Artigo de método

Uma estratégia de enriquecimento de ponta de spin para análise simultânea de N-glicopeptídeos e Fosfopeptídeos de Tecidos Pancreáticos Humanos

DOI:

10.3791/63735

⸱

4 de maio de 2022

 ,  , 
1Department of Chemistry, University of Wisconsin-Madison, 2School of Pharmacy, University of Wisconsin-Madison

Neste artigo

Resumo

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

Modificações pós-translacionais (PTMs) alteram estruturas e funções proteicas. Métodos para o enriquecimento simultâneo de vários tipos de PTM podem maximizar a cobertura nas análises. Apresentamos um protocolo utilizando cromatografia de afinidade metálica ti(IV) automobilizada duplamente, seguida de espectrometria de massa para o enriquecimento simultâneo e análise da proteína N-glicosilação e fosforilação em tecidos pancreáticos.

Resumo

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

A espectrometria em massa pode fornecer uma cobertura profunda de modificações pós-translacionais (PTMs), embora o enriquecimento dessas modificações de matrizes biológicas complexas seja frequentemente necessário devido à sua baixa estequiometria em comparação com analitos não modificados. A maioria dos fluxos de trabalho de enriquecimento de PTMs em peptídeos em fluxos de trabalho de proteômica inferior, onde as proteínas são digeridas enzimáticamente antes da análise dos peptídeos resultantes, apenas enriquecem um tipo de modificação. É todo o complemento dos PTMs, porém, que leva a funções biológicas, e o enriquecimento de um único tipo de PTM pode perder tal crosstalk de PTMs. O crosstalk PTM tem sido observado entre a glicosilação proteica e a fosforilação, os dois PTMs mais comuns em proteínas humanas e também os dois PTMs mais estudados usando fluxos de trabalho de espectrometria de massa. Usando a estratégia simultânea de enriquecimento aqui descrita, ambos os PTMs são enriquecidos a partir de tecido pancreático humano pós-morte, uma complexa matriz biológica. A cromatografia de afinidade metálica duplamente funcional Ti(IV) é usada para separar várias formas de glicosilação e fosforilação simultaneamente em múltiplas frações em um método conveniente baseado em ponta de giro, permitindo análises a jusante de interações potenciais de crosstalk ptm. Esse fluxo de trabalho de enriquecimento para glico e fosfopeptídeos pode ser aplicado a vários tipos de amostra para alcançar perfis profundos de múltiplos PTMs e identificar moléculas-alvo potenciais para estudos futuros.

Introdução

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As modificações pós-translacionais de proteínas (PTMs) desempenham um papel importante na modulação das estruturas proteicas e, consequentemente, suas funções e processos biológicos a jusante. A diversidade do proteome humano aumenta exponencialmente devido à variabilidade combinatória proporcionada por vários PTMs. Diferentes variantes de proteínas de suas sequências canônicas como previsto pelo genoma são conhecidas como proteoformas, e muitas proteoformas surgem dos PTMs1. Estudar a diversidade proteoforme em saúde e doença tornou-se uma área de pesquisa de grande interesse nos últimos anos 2,3.

O estudo de proteoformes e, mais especificamente, PTMs com grande profundidade tornou-se mais fácil através do desenvolvimento de métodos de proteômica baseados em espectrometria de massa (MS). Utilizando ES, os analitos são ionizados, fragmentados e identificados com base no m/z dos fragmentos. Métodos de enriquecimento são muitas vezes necessários devido à baixa abundância relativa de PTMs em comparação com formas não modificadas de proteínas. Embora a análise de proteínas intactas e seus PTMs, chamados de análises de cima para baixo, tenham se tornado mais rotineiras, a digestão enzimática das proteínas e a análise de seus peptídeos componentes em análises de baixo para cima ainda é o caminho mais utilizado para a análise de PTM. Os dois PTMs mais estudados, e os dois PTMs mais comuns in vivo, são glicosilação e fosforilação4. Esses dois PTMs desempenham papéis importantes na sinalização e reconhecimento celular e, portanto, são modificações importantes para caracterizar na pesquisa de doenças.

As propriedades químicas de vários PTMs muitas vezes fornecem rotas para o enriquecimento desses PTMs nos níveis de proteína e peptídeo antes da análise. A glicosylação é um PTM hidrofílico devido à abundância de grupos hidroxis em cada monossacarídeo. Esta propriedade pode ser usada para enriquecer glicopeptídeos na cromatografia de interação hidrofílica (HILIC), que pode separar glicopeptídeos mais hidrofílicos dos peptídeos hidrofóbicos não modificados5. A fosforilação adiciona a moiety fosfato, que é negativamente carregada, exceto no pH ácido. Devido a esta carga, várias cálas metálicas, incluindo titânio, podem ser usadas para atrair e ligar fosforpeptídeos enquanto espécies não fosfoiladas são lavadas. Este é o princípio da cromatografia de afinidade metálica imobilizada (IMAC). Outras discussões sobre essas e outras estratégias de enriquecimento para glicosilação e fosforilação podem ser encontradas em revisões recentes 6,7.

Quantidades comparativamente grandes de material de peptídeo inicial (0,5 mg ou mais) são frequentemente necessárias para protocolos de enriquecimento devido à baixa estequiometria de PTMs em peptídeos. Em cenários onde essa quantidade de amostra pode não ser facilmente obtida, como biópsia do núcleo tumoral ou análises de fluidos cefalorraquidianos, é benéfico usar fluxos de trabalho fáceis que resultam em informações biomoleculares máximas. Estratégias recentes desenvolvidas pelo nosso laboratório e outras têm destacado a análise simultânea e paralela da glicosilação e fosforilação utilizando o mesmo fluxo de trabalho de enriquecimento ptm 8,9,10,11,12. Embora as propriedades químicas desses dois PTMs possam diferir, esses PTMs podem ser analisados em múltiplas etapas devido às técnicas de separação inovadoras e materiais utilizados. Por exemplo, a cromatografia de interação eletrostática-hidrofílica (ERLIC) sobrepõe separações baseadas em interações hidrofílicas entre analitos e a fase móvel com interações de carga entre analitos e o material de fase estacionária 13,14,15,16. No pH ácido, a atração de peptídeos fosforilalatados para a fase estacionária pode melhorar sua retenção e separação de peptídeos não modificados. O material constituído por Ti(IV) imobilizado em microesferas hidrofílicas pode ser usado para elução baseada em HILIC e IMAC para separar fosforpeptídeos e glicopeptídeos neutros, ácidos e sistoluados-6-fosforilados17,18. Esta estratégia é conhecida como Ti(IV)-IMAC dual-funcional. O uso dessas estratégias para enriquecer vários PTMs em um único fluxo de trabalho pode tornar as análises de interações potenciais de crosstalk de PTM mais acessíveis. Além disso, o valor total da amostra e os requisitos de tempo são inferiores aos métodos convencionais de enriquecimento quando realizados em paralelo (ou seja, HILIC e IMAC em alíquotas de amostra separadas).

Para demonstrar a estratégia ti(IV)-IMAC dual-funcional para análise simultânea de glicosilação e fosforilação proteica, aplicamos-na para analisar tecidos pancreáticos humanos pós-morte. O pâncreas produz enzimas digestivas e hormônios regulatórios, incluindo insulina e glucagon. A função pancreática é prejudicada em doença pancreática. No diabetes, a regulação do açúcar no sangue é afetada, levando a níveis mais elevados de glicose no sangue. Na pancreatite, a inflamação resulta da auto-digestão do órgão3. Alterações nos perfis de PTM, incluindo glicosilação e fosforilação, podem resultar, como muitas vezes, em outras doenças.

Aqui, descrevemos um protocolo para um método de enriquecimento simultâneo baseado em spin-tip, baseado em uma estratégia ti(IV)-IMAC dual-funcional, para N-glicopeptídeos e fosfopeptídeos derivados de proteínas extraídas do tecido pancreático. O protocolo inclui extração e digestão de proteínas, enriquecimento, coleta de dados em MS e processamento de dados, como pode ser visto na Figura 1. Os dados representativos deste estudo estão disponíveis via Consórcio ProteomeXchange com o identificador PXD033065.

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Figura 1: Fluxo de trabalho para análise simultânea de N-glicopeptídeos e fosfopeptídeos de tecidos pancreáticos humanos. Os tecidos são primeiro crio-pulverizados em um pó fino antes da extração de proteínas usando o sulfato de dodecyl de sódio detergente (SDS). As proteínas são então submetidas à digestão enzimática. Os peptídeos resultantes são aliquosantes antes do enriquecimento usando Ti(IV)-IMAC dual-funcional. Os dados brutos são coletados usando espectrometria de massa líquida de fase invertida de nanoescala (nRPLC-MS) e são analisados usando software de pesquisa de banco de dados. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Este protocolo visa tornar as análises de PTM mais acessíveis e permitir uma análise mais difundida de vários PTMs no mesmo fluxo de trabalho. Este protocolo pode ser aplicado a outras matrizes biológicas complexas, incluindo células e biofluidos.

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Protocolo

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O consentimento foi obtido para o uso de tecidos pancreáticos para pesquisa dos parentes mais próximos do falecido e obteve-se uma autorização do Conselho de Revisão Institucional da Universidade de Wisconsin-Madison Health Sciences. A fiscalização do IRB não é necessária porque não envolve seres humanos reconhecidos por 45 CFR 46.102(f).

ATENÇÃO: Deve-se tomar cuidado ao manusear os reagentes utilizados neste protocolo, que incluem ácidos (formic, acético, trifluoroacético), bases (hidróxido de amônio) e criogens (nitrogênio líquido). Leia as folhas de dados de segurança dos reagentes usados para se familiarizar com os perigos associados e as precauções necessárias. As concentrações denotadas usando percentagens são volume/volume total (v/v) e são diluídas com água.

1. Crio-pulverização tecidual, lise e extração de proteínas

  1. Encha uma de guerra com nitrogênio líquido. Pré-arrefeça as partes do pulverizador de tecido que entrarão em contato com os tecidos pancreáticos, ou seja, a câmara, o pulverizador e a colher de recuperação em um recipiente de poliestireno.
  2. Transfira os pedaços de tecido congelado para o suporte de amostra pré-refrigerado e adicione uma colher cheia de nitrogênio líquido ao tecido.
  3. Coloque o pulverizador na câmara e golpee-o usando um martelo de cinco a dez vezes para esmagar a amostra. Remova o pulverizador da câmara e raspe o pó de tecido e pedaços aderentes.
  4. Adicione uma colher cheia de nitrogênio líquido à câmara se os tecidos começarem a derreter. Repita o processo de pulverização até que a amostra seja um pó fino sem grandes pedaços de tecido. Porção das amostras em aproximadamente 100 mg de alíquotas em tubos pré-refrigerados.
  5. Prepare o tampão de lise contendo 4% de sulfato de dodecyl de sódio (SDS), 150 mM NaCl e 25 mM Tris (pH = 7,4). Dissolva um comprimido cada um do inibidor de protease e fosfatase em 500 μL de água para um estoque de 20x de cada um. Adicione o volume necessário de estoque de 20x de cada inibidor ao tampão de lise para uma concentração final de 1x.
  6. Adicione 600 μL de tampão de lise por 100 mg de tecido ao tubo e incubar a 95 °C em um bloco de aquecimento por 10 min com agitação a 800 rpm. Remova as amostras do bloco de aquecimento e deixe esfriar até a temperatura ambiente.
  7. Sonicar as amostras a 60 W de energia (20 kHz) para 45 s usando pulsos de 15 s com um descanso de 30 s no meio. Pelota as amostras a 3.000 x g por 15 min a 4 °C.
  8. Adicione o supernante a um solvente de precipitação de 5x, 300 μL de tampão de lise a 1,5 mL de solvente de precipitação, contendo 50% de acetona, 49,9% de etanol e 0,1% ácido acético. Esfrie durante a noite a -20 °C.
  9. Pelotar as amostras novamente a 3.000 x g por 15 min a 4 °C e remover o sobrenante. Lave a pelota rompendo com uma espátula e misturando com a mesma quantidade de solvente de precipitação. Pelota novamente, repetindo o passo de lavagem 2x.
  10. Pelota a amostra a 16.000 x g para 15 min a 4 °C. Seque a pelota de amostra em um capô de fumaça por 15 minutos e armazene a -80 °C até estar pronto para prosseguir.

2. Digestão e desalado de proteínas

  1. Resuspend a pelota de proteína em 300 μL de tampão de digestão recém-feito contendo 50 mM trietilamonium bicarbonato (TEAB) e 8 M ureia.
  2. Estimar a concentração proteica da solução usando um ensaio proteico de acordo com o protocolo do fabricante.
  3. À proteína da solução, adicione dithiothreitol (DTT) a uma concentração final de 5 mM, misture e reduza à temperatura ambiente por 1h. Em seguida, adicione iodoacetamida (IAA) a uma concentração final de 15 mM, misture e aquileie a temperatura ambiente por 30 minutos no escuro. Sacie a alquilação repetindo a adição de DTT no mesmo volume de antes e misture.
  4. Adicione LysC/trypsin a 1:100 enzima:razão de proteína e incubar a 37 °C por 4h. Em seguida, adicione 50 mM TEAB para diluir a ureia de 8 M usada para < 1 M. Adicione trippsina a 1:100 enzima:razão proteica e incubar a 37 °C durante a noite.
  5. Sacie a digestão com a adição de ácido trifluoroacético (TFA) a 0,3% v/v. Para cada 1 mg de proteína inicial, condiciona um cartucho de desalting (1 cc, 10 mg) com 1 mL de acetonitrilo (ACN) e 3x com 1 mL de 0,1% TFA.
  6. Coloque a mistura digerida no cartucho de desalado. Lave a mistura 3x usando 1 mL de 0,1% TFA. Se a elução for lenta, aplique pressão positiva, mas evite uma taxa de fluxo > uma queda por segundo.
  7. Peptídeos elutes utilizando 1 mL de 60% de ACN e 0,1% de solução de ácido fórmico (FA). Peptídeos elucidos secos a aproximadamente 35 °C usando um concentrador de vácuo centrífuga até que o solvente tenha evaporado completamente.
  8. Peptídeos resuspend em 300 μL de água e estimam concentrações de peptídeos usando um ensaio de peptídeo de acordo com o protocolo do fabricante. Poros os peptídeos em 500 μg aliquots e seque completamente.

3. Enriquecimento de N-glycopeptida ERLIC

NOTA: As velocidades e tempos exatos da centrifugação podem diferir com base nas amostras e devem ser otimizados. Em geral, 300 x g por 2 min é apropriado para condicionamento e lavagem do material e 100 x g por 5 min para eluição.

  1. Pesar aproximadamente 3 mg de algodão e empacotá-lo em uma ponta de pipeta vazia de 200 μL (ponta de spin; ver Tabela de Materiais).
  2. Transfira material forte de enriquecimento de ânion-troca em um tubo e adicione 200 μL de 0,1% TFA por material de 10 mgs. Para enriquecimento de 500 μg de peptídeos, utilize 15 mg do material. Ative o material tremendo por 15 minutos.
  3. Com um adaptador de tubo, coloque a ponta de giro sobre um tubo de 2 mL e adicione bastante chorume à ponta por 15 mg de material. Remova o líquido girando em uma centrífuga de bancada.
  4. Condiciona o material por centrifugação 3x com 200 μL de ACN. Repita o condicionamento triplicado utilizando acetato de amônio de 100 mM (NH4Ac), 1% TFA e 80% ACN/0,1% TFA (tampão de carregamento).
  5. Resuspend 500 μg amostras de peptídeos em aproximadamente 200 μL de tampão de carga e fluxo através da ponta de giro. Recarregue o fluxo 2x para garantir a ligação completa.
  6. Lave o material por centrifugação 5x usando 200 μL de 80% ACN/0,1% TFA e, em seguida, 2x usando 200 μL de 80% ACN/0,1% FA.
  7. Elute os peptídeos por centrifugação com 200 μL de cada um dos seguintes: 50% ACN/0,1% FA (E1); FA 0,1% (E2); 0,1% TFA (E3); 300 mM KH2PO4, 10% ACN (E4).
  8. Lave o material centrifugando 2x com 200 μL de 80% ACN/5% NH4OH. Elute os peptídeos restantes com 200 μL de 10% NH4OH (E5).
  9. Seque todas as eluções completamente usando um concentrador de vácuo centrífuga a aproximadamente 35 °C.
  10. Realize a dessalução da elução básica (E5) utilizando uma ponta de desaling de acordo com o protocolo do fabricante.
  11. Seque a elução da ponta de desalamento usando um concentrador de vácuo centrífuga a aproximadamente 35 °C para completar.

4. Enriquecimento de fosfopecida Ti(IV)-IMAC

NOTA: As velocidades e tempos exatos da centrifugação podem diferir com base nas amostras e devem ser otimizados. Em geral, 300 x g por 2 min é apropriado para condicionamento e lavagem do material e 100 x g por 5 min para eluição.

  1. Pesar aproximadamente 3 mg de algodão e empacotá-lo em uma ponta de pipeta vazia de 200 μL (ponta de spin).
  2. Transfira o material de enriquecimento de fosfopeptídeo Ti-IMAC em um tubo e adicione 200 μL de 0,1% de TFA por material de 10 mgs. Para enriquecimento de peptídeos de 500 μg, utilize 10 mg de material.
  3. Com um adaptador de tubo, coloque a ponta de giro sobre um tubo de 2 mL e adicione bastante chorume à ponta para 10 mg de material. Remova o líquido girando em uma centrífuga de bancada.
  4. Condiciona o material com 200 μL de 40% de ACN/3% TFA utilizando as mesmas configurações de centrífugas descritas acima. Amostras de peptídeos resuspend em 200 μL de 40% ACN/3% TFA e fluem através da ponta de spin. Recarregue o fluxo duas vezes para garantir uma ligação mais completa.
  5. Lave o material por centrifugação com 200 μL de 50% ACN, 6% TFA e solução de NaCl de 200 mM, seguido pela lavagem de 2x em 200 μL de 30% de ACN e solução de 0,1% TFA.
  6. Peptídeos elutos com 200 μL de 10% NH4OH. Seque a elução completamente sob vácuo. Realize a desalting usando uma ponta de desalhing de acordo com o protocolo do fabricante. Seque a elução da ponta de desalamento sob vácuo até a completude.

5. Enriquecimento simultâneo ti(IV) dual-funcional

NOTA: As velocidades e tempos exatos da centrifugação podem diferir com base nas amostras e devem ser otimizados. Em geral, 300 x g por 2 min é apropriado para condicionamento e lavagem do material e 100 x g por 5 min para eluição.

  1. Pese aproximadamente 3 mg de algodão e embale-o em uma ponta de spin vazia.
  2. Transfira aproximadamente 1 g de material Ti(IV)-IMAC em um tubo. Adicione 0,1% TFA a uma concentração conhecida de material, por exemplo, 20 mg/200 μL (o material pode ser armazenado nesta suspensão a 4 °C).
  3. Para o enriquecimento a partir de peptídeos de 500 μg, adicione chorume suficiente a uma ponta de giro para transferir 20 mg de material. Lave a ponta de giro por centrifugação com 200 μL de 0,1% TFA.
  4. Resuspenque as amostras em 200 μL de solvente de carga/lavagem (80% ACN e 3% TFA) e flua através da ponta de spin. Recarregue o fluxo 2x.
  5. Lave a ponta de giro 6x por centrifugação com 200 μL de solvente de carga/lavagem. Lave a ponta giratória com 200 μL de 80% de solução ACN/0,1% FA.
  6. Elute os peptídeos com 200 μL de cada um dos seguintes: 60% ACN/0,1% FA (E1) e 40% ACN/0,1% FA (E2). Analise cada elução separadamente.
  7. Elute os peptídeos com 200 μL de cada um dos seguintes: 20% ACN/0,1% FA e 0,1% FA. Combine as duas eluções e analise como uma amostra (E3).
  8. Elute os peptídeos com 200 μL de cada um dos seguintes: 40% ACN/3% TFA; 50% ACN/6% TFA, 200 mM NaCl; e 30% ACN/0,1% TFA. Combine essas eluções e analise como um (E4) após a dessedação usando uma ponta embalada.
  9. Condicionar o material ao pH básico utilizando 200 μL de 90% ACN/2,5% NH4OH para 3x. Descarte essas lavagens.
  10. Elute os peptídeos com 200 μL de cada um dos seguintes: 60% ACN/10% NH4OH (E5) e 40% ACN/10% NH4OH (E6). Analise essas eluções separadamente após a dessedação usando uma ponta embalada.
  11. Elute os peptídeos com 200 μL de cada um dos seguintes: 20% ACN/10% NH4OH; ACN/10% ACN/10% NH4OH; e 10% NH4OH. Combine essas eluções e analise como um (E7) após a dessedação usando uma ponta embalada.
  12. Seque todas as eluções completamente sob vácuo.

6. Espectrometria de massa líquida de cromatografia líquida de nano-fluxo (nRPLC-MS)

NOTA: Os métodos de aquisição e análise de dados ms são diversos e, portanto, apenas um pipeline sugerido de LC-MS (e seus parâmetros associados) é descrito aqui nas seguintes etapas. As amostras geradas utilizando as etapas de preparação e enriquecimento da amostra previamente delineadas podem ser analisadas utilizando outras configurações instrumentais, incluindo o uso de colunas cromaatográficas disponíveis comercialmente, dada a qualidade suficiente dos dados.

  1. Puxe e embale um capilar de 15 cm de comprimento (75 μm de diâmetro interno) usando material C18 como descrito em19. Preparar a fase móvel A (0,1% FA na água) e a fase móvel B (0,1% FA na ACN).
  2. Reconstituir amostras de peptídeo enriquecido em 15 μL de 3% de fase móvel B. Carregue 2 μL da amostra (~13% de volume amostral) diretamente na coluna. Analise cada amostra em duplicata técnica.
  3. Peptídeos elutes usando um gradiente de 3% a 30% de fase móvel B acima de 90 min a uma taxa de fluxo de 0,3 μL/min. Lave a coluna utilizando 75% B por 8 min seguido de 95% B por 8 min, terminando o método com equilíbrio em 3% B por 12 min.
  4. Opere o espectrômetro de massa no modo íon positivo utilizando a aquisição dependente de dados dos 20 picos superiores com os seguintes parâmetros: tensão de pulverização 2 kV; Detecção de MS1 em LC/MS de 400-2.000 m/z a 120.000 de resolução, meta de controle automático de ganho (AGC) 2E5, tempo máximo de injeção de 100 ms, lente RF de 30%, isolamento quadrupole com janela de 1,6 m/z , para estados de carga 2-8 e indeterminados, e exclusão dinâmica de 30 s; Detecção de MS2 na LC/MS utilizando fragmentação escalonada de HCD em 22%, 30% e 38%, primeira massa fixa de 120 m/z com resolução de 30.000, meta 5E4 AGC e exigência de intensidade mínima de 2,5E4.

7. Análise de dados de MS

NOTA: Um pipeline de análise de dados usando dois softwares diferentes para analisar o mesmo conjunto de dados é apresentado aqui. A fosforilação e a glicosilação podem ser pesquisadas ao mesmo tempo usando um único software em vez de dois softwares separados descritos aqui, embora, em geral, o tempo de pesquisa de software seja proporcional ao espaço de pesquisa, ou seja, número de PTMs considerados. Por essa razão, dois softwares diferentes são usados em paralelo à busca por glicopeptídeos e fosfopeptídeos.

  1. Processe arquivos de dados brutos usando o software apropriado (ver Tabela de Materiais).
    1. Pesquise espectros contra o banco de dados humano (ou específico de espécies) do UniProt. Coloque a carbamidometilação de Cys como uma modificação fixa. Defina o número máximo de decotes enzimáticos perdidos como dois.
  2. Nos arquivos de dados brutos, utilizando um software comercial (ver Tabela de Materiais), procure glycopeptides para ser analisado20. Use uma tolerância de massa precursora de 10 ppm e uma tolerância à massa de fragmentos 0,01 Da com um comprimento mínimo de peptídeo de quatro resíduos.
    1. Pesquise usando o banco de dados N-glicano incorporado pelo software expandido com glicanos típicos de sisão-6-fosfato (M6P)glicas, incluindo HexNAc(2)Hex(4-9)Phospho(1-2), HexNAc(3-4)Hex(4-9)Phospho(1 -2), HexNAc(2)Hex(3-4)Phospho(1) e HexNAc(3)Hex(3-4)Phospho(1).
    2. Defina a glicossylation como uma modificação comum. Defina as modificações totais máximas por partida espectral de peptídeos (PSM) como uma comum e duas raras.
    3. Definir as seguintes modificações variáveis: oxidação de Met (raro), desamidação em Asn e Gln (raro) e fosforilação em Ser, Thr e Tyr (comum). Defina os seguintes filtros de identificação: corte de pontuação > 150, prob |log| > 1, e delta mod pontuação > 10.
    4. Exportar e analisar os resultados da pesquisa nas guias Proteins e Peptide Group.
    5. Tela manualmente as identificações contendo gliccanos M6P para a presença do íon oxonium PhosphoHex (243 m/z) no espectro MS/MS e remover falsas identificações positivas, que não contêm este íon diagnóstico.
  3. Nos arquivos de dados brutos, usando um software de código aberto (ver Tabela de Materiais), procure por fosforpeptídeos a serem analisados21. Use uma tolerância de peptídeo de primeira pesquisa de 20 ppm e uma tolerância de peptídeo de pesquisa principal de 4,5 ppm.
    1. Defina o número máximo de modificações por peptídeo para 5. Defina a taxa de descoberta falsa de PSM e proteína (FDR) para 1% e o comprimento mínimo do peptídeo para 7 resíduos.
    2. Definir modificações variáveis como oxidação em Met, acetilação de proteína n-terminal e fosforilação em Ser, Thr e Tyr. Analise os resultados da pesquisa usando os arquivos de modificaçõesSpecificPeptides.
  4. Determinar o número de identificações de PTMs nos níveis de proteína, peptídeo e modificação do local.

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Resultados

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

Dados representativos de espectrometria de massa, incluindo arquivos brutos e resultados de pesquisa, foram depositados no Consórcio ProteomeXchange através do repositório de parceiros PRIDE com o identificador de conjunto de dados PXD03306522.

Neste trabalho, foram analisadas réplicas de injeção duplicada para cada eluição de enriquecimento. As identificações feitas a partir de ambas as réplicas técnicas foram colhidas na análise final. Devido à natureza semi-...

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Discussão

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

A estratégia Ti(IV)-IMAC dual-funcional é útil para a análise simultânea de N-glicopeptídeos e fosfopeptídeos da mesma amostra em um único fluxo de trabalho de preparação de amostra. Métodos baseados em ERLIC também têm sido mostrados para realizar o enriquecimento simultâneo de PTMs. Ambas as estratégias têm sido utilizadas anteriormente para cobertura profunda em análises de PTM14,18. Ao adaptar o método Ti duplo para diminuir o tempo de incubação da amostra us...

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Divulgações

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

Os autores não declaram interesses concorrentes.

Agradecimentos

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

Esta pesquisa foi apoiada em parte pelo financiamento de subvenções do NIH (R01DK071801, RF1AG052324, P01CA250972 e R21AG065728), e da Fundação de Pesquisa de Diabetes Juvenil (1-PNF-2016-250-S-B e SRA-2016-168-S-B). Os dados aqui apresentados também foram obtidos em parte através do apoio de um prêmio NIH/NCATS UL1TR0002373 através do Instituto de Pesquisa Clínica e Translacional da Universidade de Wisconsin. Os instrumentos Orbitrap foram adquiridos através do apoio de uma bolsa de instrumentos compartilhados NIH (NIH-NCRR S10RR029531) e do Escritório do Vice-Chanceler de Pesquisa e Pós-Graduação da Universidade de Wisconsin-Madison. Também gostaríamos de reconhecer o generoso apoio da Organização de Doação de Órgãos e Tecidos da Universidade de Wisconsin, que forneceu pâncreas humano para pesquisa e a ajuda de Dan Tremmel, Dr. Sara D. Sackett e Prof. Jon Odorico para fornecer as amostras ao nosso laboratório. Nossa equipe de pesquisa gostaria de agradecer especial às famílias que doaram tecidos para este estudo. L.L. reconhece a bolsa nih S10OD025084, uma bolsa piloto de câncer de pâncreas do Centro de Câncer carbone da Universidade de Wisconsin (233-AAI9632), bem como um Professor de Conquista Distinto de Vilas e o Professor de Cadeira Distinto Charles Melbourne Johnson com financiamento fornecido pela Wisconsin Alumni Research Foundation e Pela University of Wisconsin-Madison School of Pharmacy.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Ácido Acético, Glacial (ACS Certificado)A38S-500Fisher Scientific
(ACS Certificado)A18-1Fisher Scientific
, AcetatoCategoria Fisher ScientificA955-4
(ACS Cristalino/Certificado)A637-500Fisher Scientific
(ACS Plus Certificado)Fisher ScientificA669-212
Software ByonicProtein Metricsn/aSoftware comercial usado para análise glicoproteômica (https://proteinmetrics.com/byos/)
C18 BEH materialÁguas186002353Material removido da coluna e usado para embalar nano capilares (puxado para integrar a ponta usada diretamente na linha com a entrada do instrumento)
CAE-Ti-IMAC, 100%J& K Scientific2749380-1GMaterial usado para Ti(IV)-IMAC dual-funcional; também pode ser usado para enriquecimento convencional de IMAC/fosfopeptídeo convencional
Kit Cellcrushern/aUsado para moer amostras de tecido em pó antes da extração
Microcentrífuga Eppendorf 5424RFisher Scientific05-401-205Para centrifugação
com temperatura controladacomprimidos de coquetel inibidores de protease completosSigma11697498001
DTT, Grau Molecular (DL-Ditiotreitol)PromegaV3151Agente redutor de proteína
Etanol, prova 200 (100%), USPFisher22-032-601
Misturador de Vórtice Analógico FisherbrandFisher Scientific02-215-414
Tubos de Microcentrífuga de Baixa Retenção Fisherbrand (1.5 mL)Fisher Scientific02-681-320
Tubos de Microcentrífuga de Baixa Retenção Fisherbrand (2 mL)Fisher Scientific02-681-321
Fisherbrand Modelo 120 Desmembrador SônicoFisher ScientificFB120110Para lise de amostra usando ácido fórmico de ultrassom
, 99.0+%, Grau Optima LC/MSFisher ScientificA117-50
Capilar de sílica fundida (75 μ m de diâmetro interno, 360 μ m diâmetro externo)Polymicro Technologies LLC100 m TSP075375Para colunas puxadas e embaladas internamente com emissor integrado
Ácido fluorídrico (48% em peso em H2O)Sigma-Aldrich339261-100MLUsado para abrir emissor de coluna capilar puxada
Iodoacetamida, BioUltraSigmaI1149-5GReagente redutor de proteína
MaxQuant softwaren/an/aSoftware livre usado para análise fosfoproteômica (https://www.maxquant.org/)
Agitador Multi-térmico com aquecimento e resfriamentode aquecimentoBenchmark ScientificH5000-HC
Oasis HLB 1 cc Vac Cartridge, 10 mg Sorvent por cartucho, 30 µ m, 100/pkWaters186000383Dessalinização de cartucho em larga escala para digestões trípticos (capacidade de carga aproximadamente até 1 mg cada)
Pontas de pipeta OMIX C18, 100 µ Ponta L, 10 - 100 μ L volume de eluição, 1 x 96 ponteirasAgilentA57003100Ponta de pipeta embalada em menor escala para dessalinização para eluições de enriquecimento
P-2000 Extrator de micropipetasSutter Instrument Co.P-2000/FPara puxar colunas nano-capilares para comprimidos
inibidores de fosfatase LC-MS PhosSTOPSigma4906845001
PierceThermo Fisher Scientific23225
Ensaio Quantitativo de Peptídeos Colorimétricos PierceThermo Fisher Scientific23275
PolySAX LP (12 μ m, tamanho do poro 300 Å)PolyLCBMSX1203Material para cromatografia de troca aniônica forte usado para enriquecimento de glicopeptídeos ERLIC/convencional
Fosfato de potássio monobásico (ACS cristalino/certificado)Fisher ScientificP285-500
Célula de injeção de pressão com placa de agitação magnética integradaNext AdvancePC77-MAGPara embalar colunas nanocapilares com fase estacionária até 2500 psi limite
Software Proteome DiscovererThermo Fisher Scientificn/aSoftware comercial para análise proteômica (com nós de software de pesquisa de banco de dados integrados) e visualização de dados (https://www.thermofisher.com/us/en/home/industrial/mass-spectrometry/liquid-chromatography-mass-spectrometry-lc-ms/lc-ms-software/multi-omics-data-analysis/proteome-discoverer-software.html)
Concentrador de vácuo SpeedVac SC110 Modelo SC110-120Savantn / aConcentrador de vácuo centrífugo para secagem de amostras (sob calor)
Solução SDS, Solução de Dodecil Sulfato de Sódio a 10%, Biologia Molecular / EletroforeseFisher ScientificBP2436200
Sequenciamento Grau TripsinaModificada PromegaV5111
Cloreto de Sódio (ACS Cristalino / Certificado)Fisher ScientificS271-500
TopTip, Vazio, 10-200 µ L, Pacote de 96Glygen CorporationTT2EMT.96Ponta de pipeta vazia com furo de tamanho micrométrico usada que pode ser usada para embalar materiais cromatográficos para enriquecimentos, empacotada com adaptadores de tubo
Tampão de bicarbonato de trietilamônio (TEAB, 1 M, pH 8.5 (volátil))Sigma90360-100ML
Ácido trifluoroacético, Grau de Reagente, 99%Fisher Scientific60-017-61
Base Tris (Cristais Brancos ou Pó Cristalino/Biologia Molecular)Fisher ScientificBP152-500
Tripsina/Lys-C Mix, Grau de Especificação de MassaPromegaV5071
Ureia (Certificado ACS)Fisher ScientificU15-500
Water, Optima LC/MS GradeFisher ScientificW64
Acetona da Acetonitrila da de Amônio A955-4 da Hidróxido de Amônio da Bloco Kit de Ensaio de Proteína BCA

Referências

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