en kan ook afhangen van de monstermatrix.

Het bereiken van dezelfde ionisatie-efficiëntie tussen het monster en de normen is een uitdaging bij het gebruik van LC/MS om analyten te kwantificeren. Verder wordt kwantificering uitdagender met de diversiteit van de metaboliet als gevolg van signaal splitsing en heterogeniteit in Proton affiniteit en polariteit10. Ten slotte kan de co-eluting-matrix van het monster ook invloed hebben op de ionisatie-efficiëntie van de verbindingen. Om deze problemen aan te pakken, kunnen metabolieten chemisch worden afgeleid, waardoor de scheidings resolutie en gevoeligheid door LC/MS-systemen worden vergroot, terwijl tegelijkertijd de signaal splitsing in sommige gevallen10,11wordt verlaagd. Chemische derivatisatie werkt door specifieke functionele groepen van metabolieten te taggen om hun fysische eigenschappen zoals charge of hydrofobiciteit aan te passen om de ionisatie-efficiëntie te verhogen11. Verschillende tagstoffen kunnen worden gebruikt om verschillende functionele groepen te targeten (bijv. amines, hydroxyls, fosfaten, carbonzuren, enz.). Aniline, een dergelijke derivatisatie-agent, richt zich op meerdere functionele groepen tegelijk, en voegt een hydrofobe component toe aan hydrofiele moleculen, waardoor hun scheidings resolutie en signaal12toenemen. Om het co-eluting-matrix-ionen onderdrukkings effect aan te pakken, ontwikkelden Yang en collega's een techniek op basis van groepsspecifieke interne standaard technologie (GSIST)-labeling waarbij normen zijn gelabeld met 13C aniline-isotopen en vermengd met het monster 12,13. De metaboliet en de corresponderende interne standaard hebben dezelfde ionisatie-efficiëntie omdat ze co-elute, en hun intensiteit ratio kan worden gebruikt om de concentratie in het experimentele monster te kwantificeren.

In deze studie ontwikkelden we een protocol voor het opsporen en kwantificeren van 40 verbindingen die betrokken zijn bij de glycolyse, de pentose fosfaat pathway, de tricarboxylzuurcyclus, het energiemetabolisme en de cofactor-regeneratie bij CFPS-reacties. De methode is gebaseerd op de GSIST-benadering, waarbij we 12c-aniline en 13c-aniline gebruikten om metabolieten te taggen, te detecteren en te kwantificeren met behulp van omgekeerde fase LC/MS. Het lineaire bereik van alle verbindingen omspannen 2-3 ordes van grootte met een gemiddelde correlatiecoëfficiënt van 0,988. Dus, de methode is een robuuste en nauwkeurige benadering van interrogaat cel-vrije metabolisme, en eventueel hele-celextracten.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. bereiding van reagentia voor aniline-tagging

  1. Bereid een aniline oplossing van 6 M bij pH 4,5. Werk in een afzuigkap, combineer 550 μL aniline met 337,5 μL LCMS water en 112,5 μL van 12 M zoutzuur (HCl) in een centrifugebuis. Vortex goed en bewaren bij 4 °C.
    Opmerking: aniline kan gedurende 2 maanden bij 4 °C worden bewaard.
    Let op: aniline is zeer giftig en moet in een rook afzuigkap worden bewerkt. Zoutzuur is zeer corrosief
  2. Bereid een aniline oplossing van 6 M 13C bij pH 4,5. Combineer 250 mg 13C6-aniline met 132 μL water en 44 μl van 12 M HCl. Vortex goed en bewaren bij 4 °c.
  3. Bereid 200 mg/mL N-(3-Dimethylaminopropyl)-N-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC) oplossing. Los 2 mg EDC op in 10 μL water voor elk monster dat moet worden gelabeld en Vortex goed.
    Opmerking: EDC oplossing moet worden bereid op dezelfde dag als de reactie. EDC fungeert als een katalysator voor de derivatisering van verbindingen met aniline12.

2. voorbereiding van de normen

  1. Maak afzonderlijke stamoplossingen van alle verbindingen opgelost in LC/MS-kwaliteit water (tabel 1).
  2. Voorbereiding van de interne standaardvoorraad oplossing
    1. Combineer alle verbindingen met uitzondering van Nicotinamide adenine dinucleotide (NAD), Nicotinamide adenine dinucleotide fosfaat (NADP), flavine adenine dinucleotide (FAD), acetyl coenzym A (ACA) en glycerol 3-fosfaat (Gly3P), met de juiste volumes om Creëer een 2 mM stockoplossing van alle verbindingen.
  3. Combineer NAD, NADP, FAD, ACA en Gly3P met de juiste volumes om een 2 mM stockoplossing te creëren.

3. bereiding van het monster (Figuur 1)

  1. Quench en neerslaan van de eiwitten in een cel-vrije eiwitsynthese reactie door toevoeging van een gelijk volume ijskoude 100% ethanol aan de reactie. Centrifugeer het monster bij 12.000 x g gedurende 15 minuten bij 4 °c. Breng de supernatant over naar een nieuwe centrifugebuis.
    Opmerking: monsters kunnen op dit punt bij-80 °C worden bewaard en op een later tijdstip worden geanalyseerd

4. etiketteer reactie

  1. Etiketterings monster met 12C-aniline oplossing
    1. Breng 6 μL monster over in een nieuwe centrifugebuis om het volume met water tot 50 μL te brengen.
      Opmerking: volume steekproefgrootte kan afhangen van de specifieke CFPS-reactie.
    2. Voeg 5 μL 200 mg/mL EDC-oplossing toe.
    3. Voeg 5 μL 12C-aniline oplossing toe.
      NB: de aniline oplossing wordt in twee fasen gescheiden. Meng goed voordat u de reactie toevoegt.
    4. Vortex de reactie met zacht schudden voor 2 uur bij kamertemperatuur.
    5. Verwijder na 2 uur de buisjes uit de shaker en voeg 1,5 μL Triethylamine (thee) toe aan de reactie in een rook afzuigkap.
      Opmerking: Triethylamine verhoogt de pH van de oplossing die de aniline-tagreactie stopt en de verbindingen stabiliseert.
      Let op: Triethylamine is giftig en veroorzaakt irritatie van de ogen en de luchtwegen.
    6. Centrifugeer bij 13.500 x g gedurende 3 min.
  2. Labeling van interne standaarden met 13C-aniline oplossing
    1. Verdun de interne voorraadoplossing tot 80 μM met een eindvolume van 50 μL.
      Opmerking: de concentratie van interne normen kan worden aangepast aan de niveaus die dicht bij het experimentele monster liggen.
    2. Voeg 5 μL 200 mg/mL EDC-oplossing toe.
    3. Voeg 5 μL 13C-aniline oplossing toe.
    4. Vortex de reactie met zacht schudden voor 2 uur bij kamertemperatuur.
    5. Verwijder na 2 uur de buizen van de shaker en voeg 1,5 μL thee toe aan de reactie in een rook afzuigkap.
    6. Centrifugeer bij 13.500 x g gedurende 3 min.
  3. Gelabelde interne standaard en gelabeld voorbeeld combineren
    1. Meng 25 μL 12c-aniline met het gelabelde monster met 25 μl 13c-aniline-standaard.
    2. Overbrengen naar een injectieflacon met automatische sampler en analyseren via de LC/MS-procedure.
  4. Een standaard curve voor niet-gelabelde metabolieten maken
    1. Verdunde stamoplossing van niet-gelabelde metabolieten (NAD, NADP, FAD, ACA en Gly3P) tot de eindconcentraties van 320 μM, 80 μM, 20 μM en 5 μM met een volume van 50 μL.
    2. Voeg 5 μL 200 mg/mL EDC-oplossing toe.
    3. Voeg 5 μL 12C-aniline oplossing toe.
    4. Vortex de reactie met zacht schudden voor 2 uur bij kamertemperatuur.
    5. Verwijder na 2 uur de buizen van de shaker en voeg 1,5 μL thee toe aan de reactie in een rook afzuigkap.
    6. Centrifugeer bij 13.500 x g gedurende 3 min.
    7. Breng supernatant over naar een injectieflacon met automatische sampler en Analyseer deze met de LC/MS-procedure.
      Opmerking: de niet-gelabelde metabolieten volgen dezelfde procedure als het monster om de monstermatrix te repliceren om een vergelijkbare ionisatie-efficiëntie te behouden.

5. instelling van de LC/MS-procedure

  1. Bereiding van oplosmiddelen
    1. Bereid 5 mM Tri-Butylamine (TBA) waterige oplossing aangepast aan pH 4,75 met azijnzuur.
      Opmerking: TBA in de mobiele fase helpt de analyten bereiken goede resolutie en scheiding14.
    2. Bereid 5 mM TBA in acetonitril (ACN).
    3. Bereid wasoplosmiddel met 5% water en 95% ACN.
    4. Bereid het reinigings solvent met 95% water en 5% ACN.
  2. Instellen van MS-voorwaarden
    1. Stel de massaspectrometer in op de negatieve Ion-modus met een sonde temperatuur van 520 °C, negatieve capillaire spanning van-0,8 kV, positieve capillaire spanning van 0,8 kV, en stel de software in om gegevens te verzamelen op 5 punten/s.
    2. Stel geselecteerde Ion-opnames (SIR) in voor elke metaboliet met gespecificeerde kegel spanningen en massa-overlaad waarden (m/z). Zie tabel 1.
  3. Het initialiseren van LC/MS volgens de instructies van de fabrikant
    1. Prime solvent lijnen in de solvent Manager gedurende 3 min.
    2. Prime Wash solvent (5% water, 95% ACN) en purge solvent (95% water, 5% ACN) gedurende 5 cycli gedurende 15 sec.
    3. Stel de Sample Manager in op 10 °C.
    4. Installeer een C18 (1,7 μm, 2,1 mm x 150mm) kolom en Initialiseer de kolom met 100% ACN bij 0,3 mL/min gedurende 10 min.
    5. Staat de kolom op 95% water en 5% ACN op 0,3 mL/min gedurende 10 minuten voorafgaand aan het introduceren van oplosmiddelen met buffers.
    6. Voorwaarde voor de kolom op 95% oplosmiddel A (5mM TBA waterige, pH 4,75) en 5% oplosmiddel B (5 mM TBA in ACN) bij 0,3 mL/min gedurende 10 min.
    7. Stel een verloop protocol in met de elutie beginnend bij 95% oplosmiddel A en 5% oplosmiddel B, verhoogd tot 70% oplosmiddel B in 10 min, verhoogd tot 100% oplosmiddel B in 2 minuten en gehouden bij 100% oplosmiddel B gedurende 3 min. terugkeren naar de initiële condities (95% oplosmiddel A , 5% oplosmiddel B) over 1 min en houd 9 min vast om de kolom opnieuw te evenwichts-
    8. Staat de kolom met het verloop Protocol 3 keer vóór eventuele injecties op de kolom.
  4. Injecteren van monster en normen
    1. Injecteer 5 μL van het monster in de kolom en verkrijg de juiste m/z-ionen intensiteiten voor het 12C-aniline gelabelde monster.
    2. Injecteer nogmaals 5 μL van hetzelfde monster, maar deze keer verkrijgt u de m/z-intensiteiten voor de 13C-aniline-normen.
      Opmerking: ons LC/MS-systeem is niet in staat om zowel 12c-als 13c m/z-intensiteiten te verwerven op de gespecificeerde Sir time-Vensters, omdat het te veel gegevens is om te verwerven in het opgegeven tijdvenster. Daarom injecteren we hetzelfde monster twee keer.
    3. Injecteer niet-gelabelde metaboliet normen van de laagste concentratie tot het hoogste en noteer de juiste m/z-ionen intensiteiten.

6. kwantificering

  1. Export methode maken
    1. In software voor gegevensverzameling selecteert u bestand ≫ nieuwe methode ≫ export methode.
    2. Geef een bestandsnaam op, bijvoorbeeld AnilineTagging_Date.
    3. Controleer het ASCII -bestand exporteren en kies een map waarin u het tekstbestand wilt exporteren.
    4. In rapport type, selecteer Samenvatting door alle.
    5. In scheidingstekens, voor kolom Selecteer a ,. Voor rijselecteert u [CR] [If].
    6. Selecteer in tabelde optie exporteren en vervolgens tabel bewerken om samplename, gebied, hoogte, bedrag en eenhedenop te nemen.
    7. Exportmethode opslaan.
  2. Kwantificeren van metabolieten met interne standaarden met behulp van Data Acquisition software
    1. Klik onder het tabblad sample sets met de rechtermuisknop op de bijbehorende LC/MS run en selecteer View as > channels.
    2. Selecteer alle SIR kanalen voor de 13C-aniline interne normen van één injectie, klik met de rechtermuisknop en selecteer recensie.
    3. Als het venster indeling van kredietbrief verwerkingsmethode niet automatisch wordt weergegeven, gaat u naar de lay-out ≫ verwerkingsmethode weergeven.
    4. Ga in de indeling van de methode processingnaar het tabblad integratie en stel apextrack in als het algoritme.
    5. Ga naar het tabblad vloeiend maken en stel het type in op mean en het gladmakende niveau op 13.
      Opmerking: elk vloeiend niveau kan worden geselecteerd, zolang deze consistent is voor alle voorbeelden.
    6. Schakel MS 3D - verwerkinguit op het tabblad MS - kanaal .
    7. In het SIR Channel-venster integreer je elke piek, één kanaal per keer. Zodra een piek is geïntegreerd, gaat u naar opties ≫ vulling van resultaat en de details van de piek zullen worden ingevuld op de componenten tab. Wijzig de piek naam in de corresponderende samengestelde naam.
    8. Zodra alle SIR-kanalen zijn geëvalueerd, slaat u de verwerkingsmethode op en sluit u het venster.
    9. Selecteer alle SIR kanalen van de 13c-aniline en 12c-aniline Tagged sample, klik met de rechtermuisknop en selecteer proces.
    10. Schakel het selectievakje proces in, selecteer gespecificeerde verwerkingsmethode gebruikenen kies de verwerkingsmethode die u zojuist hebt opgeslagen. Vink ook het vakje exporteren aan, selecteer gebruik gespecificeerde exportmethode en kies de opgeslagen exportmethode die eerder is gemaakt. Klik op OK.
    11. Open het geëxporteerde tekstbestand met Excel en bereken de concentratie van het onbekende samengestelde met behulp van:
      figure-protocol-1
      waar Cx, i de concentratie is van het onbekende monster voor metaboliet i, ax, i is het geïntegreerde gebied van de onbekende metaboliet i, eenStd, i is het geïntegreerde gebied van de interne standaard van metaboliet i, CStd, i is de concentratie van de interne standaard van metaboliet i, en D is de verdunningsfactor.
  3. Kwantificeren van niet-gelabelde metabolieten met standaard curve
    1. Klik onder het tabblad sample sets met de rechtermuisknop op de bijbehorende LC/MS run en selecteer View as > channels.
    2. Selecteer alle SIR channels voor de niet-gelabelde standaarden van één injectie, klik met de rechtermuisknop en selecteer recensie.
    3. Als het venster indeling van kredietbrief verwerkingsmethode niet automatisch wordt weergegeven, gaat u naar de lay-out ≫ verwerkingsmethode weergeven.
    4. Ga in de indeling van de methode processing naar het tabblad integratie en stel apextrack in als het algoritme.
    5. Ga naar het tabblad vloeiend maken en stel het type in op mean en het gladmakende niveau op 13.
      Opmerking: elk vloeiend niveau kan worden geselecteerd, zolang deze consistent is voor alle voorbeelden.
    6. Schakel MS 3D - verwerkinguit op het tabblad MS - kanaal .
    7. In het SIR Channel-venster integreer je elke piek, één kanaal per keer. Zodra een piek is geïntegreerd, gaat u naar opties ≫ vulling van resultaat en de details van de piek zullen worden ingevuld op de componenten tab. Wijzig de piek naam in de corresponderende samengestelde naam.
    8. Zodra alle SIR-kanalen zijn geëvalueerd, slaat u de verwerkingsmethode op en sluit u het venster.
    9. Klik onder het tabblad sample sets met de rechtermuisknop op de Voorbeeldset en selecteer voorbeeld wijzigen.
    10. Selecteer bedrag in het nieuwe venster.
    11. Selecteer kopiëren van proces methode en kies de proces methode die zojuist is opgeslagen.
    12. Voer de concentratie van elke metaboliet in voor elke injectieflacon en voer de eenheid in als < μM voor elk onderdeel (of de corresponderende eenheid) en selecteer OK.
    13. Selecteer de Voorbeeldset opnieuw, klik met de rechtermuisknop, Bekijk als ≫ kanalen.
    14. Selecteer alle SIR-kanalen van de niet-gelabelde metabolieten voor de standaarden, klik met de rechtermuisknop en selecteer proces.
    15. Vink het vakje proces aan en kies gespecificeerde verwerkingsmethode gebruiken. Selecteer de juiste verwerkingsmethode en klik op OK.
    16. Selecteer SIR channels voor alle niet-gelabelde metabolieten voor de samples, klik met de rechtermuisknop en selecteer proces.
    17. Schakel het selectievakje proces in, selecteer gespecificeerde verwerkingsmethode gebruiken en kies de verwerkingsmethode die zojuist is opgeslagen. Vink ook het vakje exporteren aan, selecteer gebruik gespecificeerde exportmethode en kies de opgeslagen exportmethode die eerder is gemaakt. Klik op OK.
    18. Kwantificeer de niet-gelabelde metabolieten met de standaard curve en exporteer de resultaten naar een tekstbestand naar de opgegeven map.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Als proof-of-concept gebruikten we het protocol om metabolieten te kwantificeren in een E. coli gebaseerd CFPS systeem dat groen fluorescerende eiwitten (GFP) uitdrukt.  De CFPS-reactie (14 μL) werd uitgeblust en gedeproteïniseerd met ethanol. De CFPS sample werd vervolgens getagd met 12c-aniline, terwijl de normen werden getagd met 13c-aniline. Het gelabelde monster en de normen werden vervolgens gecombineerd en geïnjecteerd in de LC/MS (Figuur 1). Het protoco...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Cel-vrije systemen hebben geen celwand, dus er is directe toegang tot metabolieten en de biosynthetische machines zonder dat complexe monstervoorbereiding nodig is. Er is echter heel weinig werk verzet om grondige en robuuste protocollen te ontwikkelen voor het meten van de celvrije reactie systemen. In deze studie ontwikkelden we een snelle, robuuste methode om metabolieten te kwantificeren in celvrije reactie mengsels en mogelijk in hele celextracten. Individuele kwantificering van metabolieten in complexe mengsels, zo...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Het beschreven werk werd gesteund door het centrum op de fysica van kanker metabolisme door middel van Award nummer 1U54CA210184-01 van het National Cancer Institute (https://www.cancer.gov/). De inhoud is uitsluitend de verantwoordelijkheid van de auteurs en vertegenwoordigt niet noodzakelijkerwijs de officiële standpunten van het National Cancer Institute of de National Institutes of Health. De financiers hadden geen rol in studie ontwerp, gegevensverzameling en-analyse, besluit om te publiceren of voorbereiding van het manuscript.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

```html

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
12C AnilineSigma-Aldrich242284Aniline 12C
13C labeled anilineSigma-Aldrich485797Aniline 13C6
3-PhosfoglycerinezuurSigma-AldrichP88773PG
AzijnzuurFisherScientificAC222140010ACE
Acetonitril, LCMSJT BAKER9829-03ACN
Acetyl-coenzym ASigma-AldrichA2056ACA
Acquity UPLC BEH C18 1.7 μM, 2.1 x 150 mm KolomWaters186002353Kolom
AdenosinedifosfaatSigma-AldrichA2754ADP
AdenosinemonofosfaatSigma-AldrichA1752AMP
AdenosinetrifosfaatSigma-AldrichA2383ATP
AlfoketoglutaarzuurSigma-AldrichK1128aKG
CitraatSigma-Aldrich251275CIT
CytidinedifosfaatSigma-AldrichC9755CDP
CytidinemonofosfaatSigma-AldrichC1006CMP
CytidinetrifosfaatSigma-AldrichC9274CTP
D-glyceraldehyde 3-fosfaatSigma-Aldrich39705GAP
Erythrose 4-fosfaatSigma-AldrichE0377E4P
EthanolSigma-AldrichEX0276EtOH
Fisher Scientific accuSpin Micro 17 CentrifugeFisherScientificCentrifuge
Flavine adenine dinucleotideSigma-AldrichF6625FAD
Fructose 1,6-bisfosfaatSigma-AldrichF6803F16P
Fructose 6-fosfaatSigma-AldrichF3627F6P
FumaarzuurSigma-AldrichF8509FUM
Gluconaat 6-fosfaatSigma-AldrichP78776PG
GlucoseSigma-AldrichG8270GLC
Glucose 6-fosfaatSigma-AldrichG7879G6P
Glycerol 3-fosfaatSigma-AldrichG7886Gly3P
GuanosinedifosfaatSigma-AldrichG7127GDP
GuanosinemonofosfaatSigma-AldrichG8377GMP
GuanosinetrifosfaatSigma-AldrichG8877GTP
ZoutzuurSigma-Aldrich258148HCl
IsocitraatSigma-AldrichI1252ICIT
LactaatSigma-AldrichL1750LAC
MalaatSigma-Aldrich02288MAL
myTXTL - Sigma 70 Master Mix KitArborBiosciences507024Celvrije eiwitsynthese
N-(3-dimethylaminopropyl)-N′-ethylcarbodiimide hydrochlorideSigma-Aldrich03449EDC
Nicotinamide adenine dinucleotideSigma-Aldrich43410NAD
Nicotinamide adenine dinucleotide fosfaatSigma-AldrichN5755NADP
Nicotinamide adenine dinucleotide fosfaat gereduceerdSigma-Aldrich481973NADPH
Nicotinamide adenine dinucleotide gereduceerdSigma-AldrichN8129NADH
OxalacetaatSigma-AldrichO4126OAA
Fosfo-enolpyruviaatSigma-AldrichP0564PEP
PyroazijnzuurSigma-AldrichP5280PYR
Ribose 5-fosfaatSigma-AldrichR7750R5P
Ribulose 5-fosfaatCarboSynthMR45852RL5P
Sedoheptulose 7-fosfaatCarboSynthMS07457S7P
BernsteenzuurSigma-AldrichS3674SUCC
TributylamineSigma-Aldrich90780TBA
TriethylamineFisherScientificO4884TEA
Ultrapuur waterFisherScientific10977-015water
UridinedifosfaatSigma-AldrichU4125UDP
UridinemonofosfaatSigma-AldrichU6375UMP
UridinetrifosfaatSigma-AldrichU6625UTP
VWR Heavy Duty VortexVWRVortex
Water, LCMSJT BAKER9831-03WATER
Waters Acquity H UPLC Class Quaternary Solvent ManagerWatersLCMS
Waters Acquity H UPLC Class Sample Manager FTNWatersLCMS
Waters Acquity Qda detectorWatersLCMS
Waters Empower 3WatersSoftware
Waters LCMS Total Recovery VialWaters186000384cLCMS Vial
```

Referenties

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Hodgman, C. E., Jewett, M. C. Cell-free synthetic biology: thinking outside the cell. Metabolic Engineering. 14, 261-269 (2012).
  2. Vilkhovoy, M., et al. Sequence specific modeling of E. coli cell-free protein synthesis. ACS Synthetic Biology. 7 (8), 1844-1857 (2018).
  3. Vilkhovoy, M., Minot, M., Varner, J. D. Effective dynamic models of metabolic networks. IEEE Life Sciences Letters. 2 (4), 51-54 (2016).
  4. Horvath, N., et al. Toward a genome scale sequence specific dynamic model of cell-free protein synthesis in Escherichia coli. bioRxiv. , 215012(2017).
  5. Dettmer, K., Aronov, P. A., Hammock, B. D. Mass spectrometry-based metabolomics. Mass spectrometry reviews. 26 (1), 51-78 (2007).
  6. Hajjaj, H., Blanc, P. J., Goma, G., François, J. Sampling techniques and comparative extraction procedures for quantitative determination of intra- and extracellular metabolites in filamentous fungi. FEMS Microbiology Letters. 164 (1), 195-200 (1998).
  7. Ruijter, G. J. G., Visser, J. Determination of intermediary metabolites in Aspergillus niger. Journal of Microbiological Methods. 25 (3), 295-302 (1996).
  8. Mailinger, W., Baltes, M., Theobald, U., Reuss, M., Rizzi, M. In vivo analysis of metabolic dynamics in Saccharomyces cerevisiae: I. Experimental observations. Biotechnology and Bioengineering. 55 (2), 305-316 (1997).
  9. Dunn, W. B., et al. Mass appeal: metabolite identification in mass spectrometry-focused untargeted metabolomics. Metabolomics. 9 (1), 44-66 (2013).
  10. Huang, T., Toro, M., Lee, R., Hui, D. S., Edwards, J. L. Multi-functional derivatization of amine, hydroxyl, and carboxylate groups for metabolomic investigations of human tissue by electrospray ionization mass spectrometry. Analyst. 143 (14), 3408-3414 (2018).
  11. Huang, T., Armbruster, M. R., Coulton, J. B., Edwards, J. L. Chemical Tagging in Mass Spectrometry for Systems Biology. Analytical Chemistry. 91 (1), 109-125 (2019).
  12. Yang, W. C., Sedlak, M., Regnier, F. E., Mosier, N., Ho, N., Adamec, J. Simultaneous quantification of metabolites involved in central carbon and energy metabolism using reversed-phase liquid chromatography-mass spectrometry and in vitro 13C labeling. Analytical Chemistry. 80 (24), 9508-9516 (2008).
  13. Jannasch, A., Sedlak, M., Adamec, J. Quantification of Pentose Phosphate Pathway (PPP) Metabolites by Liquid Chromatography-Mass Spectrometry (LC-MS). Metabolic Profiling. Methods in Molecular Biology 708 (Methods and Protocols). Metz, T. O. , Humana Press. New York, NY. 159-171 (2011).
  14. Luo, B., Groenke, K., Takors, R., Wandrey, C., Oldiges, M. Simultaneous determination of multiple intracellular metabolites in glycolysis, pentose phosphate pathway, and tricarboxylic acid cycle by liquid chromatography-mass spectrometry. Journal of Chromatography A. 1147 (2), 153-164 (2007).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Kwantificering van metabolietenreversed phase LC MSaniline derivatiseringinterne standaardencentraal koolstofmetabolismeenergiemetabolismescheiding van metabolietenLC MS analyse

Gerelateerde artikelen