$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Это исследование было рассмотрено и одобрено институциональными наблюдательными советами и комитетом по этике Индийского технологического института Бомбея (IITB-IEC/2016/026). Пациенты/участники предоставили свое письменное согласие на участие в этом исследовании.
1. Препарат тканевого лисата
ПРИМЕЧАНИЕ: Выполните все следующие шаги на льду, чтобы сохранить протеазы неактивными. Убедитесь, что скальпели и любые используемые трубки стерильны, чтобы избежать перекрестного загрязнения.
- Возьмите ~ 30 мг ткани в бисяющей трубке, добавьте 200 мкл 1x фосфатного буферного физиологического раствора (PBS) и вихрь его.
ПРИМЕЧАНИЕ: В этом исследовании для приготовления лизата были взяты свежезамороженные ткани опухоли головного мозга человека. Протокол может быть использован для любой свежезамороженных тканей с некоторыми изменениями в зависимости от типа тканей (мягкие или твердые ткани) и клеточной сложности тканей.
- После этого раскрутите трубку, чтобы оседать ткань и аккуратно удалите PBS с помощью пипетки. Выполните еще одну промывку PBS, если в ткани все еще остались следы крови.
- Добавьте 300 мкл буфера лизиса мочевины (8 М мочевины, 50 мМ Tris pH 8,0, 75 мМ NaCl, 1 мМ MgCl2)и коктейль ингибитора протеазы (PIC) в соответствии с протоколом производителя.
ПРИМЕЧАНИЕ: Объем буфера лизиса должен быть достаточным для измельчения ткани во время процесса обработки ультразвуком и приостановки того, что извлекается. Слишком малый буфер лизиса может привести к неэффективному лизису тканей, в то время как слишком большой буфер лизиса будет разбавлять лизат белка.
- Поместите трубку на лед и обжаряйте ткань ультразвуком на амплитуде 40% в течение 2,5 мин с импульсными циклами 5 с (ON/OFF соответственно).
- Добавьте шарики циркония в пробирки и гомогенизируйте ткань с помощью бисерной колотушек в течение 90 с с 5-минутной инкубацией на льду. Повторите этот шаг дважды.
- Как только ткань будет адекватно гомогенизирована, инкубируют трубку на льду в течение 10 минут.
- После инкубации центрифугируют образец при 6,018 х г в течение 15 мин при 4°С, чтобы отделить клеточный мусор от супернатанта.
- Соберите супернатант в свежую маркированную тубу и храните при -80 °C в виде аликвот до дальнейшего использования.
2. Количественная оценка белка и проверка качества тканевых лизатов
- Количественно оценить концентрацию белка в тканевом лизате с помощью реагента Брэдфорда, как описано в дополнительном файле 1.
- После количественной оценки белка запустите 10 мкг тканевого лизата на 12% геля SDS-PAGE, чтобы проверить качество лизата.
ПРИМЕЧАНИЕ: Дальнейшая переработка должна осуществляться только для лизатов, прощающих проверку качества.
3. Ферментативное переваривание белков
ПРИМЕЧАНИЕ: Этапы ферментативного пищеварения показаны на рисунке 1а.
- Для пищеварения возьмите 50 мкг белков и добавьте ddH2O, чтобы восполнить объем до 20 мкл.
- Теперь приготовьте 20 мМ трис (2-карбоксиэтил)фосфина (TCEP) из запаса (0,5 М TCEP), добавив 0,8 мкл из запаса в белковый лизат для уменьшения дисульфидных связей в белках и инкубировать образец при 37 °C в течение 60 мин.
- Готовят 40 мМ йодоацетамида (ИАА) в ddH2O и добавляют 1,6 мкл к алкилату восстановленных остатков цистеина. Инкубировать в темноте в течение 10 мин при комнатной температуре.
- Добавьте буфер разбавления, содержащий 25 мМ Tris pH 8,0 и 1 мМCaCl2 в соотношении 1:8, чтобы разбавить концентрацию мочевины до менее 1 М в образце. На этом этапе проверьте pH.
ПРИМЕЧАНИЕ: При использовании трипсина в качестве фермента пищеварения убедитесь, что концентрация мочевины составляет менее 1 М.
- Для выполнения пищеварения добавляют трипсин в соотношении фермент/субстрат 1:50. Инкубировать пробирки при 37 °C в встряхивающих сухих ваннах в течение 16 ч для ночного пищеварения.
ПРИМЕЧАНИЕ: Фермент трипсина является высокореактивной протеазой, которая склонна к самоперевариванию. Проявите особую осторожность и быстро направьйте трипсина по льду.
- После 16 ч инкубации высушите переваренные пептиды в вакуумном концентраторе.
4. Обессоливание переваренные пептиды
ПРИМЕЧАНИЕ: Для выполнения обессоливания пептидов используйте наконечники стадии C18.
- Активируйте наконечник стадии C18, добавив 50 мкл метанола. Центрифугировать наконечник при 1000 х г в течение 2 мин при РТ. Выбросьте фильтрат, собранный на дне трубки. Повторите дважды.
- Добавьте 50 мкл ацетонитрила в 0,1% муравьиной кислоты, чтобы промыть кончик стадии. Центрифугировать трубку при 1000 х г в течение 2 мин при РТ. Выбросьте фильтрат, собранный в нижней части трубки. Повторите этот шаг дважды.
- Добавьте 50 мкл 0,1% (v/v) FA, чтобы уравновешивать столбец. Опять же, выполните центрифугирование при 1000 х г в течение 2 мин при РТ и выбросьте фильтрат.
- Восстановить высушенные переваренные пептиды в 50 мкл 0,1% муравьиной кислоты.
ПРИМЕЧАНИЕ: Избегайте образования пузырьков воздуха внутри кончиков ступени при прохождении образца. Наконечники стадии не должны быть полностью высушены на этапе центрифугирования, так как сушка может привести к потере пептида.
- Добавьте восстановленные пептиды в кончик активированной стадии и пропустите образец через наконечник ступени путем центрифугирования при 1000 х г в течение 2 мин. Повторите этот шаг не менее четырех раз. Хранить проточную обработку при 4 °C.
- Для промывки образца добавляют 50 мкл 0,1% (v/v) муравьиной кислоты. Повторите этап центрифугирования и выбросьте фильтрат.
- Для элюирования пептидов добавляют 50 мкл 40% (v/v) ACN в 0,1% муравьиной кислоты (v/v) и пропускают его через кончик стадии путем центрифугирования. Соберите фильтрат в свежую пробирку. Повторите этап с 50% и 60% ACN в 0,1% муравьиной кислоты и соберите фильтрат в ту же свежую пробирку.
- Высушите обессоленные пептиды, собранные в свежей трубке, с помощью вакуумного концентратора.
ПРИМЕЧАНИЕ: Высушенные обессоленные пептиды готовы к инъекции или могут храниться при -20 °C в течение 6 месяцев. Для длительного хранения (>6 месяцев) хранить пептиды при -80 °C.
5. Количественная оценка обессоливания пептидов
- Восстановить высушенные обессоленные пептиды в 0,1% FA.
- Протрите фотометрическую измерительную пластину безворсовой тканью, используя 70% этанола.
- Используйте 2 мкл 0,1% FA для установки заготовки.
- Добавьте 2 мкл восстановленных образцов на пластину в репликах.
- Поместите пластину в спектрофотометр и измерьте поглощение при 205 нм и 280 нм.
- Рассчитайте молярную абсорбцию (ε) по следующей формуле:
ε = 27 / [1 - 3,85 * A280 / A205]
ПРИМЕЧАНИЕ: Моляровая поглощающая способность (ε) является мерой вероятности электронного перехода или того, насколько хорошо вид поглощает конкретную длину волны излучения, которое на него падает. Значение ε должно быть в пределах от 31 мл мг-1см-1 до 33 мл мг-1см-1. Если значение не попадает в диапазон, это указывает на то, что образцы неправильно усваиваются.
- Рассчитать концентрацию пептида в мкг/мкл по следующей формуле:
Концентрация пептида = Чистый OD (205) / 0,051 * ε
6. Количественное обозначение перевариваемых пептидов без меток (LFQ)
ПРИМЕЧАНИЕ: Для количественного определения без меток используйте параметры LC и MS, упомянутые в дополнительном файле 2. Данные о высоком покрытии были получены, когда в масс-спектрометре были запущены три биологические реплики одного и того же типа образца.
- Настройка жидкостной хроматографии
- После количественной оценки обессоленных пептидов берут 2 мкг пептидов во флаконе и составляют объем до 10 мкл с использованием 0,1% FA. Концентрация обессоленных пептидов составит 200 нг/мкл.
- Откройте автопроборник жидкостной хроматографической системы (см. Таблицу материалов)и поместите флакон внутрь автосамплера.
- Используйте 0,1% (v/v) FA для уравновешителя предварительного столбца и аналитического столбца.
- Возьмите 1 мкг обессоленного перевареного пептида из флакона и загрузите его на колонку.
- Установите градиент LC в соответствии со сложностью образца. В этом эксперименте градиент LC использовался в течение 120 мин для количественного определения образцов тканей без маркировки.
- Установка MS: Прежде чем оптимизировать любые протеомные анализы, выполните проверку качества прибора путем мониторинга некоторых пептидов бычих сывороточных альбуминов (BSA) с использованием любого программного обеспечения для пригодности системы и анализа покрытия BSA(рисунок 2A,B). Параметры сбора были установлены в приборе с помощью программного обеспечения для сбора данных MS (см. Таблицу материалов).
- Откройте программное обеспечение, дважды щелкните на Instrument Set Up и выберите шаблон из пептидов-ID с параметрами по умолчанию.
- Задайте параметры MS с помощью дополнительного файла 2 и сохраните его как новый метод.
- Теперь откройте программное обеспечение, чтобы заполнить детали образца; Дважды щелкните параметр Настройка последовательностии введите такие сведения, как тип образца, имя образца, место сохранения файла, файл метода инструмента, объем внедрения и положение образца.
- Как только вся информация будет заполнена, выделите строку и запустите Выполнить.
7. Количественное обозначение перевариваемых пептидов на основе этикеток (iTRAQ)
ПРИМЕЧАНИЕ: Количественная оценка на основе этикеток может быть выполнена с использованием различных изобарических этикеток, таких как реагенты iTRAQ или TMT и т.д. Здесь iTRAQ 4-plex использовался для маркировки перевариваемых пептидов из трех образцов тканей. Процедура маркировки iTRAQ 4-plex описана ниже.
- Маркировка перевариваемых пептидов с использованием реагентов iTRAQ.
ПРИМЕЧАНИЕ: В этом эксперименте используются пептиды из трех образцов тканей. Из каждого образца ткани берется 80 мкг переваренные пептиды в четырех пробирках для маркировки реагентами iTRAQ (114, 115, 116 и 117) (подробные экспериментальные параметры см. в Дополнительном файле 3).
- Перед использованием реагента iTRAQ доведите каждый флакон реагента до комнатной температуры (примерно 5 мин). Дайте короткое вращение примерно 30 с, чтобы привести раствор на дно каждого флакона.
ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь, что в каждом флаконе должно присутствовать 10-15 мкл раствора.
- Для маркировки iTRAQ повторно воссоздайте высушенные пептиды в 20 мкл буфера растворения, предусмотренного в наборе для маркировки iTRAQ.
- Восстанавливают этикетки, добавляя 70 мкл этанола из флакона, предусмотренного в наборе, и смешивают раствор в течение 30 с и вращают его в течение 10 с.
ПРИМЕЧАНИЕ: Желательно, чтобы все этапы были выполнены в соответствии с инструкциями производителя.
- Добавьте однородно смешанные этикетки iTRAQ (114, 115, 116 и 117) к соответствующим пробиркам, содержащим образцы пептидов, и позвольте реакции маркировки провести.
- Смешайте компоненты каждой трубки, вихря трубку в течение 30 с, а затем вращайте трубку в течение 10 с, чтобы вернуть смесь на дно трубки.
ПРИМЕЧАНИЕ: Проверьте pH раствора с помощью pH-бумаги. pH должен быть больше 8; если нет, добавьте до 10 мкл буфера растворения для регулировки pH.
- Инкубировать каждую трубку при комнатной температуре в течение 90 мин. В конце реакции закалите любую избыточную несвязанный этикетку в трубке, добавив воду класса MS.
- Инкубировать пробирки при комнатной температуре в течение 30 мин до 1 ч.
- Как только инкубация закончится, переложите все меченое содержимое в одну трубку и высушите меченые пептиды в вакуумном концентраторе.
ПРИМЕЧАНИЕ: Аналогичная процедура маркировки может быть выполнена для маркировки TMT.
- Настройка жидкостной хроматографии
- Воссоздайте образцы в 0,1% муравьиной кислоты, откройте автосэмплер нано LC и поместите образцы внутрь автосамплера. Используйте параметры, указанные в дополнительном файле 2 для установки LC.
- Установите градиент LC в соответствии со сложностью образца. Градиент LC 180 мин был использован в этом эксперименте для количественного определения на основе этикеток (iTRAQ) образцов тканей.
ПРИМЕЧАНИЕ: Для менее сложных образцов короткий градиент может эффективно разделять большинство пептидов. Однако, если образец очень сложный, используйте более длинный градиент для лучшего разделения пептидов.
- Настройка MS для техники iTRAQ
- Настройте все параметры MS для количественного определения на основе меток так же, как это используется для количественного определения без меток, за исключением энергии столкновения, которая была установлена на 35% для фрагментации MS / MS в количественном выражении на основе меток.
8. Анализ данных
- Анализ исходных (MS/MS spectrum) файлов, полученных с помощью LC-масс-спектрометра, с помощью коммерчески доступного аналитического программного обеспечения (см. Таблицу материалов).
ПРИМЕЧАНИЕ: База данных Human Reference Proteome от Uniprot (UP000005640), содержащая 71 785 последовательностей белков, использовалась для получения идентификаторов белков с помощью поисковых систем Sequest HT и Mascot (v2.6.0). Параметры для количественного определения без меток и квитования на основе меток описаны в дополнительном файле 4.