여기에서 우리는 올리고머 형성이 가능한 고순도 아밀로이드 베타 42(Aβ42) 및 아밀로이드 베타 40(Aβ40) 펩타이드를 생성하는 맞춤형 HPLC 정제 프로토콜을 보고합니다. 아밀로이드 베타는 알츠하이머병과 관련된 응집이 잘 되는 소수성 펩타이드입니다. 펩타이드의 아밀로이드 생성 특성은 정제를 어렵게 만듭니다.
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방법 논문
여기에서 우리는 올리고머 형성이 가능한 고순도 아밀로이드 베타 42(Aβ42) 및 아밀로이드 베타 40(Aβ40) 펩타이드를 생성하는 맞춤형 HPLC 정제 프로토콜을 보고합니다. 아밀로이드 베타는 알츠하이머병과 관련된 응집이 잘 되는 소수성 펩타이드입니다. 펩타이드의 아밀로이드 생성 특성은 정제를 어렵게 만듭니다.
알츠하이머병과 관련된 아밀로이드 베타(Aβ)와 같은 아밀로이드성 펩타이드는 고순도 물질을 얻으려고 할 때 상당한 문제를 제시할 수 있습니다. 여기에서는 고순도 아밀로이드 베타 42(Aβ42) 및 아밀로이드 베타 40(Aβ40) 펩타이드를 생산하기 위한 맞춤형 HPLC 정제 프로토콜을 제시합니다. 우리는 상업적으로 이용 가능한 소수성 폴리(스티렌/디비닐벤젠) 고정상, 고분자 실험실 역상 - 높은 pH 조건에서 스티렌디비닐벤젠(PLRP-S)의 조합이 단일 크로마토그래피 실행에서 고순도(>95%) Aβ42를 달성할 수 있음을 발견했습니다. 정제는 재현성이 높으며 정제하고자 하는 물질의 양에 따라 반분취 및 분석 조건으로 수정할 수 있습니다. 이 프로토콜은 또한 Aβ40 펩타이드에 동일한 성공으로 적용할 수 있으며 방법을 변경할 필요가 없습니다.
알츠하이머 병은 신경 퇴행성 질환 효과 만 35 명 이상의 세계이다. 질병의 발병 및 발달에 크게 관여 1은 매우 응집하기 쉬운 소수성 펩타이드 베타 아밀로이드 (Aβ)이다. 이 Aβ가 그러나, 아밀로이드 베타 42 (Aβ42)는 단백질의 가장 독성 형태 42 아미노산 변이체 인 것으로 생각하고, 길이 36 내지 43 개의 아미노산의 범위이다. (3)이 용이 특히 신경 독성 엔티티 것으로 여겨진다 확산 성, 올리고머 성 종을 형성하는 Aβ42의 능력에 대부분 기인한다. 도 4는 Aβ 펩티드에 대한 이해를 증진하기 위하여, 일상적으로 고순도 재료를 얻는 것이 필수적이다. 미량 불순물의 존재는 크게 펩티드 응집 성향의 특성을 변화하는 것으로 나타났다. (5)
티raditionally 같은 소수성 Aβ 펩티드의 고속 액체 크로마토 그래피 (HPLC) 분리 C 사 또는 C 8 실리카 계 정지상과 이동상 산성의 조합을 사용하여 수행되었다. (6) 그러나, 이러한 조건은 펩티드의 정제에 도전을 제공 할 수있다. Aβ 펩티드의 낮은 등전점은 PI (약 5.5) (7)는 산성 조건 하에서, 펩티드의 응집이 증가되고, 그 결과 종종 분리하기 어려운 넓은 비 - 분해 HPLC 피크는 (도 2A)을 생산하는 것을 의미한다. 또한, 이러한 넓은 피크들은 펩티드의 응집 프로필 영향 및 일반적 극적 제조 펩타이드의 양에 영향을 미칠 수있는 정제의 후속 발사가 필요할 수 불순물을 함유한다.
폴리 (스티렌 / 디 비닐 벤젠) 정지상 PLRP-S는을 정제의 대안적인 수단을 나타낸다잉 소수성 펩타이드. 정지상 다른 단백질과 메신저 리보 핵산 (mRNA의) 다수의 정제에 사용되어왔다. 8, 9 PLRP-S 정지상은 역상 분리 추가적인 알킬 리간드를 필요로하지 않고,보다 중요한 펩티드 deaggregation 리드 높은 pH에서 화학적으로 안정하다. 7 여기서, 우리는 고순도 아밀로이드 베타 42 (Aβ42)과 아밀로이드 베타 40 (Aβ40) 펩타이드를 산출 맞춤형 HPLC 정화 프로토콜을보고합니다.
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1. Aβ40 또는 Aβ42 펩타이드의 제조용 HPLC 정제

아밀로이드 베타 펩타이드 정제에 사용된 HPLC 장비의 실험 설정. (A) 디가서와 214 nm 및 280 nm로 설정된 가변 파장 검출기를 장착한 사원계 HPLC 펌프; (B) 아밀로이드 베타 펩타이드 정제에 사용된 HPLC 컬럼들로, 왼쪽부터 25 x 300 mm2 제제용 컬럼, 7.5 x 300 mm2 반제제용 컬럼, 4.6 x 250 mm2 분석용 컬럼; (C) 분석용 HPLC에 사용되는 20 µL 스테인리스강 주입 루프를 갖춘 수동 인젝터; (D) 제제 및 반제제 정제에 사용되는 10 mL 스테인리스강 주입 루프를 갖춘 수동 인젝터. 이 그림의 확대 버전을 보시려면 여기를 클릭하십시오.
| 시간 / 분 | 버퍼 Aa의 비율 / % | 버퍼 Bb의 비율 / % | 유속d / mL min-1 |
| 0 | 80 | 20 | 6 |
| 45 | 75.5 | 24.5 | 6 |
| 45.01 | 80 | 20 | 6 |
| 52.01 | 80 | 20 | 6 |
| 52.02 | 73 | 27 | 6 |
| 85 | 73 | 27 | 6 |
| 92 | 5 | 95c | 6 |
표 1: 25 × 300 mm 폴리머 컬럼을 사용한 Aβ42 및 Aβ40 펩타이드 정제를 위한 시간표. a버퍼 A - 20 mM NH4OH가 포함된 H2O; b20 mM NH4OH가 포함된 80% MeCN / 20% H2O; c다음 시료 주입 전에 컬럼을 세척하기 위해 15분 동안 수행; dHPLC 장비에서 6 mL/min의 유속을 유지하기 위해 압력 한도를 200 bar로 낮추어야 한다.
2. 정제된 Aβ 단백질의 분석적 HPLC 분석
| 시간 / 분 | 버퍼 Aa의 비율 / % | 버퍼 Bb의 비율 / % | 유속 / mL min-1 |
| 0 | 95 | 5 | 1 |
| 30 | 50 | 50 | 1 |
표 2: Aβ 펩타이드의 HPLC 순도 분석을 위한 시간표.a버퍼 A - 20 mM NH4OH이 포함된 H2O; b20 mM NH4OH이 포함된 80% MeCN / 20% H2O.

그림 2: A의 대표적인 HPLC 크로마토그램β42. (A) 전통적인 C4 실리카 정제, 조건: 버퍼 A: H2O에 0.1% 트리플루오로아세트산(TFA), 버퍼 B: 0.1% TFA가 포함된 아세토니트릴(MeCN), 그래디언트: 40분 동안 버퍼 B를 20%에서 27%까지 증가시킨 후 등농도로 27% 버퍼 B 유지; (B) 25 x 300 mm 컬럼을 이용한 제조적 정제2 폴리머 컬럼, 조건: 버퍼 A: H220 mM NH와 함께 O4OH, 버퍼 B: 80% MeCN / 20% H220 mM NH와 함께 O4OH, 구배: 70분 동안 버퍼 B를 20%에서 27%까지 구배하여 세척한 후, 등농도로 27% 버퍼 B 유지; (C) 25 x 300 mm 컬럼을 이용한 최적화된 제조적 정제2 폴리머 컬럼, 조건은 프로토콜 설명 문단의 1.3 소항에 있는 표 1에 기술되어 있음; (D) 4.6 x 250 mm을 사용한 분석용 HPLC2 폴리머 컬럼, 조건: 버퍼 A: H220 mM NH와 함께 O4OH, 버퍼 B: 80% MeCN / 20% H220 mM NH와 함께 O4OH, 30분 동안 버퍼 B를 5%에서 50%까지 기울기로 적용. A, B 및 C 부분에 대해 A에 해당하는 피크β42는 별표로 표시되어 있다. 표시된 A의 수집β부분 C의 42번 피크는 순도를 나타냅니다 >95%로, D 부분에 표시되어 있다. A의 정체를 확인하기 위해 질량분석법을 사용하였다.β42 피크 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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PLRP-S 고정상과 고 pH 이동상의 조합을 사용하여 Aβ42 펩타이드를 정제하면, 72분에서 74분 사이의 머무름 시간에서 Aβ 펩타이드에 대한 날카롭고 분리된 피크가 형성됩니다(그림 2C). 수집된 용출액의 직접 주입 질량 분석법을 통해 피크의 동일성을 확인합니다. 용출액은 용액 상태로 -20 °C에서 최대 12시간 동안 보관할 수 있습니다. 보관 기간이 길어지면 단백질의 산화가 발생할 수 있습니다. 정제된 펩타이드를 분리하기 위해, 용출액을 액체 질소로 급속 냉동시킨 후 동결 건조합니다. 정제된 펩타이드의 분석용 HPLC 결과 >95%의 순도가 나타납니다(그림 2D). 동일한 절차를 방법의 수정 없이 Aβ40 펩타이드 정제에도 사용할 수 있습니다(그림 3A). 분석용 HPLC 결과 Aβ40의 순도는 95% 이상인 것으로 나타납니다(그림 3B
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Aβ 펩타이드의 HPLC 정제는 정제에 사용되는 고정상과 펩타이드를 용리하기 위해 선택된 이동상의 선택에 크게 의존합니다. 펩타이드의 낮은 등전점과 높은 응집 성향은 소수성 단백질(산성 이동 용리액과 결합된 C4 또는 C8 고정상)의 분리를 위한 전통적인 크로마토그래피 조건을 어렵게 만들며, Aβ 펩타이드는 장기간 넓고 분해되지 않은 피크로 용출됩니다(그림 2A).
이 문제를 피하기 위해 높은 pH에서 화학적으로 안정적인 PLRP-S 고정상이 Aβ 펩타이드의 정제에 효과적인 것으로 밝혀졌습니다(그림 2B 및 2C). 높은 pH 이동상을 사용하면 응집 정도가 최소화되었으며, 최적화하면 날카롭고 잘 분해된 피크가 생성되었습니다. 최적화된 프로토콜에서 버퍼 B의 백분율은 52분 시점에서 20%에서 27%로 빠르게 전환되었고 그 결과 잘 정의된 Aβ 피크가 생성되었습니다(그림 2C<...
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저자는 공개할 것이 없습니다.
저자는 기술적 지원에 대해 애질런트에 감사의 뜻을 전합니다. Kate Markham과 Rafael Palomino는 Aβ 펩타이드의 합성 및 정제에 초기에 도움을 준 공로를 인정받았으며, Hsiau-Wei Lee 박사는 원고의 그림 1을 준비하는 데 도움을 준 것에 대해 감사를 표했습니다.
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| 애질런트 1260 인피니티 II 이중 가변 파장 검출기 | 애질런트 | G7114A | http://www.agilent.com/en-us/products/liquid-chromatography/lc-detectors/1260-infinity-ii-variable-wavelength-detector |
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| http://www.agilent.com/en-us/products/liquid-chromatography/lc-columns/biomolecule-separations/plrp-s-for-biomolecules#features Aβ 42 또는 Aβ 40 펩타이드 | : CEM liberty 자동 펩타이드 합성기를 사용하여 사내에서 합성. | ||
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