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Artigo de método

Eletroforese em Gel bidimensional juntamente com métodos de espectrometria de massa para uma análise do proteoma de tecido humano Adenoma de hipófise

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DOI:

10.3791/56739

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2 de abril de 2018

 ,  , 
1Key Laboratory of Cancer Proteomics of Chinese Ministry of Health, Xiangya Hospital, Central South University, 2Hunan Engineering Laboratory for Structural Biology and Drug Design, Xiangya Hospital, Central South University, 3State Local Joint Engineering Laboratory for Anticancer Drugs, Xiangya Hospital, Central South University, 4The State Key Laboratory of Medical Genetics, Central South University

Neste artigo

Resumo

Aqui, apresentamos uma eletroforese em gel bidimensional (2DE) acoplada com espectrometria de massa (MS) para separar e identificar adenoma de hipófise humana tecido proteome, que apresenta um padrão de 2DE bom e reprodutíveis. Muitas proteínas são observadas em cada ponto de 2DE quando analisando proteome complexo de câncer com o uso de MS de alta sensibilidade.

Resumo

Adenoma de hipófise humana (PA) é um tumor comum que ocorre na glândula pituitária humana nos sistemas de eixo hipotálamo-hipófise-alvo do órgão e pode ser classificado como PA clinicamente funcional ou não funcional (FPA e NFPA). NFPA é difícil para o diagnóstico precoce de palco e terapia devido ao mal, elevando hormônios no sangue em comparação com a FPA. O nosso objectivo a longo prazo é usar métodos de proteômica para descobrir biomarcadores confiáveis para o esclarecimento dos mecanismos moleculares de PA e reconhecimento de marcadores eficazes de diagnósticos, prognósticos e alvos terapêuticos. Eletroforese em gel bidimensional eficaz (2DE) juntamente com métodos de espectrometria de massa (MS) foram apresentados aqui para analisar humana proteomes PA, incluindo a preparação de amostras, análise de imagem, em-gel electroforese do gel 2D, visualização de proteína digestão do trypsin, impressão digital em massa de peptídeo (PMF) e em tandem (MS/MS) de espectrometria de massa. 2-dimensional gel de electroforese do laser assistida por matriz dessorção/ionização espectrometria de massa PMF (2DE MALDI MS PMF), 2DE MALDI MS/MS e os procedimentos de MS/MS cromatografia líquido-2DE (LC) foi aplicado com sucesso em uma análise do proteoma NFPA. Com o uso de um espectrômetro de massa de alta sensibilidade, muitas proteínas foram identificadas com o método de 2DE-LC-MS/MS em cada ponto em uma análise do tecido complexo de PA para maximizar a cobertura de proteome humano de PA de gel 2D.

Introdução

PA é um tumor comum que ocorre na glândula pituitária humana nos sistemas eixo hipotálamo-hipófise-alvo do órgão, que desempenham importantes funções no sistema endócrino humano. PA inclui funcionais e clinicamente PAs (FPA e NFPA)1,2. NFPA é difícil no início fase de diagnóstico e terapia por causa dos níveis de hormônio apenas ligeiramente elevada (por exemplo, LH e FSH) no sangue em comparação com FPA, que aumentou significativamente os níveis de hormônios correspondentes no sangue3,4 ,5. O esclarecimento dos mecanismos moleculares e descoberta de biomarcadores eficazes tem significado clínico importante no diagnóstico, terapêutica e prognóstico da NFPA. O nosso objectivo a longo prazo é desenvolver e usar métodos de proteomic estudar NFPA para a descoberta de biomarcadores confiáveis para esclarecer seus mecanismos moleculares, e reconhecer alvos terapêuticos eficazes, bem como marcadores de diagnósticos e prognósticos. 2-DE juntamente com MS métodos têm sido utilizados extensivamente em nosso programa de investigação a longo prazo em matéria humana PA proteome1,2,6,7, incluindo o estabelecimento de referência proteome mapas de3,8, análise de proteínas diferencialmente expressos perfis9,10,11,12,13, variantes de hormônio14 ,15, modificações borne-translational como fosforilação14 e tirosina nitração16,17,18, a variação de proteomic de invasoras relativo a não-invasiva NFPAs19e a heterogeneidade de proteomic do NFPA subtipos13, que levou à descoberta de várias redes de importante via (disfunção mitocondrial, desregulação do ciclo celular, estresse oxidativo e MAPK sinalização anormalidade do sistema) que são alteradas em NFPA13,19,20.

2DE separa as proteínas de acordo com seu ponto isoelétrico (pI) (isoeléctrica, IEF) e o peso molecular (através de sódio Dodecil sulfato poliacrilamida electroforese do gel, SDS-PAGE)1,2,3, 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20 , 21 , 22 , 23. esta é uma técnica de separação comum e clássico no campo da proteômica, desde a introdução dos conceitos do proteoma e proteômica em 199524. MS é a técnica fundamental para descobrir a identidade de proteínas 2DE separada, incluindo estratégias PMF e MS/MS. O desenvolvimento muito rápido dos instrumentos de MS, especialmente nos aspectos de sensibilidade detecção e resolução, em combinação com a melhoria do sistema de LC, melhora consideravelmente a identidade das proteínas de baixa ou extremamente baixa abundância em um proteome para maximizar o cobertura de um proteome. Ele também desafia nossos conceitos tradicionais que apenas uma ou duas proteínas estão presentes em um gel 2D em uma análise do complexo tecido humano proteome local e oferece uma oportunidade para identificar várias proteínas em um ponto em uma análise do tecido humano complexo de gel 2D proteoma e maximizar a cobertura de proteome NFPA.

Aqui descrevemos protocolos detalhados de 2DE MALDI MS do DPP, 2DE MALDI MS/MS e 2DE-LC-MS/MS, que tem sido utilizada com sucesso na análise do proteoma humana de NFPA. Os protocolos incluem a preparação de amostras, primeiro dimensão (isoeléctrica, IEF), segunda dimensão (SDS-PAGE), visualização de proteínas (coloração prata e azul de Coomassie coloração), análise de gel 2D, digestão de tripsina em gel, da imagem purificação de peptídeos tryptic, PMF, MS/MS e banco de dados Cauterizante3,8,25,26. Além disso, este protocolo traduz facilmente para a análise de outros proteomes de tecido humano.

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Protocolo

O presente protocolo segue as diretrizes do Xiangya Hospital médica ética Comitê da Central South University, China. Um tampão principal e luvas devem ser usadas para todo o procedimento experimental evitar a contaminação de queratina do cabelo e pele8.

1. preparação das amostras

  1. Colete tecidos PA (0,2 - 0,5 mg) do departamento de neurocirurgia. Congelar imediatamente em nitrogênio líquido e depois transferir a-80 ° C para armazenamento.
  2. Adicionar 2 mL de 0,9% NaCl em água destilada deionizada (ddH2O). Use esta solução levemente lavar o sangue da superfície de tecido (3x).
    Nota: ddH2O condutividade de 18,2 MΩ/cm é usado em todo o protocolo. Alguns do tissuemight ser perdidas quando lavando o sangue da superfície de um tecido.
  3. Adicionar um volume (10 mL; 4 ° C) da solução contendo ácido acético de 2 M e 0,1% (v/v) β-Mercaptoetanol para cada 0,5 - 0,6 g de tecido, homogeneizar (1 min, 13.000 rpm, 4 ° C, 10 x) com um homogeneizador, proceda à sonicação o homogeneizado por 20 s, lyophilize e armazenar a −80 ° C.
  4. Medir o teor de proteína do liofilizado, amostras homogeneizadas usando o ácido bicinchoninic (BCA) kit de ensaio.
    Nota: Quantificação de BCA não é uma quantificação absoluta, e o resultado medido será alterado com um técnico diferente e o agente experimental. Um padrão de amostra de concentração fixa deve ser usado para experiências diferentes. Portanto, a quantidade de carga final de proteínas para cada gel 2D será determinada com a prata manchada ou manchadas de Coomassie bom-resolução de imagem nas experiências de pre-projetadas.
    1. Adicionar cerca de 300 µ g de amostra homogeneizada liofilizada (282 µ l) de um volume de extração de proteínas buffer (ureia 8m e 4% de CHAPS), seguido por em pé por 2 h, sonicating em um banho de água durante 5 minutos, girando por 1h, sonicating novamente em banho-maria por 5 min , girar novamente por 1h e centrifugação a 15.000 x g por 20 min.
    2. Preparar soluções-padrão BSA com concentrações como mencionado: 0, 25, 125, 250, 500, 750, 1.500, 2.000 µ g/mL com o padrão de BSA comercial (2 mg/mL).
    3. Reagente de Mix BCA A e B (A:B = 50: 1) como solução de trabalho de BCA antes de usar.
    4. Adicione 0,1 mL de amostra ou solução padrão de 2 mL de solução de trabalho de BCA em um tubo de microcentrífuga, seguido de mistura e então incubar a 37 ° C por 30 min. Finalmente esfriar em temperatura ambiente por 10 min e medida A562 nm OD valor.
    5. Calcular a linha linear padrão (A562 nm vs. concentração de BSA) para obter uma equação de regressão para o cálculo da proteína de amostra conteúda com um valor de562nm .
  5. Use 150 µ g da amostra liofilizada equivalente da proteína para a coloração de prata, ou 500 µ g de proteína por Coomassie mancha, para um pH de faixa pH imobilizado 18cm gradiente (IPG) 3-10 não-linear (NL).
    Nota: A faixa seca de IPG é 0.5-mm largura espessura e 3 mm, com comprimentos diferentes, incluindo 7, 11, 13, 18 e 24 cm e intervalos de pH diferentes incluindo pH 4-5, 4-7, 6-9 e 10-3 em qualquer um gradiente de pH linear ou não linear. O buffer IPG usado deve caber a faixa27,28.
  6. 1.6.Add 250 µ l de tampão de extração (7m ureia, tioureia 2m, CHAPS de 4% (p/v), 100 mM DTT (adicionar antes da sua utilização), 0,5% v/v pharmalyte (adicionar antes da sua utilização) e um traço de azul de bromofenol).
  7. Manter a solução abaixo de 30 ° C, seguido por num Vortex durante 5 min, sonicating por 5 min e girando por 50 min.
  8. Adicionar 110 µ l de tampão de reidratação (7m ureia, tioureia 2m, CHAPS de 4% (p/v), 60 mM DTT (adicionar antes da sua utilização), buffer de IPG 0,5% v/v (adicionar antes da sua utilização) e um traço de azul de bromofenol). Proceda à sonicação por 5 min. Em seguida, gire a amostra por 50 min, vórtice por 5 min e centrifugar por 20 min a 15.000 x g.
  9. Recolha o sobrenadante (350 µ l) como o de solução de amostra de proteína8.

2. eletroforese em Gel bidimensional

  1. IEF (primeira dimensão): execute IEF sobre o sistema de focalização isoelétrico, conforme descrito abaixo.
    1. Adicione 350 µ l da solução da amostra de proteína na abertura de um detentor de tira IPG de 18 cm.
    2. Colocar um 18cm IPG tira gel-lado-para baixo para a solução de amostra de proteína (evitar bolhas).
    3. Adicione 3-4 mL de óleo mineral para cobrir a faixa de IPG.
    4. Monte o titular tira do IPG na expelir focalização isoelétrica a extremidade pontiaguda na extremidade quadrada na placa frontal (−) e placa traseira (+).
    5. Reidratar durante a noite (~ 18 h à temperatura ambiente).
    6. Definir os parâmetros do IEF: máximo atual 30 µA por tira, 20 ° C; 250 V, 1 h, 125 Vh, passo e segure; 1.000 V, gradiente de 1 h, 500 Vh, 8.000 V, gradiente de 1 h, 4.000 Vh, 8.000 V, 4 h, 32.000 Vh, passo e segure; e 500 V, 0,5 h, 250 Vh, passo e segure. Deixá-lo correr para um tempo total de 7,5 h e Vh 36.875.
    7. Depois IEF, pegue cada tira IPG e remover o óleo mineral extra com uma toalha de papel insolúvel. Agora enrole a tira em uma folha de plástico e armazenar a −80 ° C.
      Nota: O titular de IPGstrip deve ser limpos com o suporte de IPGstrip solução de limpeza e água destilada.
  2. SDS-PAGE (segunda dimensão): executar SDS-PAGE em um sistema de eletroforese Vertical célula
    Nota: Cada tamanho do gel de SDS-PAGE deve ser 255 x 190 x 1 mm.
    1. Usar um rodízio de gel multi para converter 12% página resolução de géis. Carcaça 12% gel de página, execute as seguintes etapas.
      1. 270 ml de DDQ2O, 150 mL de 1.5 M Tris-HCl (pH 8,8), 180 mL de solução-mãe de acrilamida/bisacrylamide 40% (p/v) (29:1, 40% w/v acrilamida e 1,38% w/v N, N'-methylenebisacrylamide), 3 mL de persulfato de amónio de 10% e 150 µ l de TEMED tornar-se o gel solução em um béquer. Misture delicadamente e evitar bolhas.
      2. Despeje a solução de gel suavemente na câmara de multicast até à altura do esperado gel (19 cm).
      3. Imediatamente Adicione cerca de 3 mL ddH2O em cada gel de resolução para cobrir os géis. Deixe o gel polimerizar-se por cerca de 1h.
    2. Prepare 20 L de tampão de eletroforese (25 mM Tris, glicerina 192 mM e 0,1% SDS). Encha o tanque de reserva de unidade de separação de eletroforese com esse buffer.
    3. Retire as tiras IPG focadas no freezer e equilibrar as tiras por 10 min, agite-o delicadamente em 4 mL de reduzir a reserva de equilíbrio (375 mM Tris-HCl (pH 8,8), ureia de 6 M, 2% (p/v) SDS, 20% (v/v) glicerol, 2% w/v DTT (adicionar antes do uso) e um traço de azul de bromofenol).
    4. Equilibrar durante 10 minutos, agite-o delicadamente as tiras IPG reduzidas em 4 mL de tampão de equilíbrio alquilação (375 mM Tris-HCl (pH 8,8), ureia de 6 M, 2% (p/v) SDS, 20% (v/v) glicerol, iodoacetamide 2,5% p/v (adicionar antes da sua utilização) e um traço de azul de bromofenol).
    5. Durante o gel de equilíbrio, desmontar a câmara de difusão seletiva e retire a fita de gel de resolução preparada. Lavar 3x com DDQ2O. Remove excesso ddH2O com uma toalha de papel insolúvel e colocar em um gel de stander.
    6. Enxagúe as tiras de IPG equilibradas com tampão de eletroforese e remover o excesso de líquido na superfície de tira IPG com a toalha de papel insolúvel.
    7. Coloque uma tira IPG do gel de SDS-PAGE a resolução e deixa a lateral de plástico da tira IPG entre em contato com a placa de vidro mais longa e a ponta para a esquerda.
    8. Despeje 3-4 mL de agarose a 1% em tampão de eletroforese SDS (~ 80 ° C) rapidamente para a IPG tira do selo quente no topo de cada gel de SDS-PAGE e colocar o lado superior da faixa de IPG até o topo da placa de vidro mais curto, sem bolhas e então polimerizar por 10 min.
    9. Insira a fita de gel de montado verticalmente entre juntas de plástico no sistema de eletroforese vertical. Coloque a parte superior do gel com o IPG strip e ao lado do cátodo (−).
    10. Ajuste o nível do tampão de eletroforese de imergir a fita de gel.
    11. Conectar-se e definir a unidade de alimentação/controle de energia em modo de tensão constante e executar a 200 V para cerca de 370 min enquanto monitora o corante.
    12. Após a execução, retire a fita de gel do sistema de eletroforese e remova cuidadosamente o gel o gel de cassete, evitando rasgar o gel, seguido pela coloração de proteínas 2DE separada.
  3. Coloração de proteínas 2DE separada
    1. Coloração prata
      1. Transferir suavemente o gel com as duas mãos em uma bandeja contendo 250 mL de solução de fixação (metanol 50% (v/v) e 5% (v/v) de ácido acético) e agite suavemente o gel por 20 min.
      2. Descartar a solução e adicionar 250 mL de metanol a 50% (v/v) na bandeja e agite por 10 min.
      3. Descartar o metanol e adicione 250 mL de DDQ2O na bandeja. Agitar suavemente durante 10 min.
      4. Homogeneizar o gel por 1 min em 250 mL de solução tampão de sensibilização com tiossulfato de sódio 0,02% (p/v) e descarte o líquido.
      5. Agite suavemente o gel em 250 mL de DDQ2O por 1 min (repetir mais uma vez). Descarte o líquido depois de cada passo.
      6. Agite suavemente o gel por 20 min em solução de reação de 250 mL de prata (nitrato de prata 0,1% (p/v) com formol de 37% (v/v) 200 µ l adicionado antes do uso).
      7. Agite suavemente o gel em 250 mL de DDQ2O por 1 min (repetir mais uma vez). Descarte o líquido depois de cada passo.
      8. Agitar o gel suavemente em 250 mL de solução de desenvolvimento (3% (p/v) de carbonato de sódio com formol de 37% (v/v) 100 µ l adicionado antes do uso) até obter a intensidade desejada de coloração (geralmente 1-3 min), em seguida, descartar o líquido.
      9. Homogeneizar o gel por 10 min em 250 mL de solução (ácido acético a 5% (v/v)) a parar e descarte o líquido.
      10. Homogeneizar por 5 min em 250 mL de DDQ2O e descarte o líquido.
      11. Manter o gel em 250 mL de armazenar a solução de glicerol de 8,8%, a 4 ° C.
    2. Coloração azul brilhante de Coomassie
      1. Preparar a coloração solução dissolvendo Coomassie brilhante de Coomassie blue G250 0,3 g, sulfato de amônio 25 g e ácido fosfórico 25 mL em ddH2O e até um volume total de 200 mL. Antes da utilização, adicionar metanol 50 mL.
      2. Adicionar 250 mL de Coomassie manchando a solução para o gel e agite suavemente à temperatura ambiente até clear aparecer manchas de proteínas (~ 2-4 h). Descarte o líquido.
      3. Adicionar 250 mL de DDQ2O e agitar lentamente durante 5 min, então duas vezes mais. Descarte o líquido.
      4. Adicionar 250 mL de solução de descoloração (20% (v/v) de etanol) e agitar lentamente até que a cor de fundo tornam-se quase incolor e descarte o líquido.
      5. Substitua a solução de descoloração fresca quando o velho um está ficando escuro e descarte o líquido.
      6. Adicionar 250 mL de DDQ2O e agitar lentamente durante 5 min. descarte o líquido.
      7. Adicionar 250 mL de solução (8,8% glicerol) de armazenar e manter a 4 ° C.
  4. Análise de imagem de electroforese do gel bidimensional
    1. Digitalize os géis corados com um scanner de mesa.
    2. Entrada da imagem para o sistema de análise de imagem 2D coagule.
    3. Detectar e quantificar cada ponto usando um software de análise de imagem 2D gel de acordo com o protocolo do fabricante.
    4. Coincidir com os pontos entre diferentes géis.

3. identificação das proteínas 2DE separada com MS

  1. Preparação da mistura de tryptic do peptide
    Nota: Siliconizado ou baixa retenção de tubos e pontas de pipeta devem ser usadas para evitar qualquer perda de proteínas ou peptídeos.
    1. Prata-gel descoloração
      1. Excisar o gel manchas em um 1,5 mL siliconizado do tubo e lavagem em 500 µ l ddH2O 6 vezes.
      2. Coloque o gel lavado em um novo tubo de 1,5 mL siliconizado e piquem-em muitos pedaços pequenos (0,5-1 mm3).
      3. Destain os pedaços de gel em 20 µ l da solução de descoloração que mistura uma parte de ferricianeto de potássio de 30 mM e uma parte de 100 mM de tiossulfato de sódio (1:1) antes da sua utilização para deixar a cor acastanhada desaparecerem (geralmente 1-2 min). Descarte o líquido.
      4. Lave os pedaços de gel com 20 µ l de DDQ2O 5 - 6 vezes para deixar a cor amarela desaparecer. Descarte o líquido depois de cada passo.
      5. Adicionar 20 µ l de bicarbonato de amónio de 200 mM para os pedaços de gel e permanecer por 20 min. Lave os pedaços de gel com O ddH2(20 µ l, 1 hora). Descarte o líquido.
      6. Desidrate os pedaços de gel com acetonitrilo 30 µ l de pelo menos duas vezes para deixar os pedaços de gel de virar um branco opaco e vácuo-centrífuga seco por 30 min.
    2. Descoloração de gel azul brilhante de Coomassie
      1. Cortar um tubo de 1,5 mL siliconizado gel manchas e lave com 500 µ l ddH2O pelo menos 3 vezes.
      2. Coloque o gel lavado em um novo tubo siliconizado de 1,5 mL e piquem-o em vários pedaços (0,5-1 mm3) com uma ponta da pipeta.
      3. Destain o gel em 50-100 µ l descoloração solução (1:1 v/v mistura 200mm NH4HCO3 com acetonitrilo) dependendo do volume de gel, incubar a 37 ° C em banho-maria. Repetir e adicionar solução fresca de descoloração até que a cor desaparece (~ 1 h). Descarte o líquido depois de cada passo.
      4. Lave os pedaços de gel de uma vez com 20 µ l de DDQ2O.
      5. Desidrata-se os pedaços de gel em 100 µ l acetonitrilo (pelo menos duas vezes) para deixar os pedaços de gel de transformar um opaco branco.
      6. Vácuo seco por 30 min.
    3. Em-gel tripsina digestão das proteínas em gel seco peças
      1. Dissolva 20 µ g (833 pmol) de pó liofilizado tripsina em 100 µ l de ácido acético de 50 mM.
      2. Dilua 20 µ l de solução de tripsina (200 ng / µ l) a 16 ng / µ l com 230 µ l de bicarbonato de amónio de 50 mM.
      3. Adicionar 20-30 µ l (0.32-0.48 µ g) da solução de tripsina diluídos a cada tubo contendo pedaços de gel de secas. Incube por 18-20 h em um 37 ° C em banho-maria. Deixe a solução a 4 ° C por 30 min.
      4. Centrifugar a solução suavemente durante 10 s. Sonicate em um banho de água durante 5-6 min a 30 ° C e em seguida centrifugar a 12.000 x g por 2 min.
      5. Recolha o sobrenadante contendo o peptídeo tryptic mistura em um tubo de 0,5 mL siliconizado.
    4. Purificação da mistura de tryptic peptídeo com microcolumn C18.
      1. Lave cada coluna C18 com acetonitrilo (10 µ l, 5 vezes) e depois com 50% acetonitrila (10 µ l, 5 vezes).
      2. Equilibrar com 0,1% ácido acético de trifluoro (TFA) (10 µ l, 5 vezes).
      3. Pipete o exemplo acima e para baixo através da coluna C18 preparada por 15 vezes.
      4. Lavar a amostra 2 x com 10 µ l 0,1% TFA.
        Nota: Os peptídeos tryptic purificados são retidos na coluna C18.
      5. Adicionar um volume (6 µ l) de solução (85% v/v acetonitrile/0.1% fórmico ácido v/v) em um tubo siliconizado limpo 0,5 mL, pipetar esta solução suavemente e lentamente acima e para baixo através do peptide-C18 grânulos para 10x lavar os peptídeos de vínculo na solução, secar ao ar livre e loja (−20 ° C) para análise de MS.
  2. Análise de MS
    1. Análise de PMF MALDI-MS
      1. Adicione 4 µ l de 85% v/v acetonitrile/0.1% v/v TFA para dissolver a mistura de peptídeo tryptic purificada. Carga 2 µ l dissolvido peptídeo tryptic mistura em um prato MALDI e imediatamente adicionar 2 µ l de solução de ácido а-cyano-4-hidroxicinâmicos (CHCA) que contém 10 g/L em acetonitrila 500 mL/L 1 mL/L TFA, depois deixe secar naturalmente.
      2. Carrega a placa MALDI com mistura de tryptic peptídeo em um espectrômetro de massa MALDI-MS.
        Nota: Os parâmetros do instrumento são definidos como modo de refletor com 20 kV tensão, polaridade positiva e tempo de extração de atraso ns 160 a acelerar. Cada espectro de MS é adquirido com 200 tiros de laser com uma variedade de m/z 1.000 a 4.000 após calibração externa com o padrão do peptide mass.
      3. Use um software de processamento de espectro de MS para processar cada espectro de MS, incluindo correção de linha de base, remoção de ruído (5%) e deisotoping de pico.
      4. Corrigi a lista de massa de cada espectro de MS com a remoção de contaminantes massas de tripsina, matriz, queratina e outros contaminantes desconhecidos no paralelo de experimentos em branco-gel.
      5. Entrada a massa corrigida listar em uma proteína baseada em PMF procurando software para identificar proteínas no banco de proteína de Swiss-Prot com os seguintes parâmetros de pesquisa, incluindo o tipo de pesquisa do DPP, humano, clivagem de tripsina com máximo de 1 falta, fixada carbamidomethyl, cisteína, metionina variável oxidação, monoisotópico, tolerância de massa do peptide 50 ppm, carga do peptide do estado (1 +) e sinal para ruído (S/N) 5.0.
      6. Identificar proteínas com golo de proteína estatisticamente significativo, e onde a proteína pontuação =-10 × log(p), onde p é a probabilidade de que a correspondência observada é um evento aleatório.
    2. Análise de MALDI-MS/MS
      1. Adicione 4 µ l de 50% v/v acetonitrile/0.1% v/v TFA para dissolver a mistura de peptídeo tryptic purificada. Cada mistura purificada tryptic peptídeo (0,5 µ l) foi manchada em uma 384 MALDI-placa, imediatamente vista 0,5 µ l de matriz CHCA saturada em 50% acetonitrile/0.1% TFA na parte superior da amostra de peptídeo e depois de seco no ar.
      2. Deixe a MALDI-TOF-TOF MS/MS para ser gerenciada automaticamente, usando 100 tiros de laser para adquirir um espectro MS1, e acumular 6 repetido MS1 espectros em um espectro de MS1 sintético.
      3. Conjunto 4 íons de precursor mais intensa de cada espectro MS1 sintético para análise de MS/MS. Uso do laser de 100 tiros para cada íon precursor adquirir um espectro de MS/MS e acumular 4 repetido espectros de MS/MS em um espectro de MS/MS sintético.
      4. Use os dados sintéticos de MS/MS para procurar proteínas através de uma proteína baseada em MS/MS Pesquisar softwares com parâmetros incluindo MS/MS Ion Search, Swiss-Prot humano de banco de dados, tripsina com um máximo de 1 clivagem perdida, carbamidomethyl fixo (C), variável Oxidação (M), valor de massa monoisotópico, peptídeo massa tolerância ± 100 ppm e o fragmento massa tolerância ± 0,7 Da.
      5. Identificar uma proteína com uma probabilidade estatisticamente significativa, com base na pontuação de Mowse e pontuação de íons = -10 x Log(P), onde p é a probabilidade de que a correspondência observada é um evento aleatório.
    3. Análise de LC-ESI-MS/MS
      1. Adicione 6 µ l de ácido fórmico 5% v/v acetonitrile/0.1% v/v para dissolver a mistura de peptídeo tryptic purificada.
      2. Utilização de um sistema de cromatografia líquida de alto desempenho (HPLC) on-line juntamente com uma ionização electrospray (ESI)-MS/MS massa espectrômetro com um software de gerenciamento de dados adquiridos de MS/MS para gerenciar toda a operação.
      3. Use a coluna de armadilha C18 (300 µm identificação × 5 mm de comprimento) e a coluna de fase reversa C18 (75 µm identificação x 15 cm de comprimento) com um gradiente de separação em 98% solvente um (0,1% de ácido fórmico) e a 2% solvente B (0,1% ácido fórmico em 100% acetonitrila) por 2 min , 2% a 40% de solvente B para 95% solvente B durante 10 minutos (um total de 65 min em 300 nL/min), 40% a 95% solvente B por 5 min e 45 min.
      4. Definir modo de iões positivos e modo dependente de dados de pesquisa automática para adquirir espectros de MS e MS/MS e definir a dissociação induzida por colisão (CID) para a fragmentação do íon.
      5. Defina cada verificação de MS a um intervalo de massa de m/z 350-1.800 com uma resolução de 100.000 m/z 400. Execute a varredura para os 7 íons mais intensa no MS scan.
      6. Proteína baseada em uso MS/MS Pesquisar softwares que para pesquisar o banco de dados para identificação de proteínas.
        1. Selecione o banco de proteína humana.
        2. Selecione a tripsina com uma clivagem perdidas permitida.
        3. Defina a tolerância de peptídeo (± 10 ppm), fragmento de tolerância do íon (±0.8 Da), carbamidomethylation de carga (2 + 3 + e 4 +), fixa peptídeo em cisteína e oxidação variável em metionina.
        4. Definir taxas de falsa da descoberta (FDR) < 1% e apenas peptídeos com rank 1 são aceitos.
        5. Identificar a proteína com PSM≥1 (PSMs: O número total de sequências de peptídeo identificados (PSMs) para a proteína, incluindo aqueles identificados de forma redundante) e pelo menos dois peptídeos exclusivos por proteína.
      7. Também, use MS/MS-software com base em proteína busca II para pesquisar o banco de dados para identificação de proteínas.
        1. Converta o arquivo raw da MS para um arquivo de .mgf.
        2. Selecionado o banco de dados da proteína humana (uniprothuman_20161031.fasta que contém 70940 sequências e 23897047 resíduos).
        3. Selecione a digestão do trypsin, com um máximo de 2 decotes perdidas.
        4. Conjunto fixada carbamidomethyl (C), a variável desamidados (NQ) e a oxidação (M), a tolerância da massa 10 ppm, tolerância da massa 0,8 do íon filha do íon precursor Da e o pico de monoisotópico.
        5. Identifica proteínas com um limiar de significância de 0,05 e pelo menos 2 peptídeos exclusivos.

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Resultados

1. 2DE MALDI MS PMF: com o procedimento experimental descrito acima, um total de 150 µ g de proteínas foram extraídos de tecidos NFPA FSH-expresso (fêmea; 50 anos de idade, ACTH (-), GH (-), PRL (-), LH (-), FSH (+) e TSH (-)) e se vestiu com um 18 cm Faixa de IPG (pH 3-10 NL) e um gel de SDS-PAGE de grande formato, depois visualizadas com coloração de prata. Obtivemos um 2DE reproduzíveis e bom gel de padrão de NFPA proteome de tecido (

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Discussão

2DE, juntamente com métodos MS incluindo 2DE-MS PMF e 2DE-MS/MS, tem sido utilizado com sucesso em nosso programa de longo prazo - o uso da proteômica para estudar variações de proteomic humanas NFPA e variações de rede molecular para a elucidação dos mecanismos moleculares e descoberta de biomarcadores eficazes para NFPAs. Baseado em 2DE proteômica comparativa com boa reprodutibilidade desempenha um papel importante na identificação de NFPA proteomic variações9,10

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Divulgações

Os autores declaram que não há conflito de interesses.

Agradecimentos

Este trabalho foi financiado pela Fundação Nacional de ciências naturais da China (Grant n. º 81572278 e 81272798 para XZ), as bolsas da China "863" plano de projeto (Grant No. 2014AA020610-1 a XZ), os fundos do Hospital de Xiangya para talento Introduçãoà (XZ) e a Hunan Fundação provincial de ciências naturais da China (14JJ7008 No. Grant para XZ). Os autores também reconhecem a contribuição científica do Dr. Dominic M. Desiderio em centro de Ciências de saúde Universidade do Tennessee. X.Z. continuamente desenvolvido e usado métodos 2DE-MS para analisar proteome adenoma de hipófise a partir de 2001, concebeu o conceito para o presente manuscrito, escreveu e revisto o manuscrito, coordenou o trabalho pertinente e foi responsável para a apoio financeiro e trabalho correspondente. Y.L. participou na revisão do manuscrito. YH participou na coleção de referências e revisão do manuscrito. Todos os autores aprovaram o manuscrito final.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Ettan IPGphor 3 Sistema de foco isoelétricoda GE Healthcare
Rodízio multigel Ettan DALTsixAmersham Pharmacia Biotech, Piscataway, NJ, USA
Sistema Ettan DALT IIAmersham Pharmacia Biotech, Piscataway, NJ, USAO sistema de eletroforese vertical
Ettan IPGphor suporte de tirasAmersham Pharmacia Biotech, Piscataway, NJ, EUA
Ettan DALTsix rodízio multigelAmersham Pharmacia Biotech, Piscataway, NJ, USARodízio multigel
Voyager DE STR MALDI-TOF MS ABI, Foster City, CAMALDI-MS PMF
MALDI-TOF-TOFAutoflex III, Espectrômetro de massa BrukerMALDI-MS/MS
LTQ-OrbiTrap Velos Pro ETDThermo Scientific, Waltham, MA, EUAESPECTRÔMETRO DE MASSA ESI-MS/MS Sistema
EASY-nano LC Proxeon Biosystems, Odense, DinamarcaSistema de cromatografia líquida de alta eficiência
PepMap C18 coluna de armadilha300 μ m i.d. × 5 mm de comprimento; Dionex Corp., Sunnyvale, CA, EUA
RP C18 coluna75 μ m i.d., 15 cm de comprimento; Dionex Corp., Sunnyvale, CA, EUA
KimWipeKimvipe Toalha de papel insolúvel
WatterFeito pelo instrumento
Polytron Modelo P710/35 homogeneizadorBrinkmann Instruments, Westbury, NY
PDQuestBio-Rad,  Hercules, CASoftware de análise de imagem em gel 2D
SEQUEST Thermo Proteome Discoverer 1.3 (versão No. 1.3.0.339)
DataExplore (ver. 4.0.0.0) softwareMS spectrum-processing Software
Software MascotSoftware de busca de proteínas baseado em PMF   
de mascoteSoftware de busca de proteínas baseado em MS/MS
Software Proteome Discoverer v.1.3 betaSoftware Thermo Scientific
Xcalibur v.2.1Software de gerenciamento adquirido em dados MS/MS 
Uniprot versão 201410.1_HUMAN.fastaBanco de dados de proteínas humanas
SEQUEST (versão nº 1.3.0.339) Software de busca de proteínas baseado em MS/MS I
MASCOT (versão 2.3.02) Software de busca de proteínas baseado em MS/MS
II C18 ZipTip microcolunaMillipore
PeptideMass Kit padrão da Perspective Biosystems
 Termo  Kit Quant2-D 2-D
Scientific GE Healthcare80-6483-56
BIS-ACRILAMIDAAMRESCO0172
ACRILAMIDAAMRESCO0341
DTTSigma-AldrichD0632
ThioureaSigma-AldrichT8656
UreiaVETECV900119
SDSAMRESCO0227
CHAPSAMRESCO0465
TEMEDAMRESCOM146
Persulfato de amônioAMRESCOM133
TripsinaPromega, Madison, WI, EUAV5111
Tampão IPG pH 3-10, NLGE Healthcare17-6000-87
Tira seca de Immobiline pH 3-10NL, 18cmGE Healthcare17-1235-01
.flexível PURELABSoftware Kit de Ensaio de Proteína BCA Pierce da Fisher

Referências

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