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Chemistry

土壤样品多涨价可能分析的 MPLEx 协议

doi: 10.3791/57343 Published: May 30, 2018
* These authors contributed equally

Summary

提出了一种从单个土壤样品中同时提取代谢物、蛋白质和脂质的协议, 允许缩短样品准备时间, 并对数量有限的样品进行多涨价可能质谱分析。

Abstract

以质谱 (MS) 为基础的综合 metaproteomic、metabolomic 和 lipidomic (多涨价可能) 研究正在改变我们对环境和生物系统中微生物群落的理解和表征能力。这些测量甚至能够增强对复杂土壤微生物群落的分析, 这是迄今为止已知的最复杂的微生物系统。然而, 多涨价可能分析确实有样本准备挑战, 因为每个涨价可能研究通常需要分离提取, 从而大大放大所需的准备时间和样本量。为了解决这一局限性, 通过调整溶剂基方法, 建立了从同一土壤样品中同时提取代谢物、蛋白质和脂质 (MPLEx) 的 3-1 方法。这种 MPLEx 协议已被证明是简单和健壮的许多样本类型, 即使是用于有限数量的复杂土壤样品。MPLEx 方法还大大启用了快速的多涨价可能测量, 以更好地了解每个微生物群落的成员, 同时评估发生在生物和环境扰动上的变化。

Introduction

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评价土壤微生物群落对了解碳循环和气候变化具有重要意义。然而, 最近的研究突出了一些困难, 例如在不同土壤类型的微生物群中缺乏有序的基因组, 以及检测到的许多蛋白质的未知功能。这些挑战的结果是由于土壤是迄今为止已知的最复杂的微生物群落1,2,3。多涨价可能分析结合了宏基因组、metatranscriptomic、metaproteomic、metabolomic 和 lipidomic 研究的结果, 最近在许多土壤研究中得到了实施, 以更好地了解目前的微生物, 而获取有关由于环境扰动而发生的分子变化的全面信息1,4,5。多涨价可能研究的一个挑战是, 以质谱 (MS) 为基础的 metaproteomic、metabolomic 和 lipidomic 测量通常要求每个涨价可能的特定提取过程为 MS兼容6, 7,8,9. 当只有有限数量的样本可用时, 这些精确的程序使得它们的实施极其困难或不可能实现。这些挑战促使我们研究一种同时代谢物、蛋白质和脂质提取 (MPLEx) 方法, 能够使用体积较小的样本量或质量, 提高准确度, 并为所有三种分析提供更快的样品准备。10. 迄今为止, 没有任何替代土壤提取程序可以实现所有这些目标。

为了实现对单个土壤样品的全局多涨价可能分析, 采用了基于氯仿、甲醇和水分离的有机溶剂萃取协议 10.此方法最初是为总脂提取而开发的9,11和最近被修正了为同时提取代谢物, 蛋白质和油脂从一个样品12,13 ,14,15,16,17,18,19,20,21,22, 23,24,25,26,27,28,29,30, 启用较少的样本数量和实验性变异性10。在 MPLEx 协议中, 氯仿不与水混溶, 这为将样品组分三相化学分离为不同组分提供了依据。因此, 顶水相包含亲水性代谢物, 其次是蛋白质盘, 然后是底部氯仿阶段的脂质层 (图 1)。当 MPLEx 适用于大多数土壤时, 微粒碎片堆积在取样管的底部, 并且在收集所有层后可以被丢弃。然而, 每个土壤类型可以不同, 在高度有机土壤例如泥煤, 土壤残骸停留在中间层数并且不下落到取样管的底部。MPLEx 提供了几个优势, 当隔离多个分子类型从相同的样本, 如 1) 较小的样本量可用于多涨价可能分析, 2) 多涨价可能提取从相同的样本减少总体实验变异性, 并3) 可以更快地为更高吞吐量研究10编写更多的样本。这些好处对提供更好的测量能力以评估土壤样品及其复杂的微生物群落是至关重要的。

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Protocol

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注: 非常潮湿的土壤可以在萃取前冻干, 而不损害萃取效果。湿土壤也可以使用, 但应考虑当添加试剂在特定比率。

注: 建议使用20克的干土重量每萃取, 这必须在两个50毫升管 (最大10克土壤每50毫升管)。抽取可以根据可用样品向上或向下缩放。

注: 干燥土壤样品可以通过3毫米筛筛, 以融汇和去除小的根和岩石。不要筛过潮湿的土壤样品, 因为样品会被卡在屏幕上。

1. 土壤细胞裂解和提取代谢物、蛋白质和脂类 (定时 ~ 1 d)

  1. 每20克土壤样品, 重10克入二个单独50毫升管子是甲醇或氯仿兼容。要非常小心的管选择, 因为氯仿将浸出大多数塑料, 污染的样品。尽可能使用玻璃或用聚丙烯或聚四氟乙烯 (PTFE) 制成的塑料管。
    注意: 在初始称重和均匀化步骤中, 保持土壤在冰上, 尽可能的冷却。
  2. 将10毫升氯仿冲洗过的不锈钢和石榴石珠加入每管。在冰上, 添加4毫升的冷超纯水 (见材料表用于净化系统) 到每个管 (一个样本分裂两个管) 和转移的样品在一个冰桶到通风罩。
  3. 使用25毫升玻璃血清学吸管, 快速添加20毫升冰冷2:1 氯仿: 甲醇 (v/v)。
    注意: 氯仿: 甲醇有严重的潜在的健康影响: 皮肤刺激, 可能的化学烧伤和对呼吸系统的刺激。它可能会影响肾脏, 肝脏和心脏。佩戴合适的防护眼镜、衣物和手套, 并始终在通风罩中工作。
  4. 拧紧盖子和漩涡入解答。2:1 choloroform: 甲醇有助于分解原核生物细胞壁, 也钝化酶活性。
  5. 如果可能的话, 将管子连接到50毫升管涡流附件和水平涡10分钟, 在冰箱内4摄氏度。然后, 把样品放在一个-80 摄氏度的冰箱里, 15 分钟, 以便完全冷却下来。
  6. 使用探测器 sonicator 在通风罩内, 油脂实验每个样品与6毫米 (1/4) 探针在振幅60% 三十年代每个在冰上。
    注意: 建议在 sonicating 时使用声音减弱的外壳和耳保护。电源和高频电缆均存在高压。用主动探针避免接触样品容器的底部或两侧;它可能会开裂或熔化的塑料。
  7. 把样品放在-80 摄氏度的冰箱里15分钟, 因为 sonicating 可以产生大量的热量。
  8. 重复步骤 1.5-1.7。
    注: 确保样品在溶解过程中保持冷。
  9. 离心样品在 4000 x g 为5分钟, 4 °c。此时, 样品将被分离到上部代谢物层, 蛋白质夹层, 和低脂层 (和剩余的碎片颗粒)。请参见图 1
  10. 把样品放在冰桶里的冰上, 然后用10毫升的玻璃血清吸管把上面的代谢物层从两个50毫升的管子中移到一个大玻璃瓶中。
    注意: 避免将任何蛋白质层吸入吸管;如果需要, 留下一小层代谢物。
  11. 稍微倾斜50毫升管释放蛋白质夹层, 使其自由漂浮后, 低脂层。使用干净的不锈钢平头实验室铲, 仔细舀两个蛋白质夹层, 并把它们放在一起成一个新的50毫升管。
  12. 使用25毫升玻璃血清学吸管, 将较低的脂质层移到一个大玻璃瓶中。
    注意: 尽量避免有抱负的土壤颗粒;然而, 一些土壤碎片和粒子渴望随着油脂将被删除在以后的时间。
  13. 将透气膜置于代谢物和脂质玻璃瓶的顶端, 干燥在真空浓缩器中直到干燥 (脂质〜 4-5 小时, 代谢物过夜)。
  14. 对蛋白质样品管和剩余的碎片颗粒管, 加入20毫升冰冷甲醇到每个和漩涡。这是对碎片丸, 以漂洗氯仿之前, 试图溶解任何可能的剩余蛋白质出碎片之前, 折腾它。
  15. 离心机的碎片颗粒和蛋白质夹层在 4000 x g 为5分钟, 4 摄氏度, 然后醒酒甲醇成一个危险的废物容器内的通风罩。
  16. 冷冻的蛋白质和碎片颗粒在液氮和干燥的冻干机 (与收集器温度可以-105 °c 由于甲醇有一个非常低的冰点-98 °c) 2 小时。
    注: 不要过度干燥的颗粒, 因为他们将更难溶解。
  17. 添加10毫升蛋白质增溶缓冲液 (4% SDS, 100mM dithiothreitol) 在50mM 三缓冲器, pH 8.0; 请参阅辅助试剂设置) 到蛋白质夹层管和20毫升的每个碎片颗粒。
    注意: SDS 导致急性毒性, 是易燃的。它是皮肤, 眼睛和呼吸道刺激性。戴上手套和安全眼镜。
  18. 在通风罩中, 探针油脂实验20% 振幅的样品在三十年代将其带入溶液中。涡流为2分钟。
  19. 将蛋白质夹层样品放入实验室管转子中30分钟, 在 300 rpm, 50 摄氏度, 溶解蛋白质。
  20. 水平涡旋的碎片样本额外的10分钟, 以溶解任何剩余的完整细胞, 然后旋转与蛋白质夹层样本的其余20分钟。
  21. 离心机所有的样品在 4500 x g 10 分钟, 室温 (RT), 并收集上清从每个管每一个样本成两个50毫升管。
  22. 将10毫升的增溶缓冲液添加到蛋白质夹层颗粒中, 然后油脂实验和涡旋回到溶液中, 并与前离心机一样。
  23. 将上清液与两个50毫升管均匀地结合在一起, 离心机在 8000 x g 的10分钟, 4 °c, 在一个固定的角度斗转子。
    注: 最终离心是清除过量污染腐植酸物质的必要条件。
  24. 醒酒的上清液成两个50毫升管, 使每一个有30毫升。然后, 使用10毫升玻璃血清吸管, 添加7.5 毫升的 TCA (乙酸酸) 每管。漩涡变成溶液。这使 20% TCA 在每30毫升样品 (相应地调整),
    注意: TCA 是刻薄的, 有毒的, 可能导致皮肤灼伤。戴上手套和安全眼镜。
  25. 把样品放在-20 摄氏度的冰箱里, 2 小时到一夜之间。
    注意: 蛋白质通常会在1小时内沉淀, 但可以隔夜 (最多18小时)。
    注: 由于可能的酸水解蛋白质, 不要让 TCA 萃取超过18小时。如果样品结冰, 在冰上解冻;不要让样品预热过去解冻。
  26. 为了将沉淀的蛋白质颗粒, 离心样品在 4500 x g 为10分钟, 4 °c 并且醒酒上清入废物。
  27. 加入10毫升100% 冰冷丙酮到每个蛋白质颗粒, 漩涡和结合像小球成一管。
  28. 离心管包含组合颗粒 (使用平衡), 然后醒酒上清成废物。
    注意: 丙酮可能引起呼吸道和皮肤和眼睛刺激, 是易燃液体和蒸气。戴安全眼镜手套和实验室大衣, 在通风罩工作。
  29. 使用1.5mL 丙酮清洗颗粒两次, 最后转到2毫升管, 最终旋转 1万 x 克5分钟。
  30. 醒酒上清入废料, 并允许颗粒干倒在一个纸擦在一个通风罩20分钟或在氮气流, 直到颗粒轻微开始开裂。
  31. 添加 100-200 µL 的蛋白质增溶缓冲, 取决于颗粒的大小。
    注: 尽量降低添加到样品中的增溶缓冲容积。后续的过滤辅助样品准备 (FASP) 只能使用多达 50 ul 的可溶性样品每列;任何其他必须被拆分成多个 FASP 列。
  32. 油脂实验和涡旋颗粒进入溶液。请注意, 样品可能是粘性的, 由于腐植物质沉淀随着蛋白质, 这将被删除与随后的离心。
  33. 摇动样品在孵化器/振动筛为30分钟在 300 rpm, 40 °c, 溶解蛋白质入溶液和进行蛋白质消化。
  34. 把样品冷冻在液氮中, 贮存在-80 摄氏度的冷藏库中, 直到准备好蛋白质消化。

2. 脂质准备 (定时 ~ 20 分钟)

  1. 一旦脂质样品干燥, 添加 200 ul 2:1 氯仿: 甲醇到瓶子, 涡流成溶液, 并转移到1.5 毫升聚丙烯管, 增加一个额外的 200 ul 的玻璃瓶, 漩涡和吸管的剩余脂质和转移到管。
  2. 将样品中的碎屑离心出 1.2万 x 克, 5 分钟4摄氏度。
  3. 将上清液转移到玻璃脂瓶中, 储存在-20 摄氏度, 直到 lc-ms/毫秒分析 (在补充方法中的 lc ms/毫秒的其他详细信息)。
  4. 如果样品在制备后不能立即进行分析, 脂质需要贮存在-20 摄氏度的溶剂中, 以防止氧化和降解。

3. 代谢物的制备和衍生 (定时 ~ 5 h)

  1. 在提取后的第二天, 从速度 Vac 中取出代谢物样本, 并在-20 °c 处干燥, 直到准备好衍生和分析 GC。如果没有在 GC 上运行代谢产物, 则使用该仪器的适当协议准备它们。
  2. 在 derivatizing 代谢物进行分析之前, 立即将其从大玻璃瓶中加入 200 ul 的甲醇, 涡流, 加入1.5 毫升聚丙烯管。重复一次。
  3. 离心管在 1.2万 x g 10 分钟, 4 摄氏度。将上清液转移到较小的玻璃瓶中, 在顶部添加透气膜, 并在速度 Vac 中完全干燥。
  4. Derivatize 的代谢产物通过添加20µL 的 methoxyamine 溶液的样品瓶和漩涡三十年代在 vortexer 以中等速度。
    注意: 盐酸 Methoxyamine 引起严重烧伤, 眼睛严重受损, 可引起皮肤接触致敏。佩戴安全眼镜, 手套和实验室大衣, 并在通风罩工作。
  5. 使用浴 sonicator, 以确保样品完全溶解。
  6. 孵化的样品在一个孵化器与凝结预防盖子保持在37°c 1 小时30分钟, 1000 rpm 晃动。
  7. 将瓶子反转一次, 将样品与瓶盖表面的凝结水滴混合。在 1000 x g 处旋转样品1分钟, RT。
  8. 用 1% trimethylchlorosilane 的 n-甲基 n-(三甲基硅) trifluoroacetamide 添加80µL (使用注射器) 进行硅烷化。漩涡10s。
    注意: MSTFA + 1% 差旅管理公司可引起皮肤腐蚀, 严重的眼部损伤, 以及特定靶器官的毒性, 是易燃液体和水蒸气。佩戴安全眼镜, 手套和实验室大衣, 并在通风罩工作。
  9. 孵化的样品在孵化器与凝结预防盖子保持在37°c 30 分钟, 1000 rpm 晃动。
  10. 将瓶子反转一次, 将样品与瓶盖表面的凝结水滴混合。
  11. 将样品向下旋转5分钟, 在 2000 x g, RT。
  12. 将反应溶液转化为适合于 GC-MS 分析的小瓶。

4. 蛋白质消化 (定时 ~ 1 d)

  1. 离心样品在 1.5万 x g 5 分钟, RT, 颗粒的任何碎片。
  2. 使用 FASP 套件 (参见材料表) 执行筛选器辅助样例准备 (FASP), 按照修改后的制造商说明31,32:
    1. 将8米尿素缓冲器的 400 ul 添加到 FASP 柱 (500 ul 30K 截留分子量旋转过滤器) 中。
    2. 一旦样品完成离心, 去除上清液 (丢弃颗粒), 并增加 50 ul 的样品到 400 ul 8 米尿素在专栏。
      注: 每列最多可添加50个 ul 样本。如果有超过 50 ul 的样品, 使用多列, 并结合在消化后的肽。最好把这个音量保持在尽可能低的 (30 µL 是理想的), 以确保 FASP 柱将删除所有的 SDS, 这可能会极大地干扰质量规范分析。
    3. 将该列放入所含的1.5 毫升管中, 并将该样品离心在 1.4万 x g 处, 用于30分钟, RT。
    4. 去除流动入废物并且再增加 400 ul 8 M 尿素对专栏和离心机。
    5. 重复上一步一次, 总共3尿素漂洗。
      注: 确保样品在柱上接近干燥, 如果每次旋转后在过滤器上残留30µL, 则继续离心。
    6. 添加 400 ul 50 毫米 NH4HCO3和离心机在 1.4万 x g 为20分钟, 丢弃废物, 并重复一次。
    7. 把柱子转移到干净的1.5 毫升离心管上。
    8. 将胰蛋白酶消化缓冲剂的 75 ul 添加到柱上, 并在37摄氏度内孵育3小时, 用冷凝预防盖子在 750 rpm 处孵化。
    9. 将40µL 50 毫米 NH4HCO3添加到列中。
    10. 离心样品在 1.4万 x g 15 分钟收集的多肽进入管, 同时保持高分子量污染物在柱顶部。
    11. 添加 40 ul 50mM NH4HCO3到列和离心机。
  3. 丢弃该柱, 将试管中的多肽干燥至30µL, 并测定二辛可宁酸蛋白检测试剂盒; 请参阅材料表) 肽。
  4. (可选) 如果怀疑 SDS 污染 (可见气泡)33, 则执行清理步骤。如果选择此选项, 则必须事后进行固相提取。有关此清理方法的详细信息可在辅助方法中使用。
  5. 稀释样品进行 MS 分析或选择进行 HPLC 分馏 (下两步).
  6. 分级, 稀释样品到400µL 的体积与10毫米甲酸铵缓冲 (pH 10.0)。
  7. 在 C18 列上解析 (参见材料表), 方法是使用具有移动相的高效液相色谱系统 (A) 10 毫米甲酸铵, ph 10.0 和 (B) 10 毫米甲酸铵, ph 值 10.0/乙腈 (10:90)。
    1. 调整渐变从 100% a 到 95% a 在前10分钟, 95% a 到 65% a 在极小的10到 70, 65% a 到 30% a 在极小的70到 85, 维护在 30% a 在极小的85到95。
    2. 重新平衡与 100% A 在95到105并且保持在 100% A 直到极小的120。
    3. 收集分数每1.25 分钟 (96 个分数在整个梯度), 最后合并每行总共12个样本或每其他行24样本 (每个有 n = 8 或 n = 4 分数汇集)。
  8. 在真空下干燥所有馏分, 将15µL 的超纯水添加到-20 摄氏度, 直到 LC-ms/毫秒分析。

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Representative Results

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当 MPLEx 协议被用来从堪萨斯当地草原土壤中提取分子 (软土土壤) 时, 三项分析提供了3376多肽、105脂和102极性代谢物 (所有独特的证明) 的结果。虽然 MPLEx 协议已建立为一般提取脂质和代谢物12,13,14,15,16,17,18 ,19,20,21,22, 23,24,25,26,27 28293034、其与常用土壤蛋白质提取方法进行微生物分析的比较, 如土壤蛋白提取试剂盒 (见表材料) 和 SDS (月桂酸钠) 提取物35, 在此进一步评估。为了评估这些技术, 堪萨斯当地草原土壤蛋白质提取了以每个方法和直接地分析与反相 LC-ms 或 ms 使用 UPLC 系统与混合的四极/Orbitrap 质谱仪结合。有关方法参数的详细信息可在辅助方法中使用。从每种提取方法中得到的实验肽 (ms) 谱与预测的多肽序列进行了比较, 来自堪萨斯州本土草原 metagenome2采用了严格的 MS-GF + 光谱概率截止1x10-1036,37和质量错误截止小于 5 ppm。应该指出, 使用 MPLEx 协议从土壤中提取的分析方法适用于 MS 的研究和其他解析技术。当最初比较已知的 MoBio 和 SDS 方法的三种复制时, 只有12% 的多肽重叠在两种技术之间, 显示了微生物群落的复杂性和不同的萃取效果 (图 2)。MPLEx 与 MoBio 和 sds 提取物的比较, 在使用 sds 和/或 MoBio 提取 (图 2) 时, 还检测到使用 MPLEx 方法观察到的多肽的38%。考虑到堪萨斯州土壤细菌群落的物种数量及其 metagenome2, 肽类识别的重叠是合理的, 由于其复杂性, 这种方法的组合提取的肽比单独的多。35. 此外, 由于这些样本仅经过1维 LC-ms/毫秒的普通和分析, 因此极高的样本复杂度可能导致检测中由于每种方法提取的不同肽浓度而产生某些偏差。MPLEx 协议也适用于其他土壤类型, 如冻土和湿地, 在所有情况下, 初步的蛋白质组学结果是类似的质量与堪萨斯当地草原土壤数据在这里提出。

MPLEx 方法的广泛适用性以前曾使用一系列不同的示例进行评估, 其中包括 archaeon硫化叶麦芽 acidocaldarius、unicyanobacterial联合体38、鼠标大脑皮层组织、人尿和拟南芥的叶子 (图 2)10。对于除A. 芥以外的所有样本, 尿素提取是提取蛋白质最常用的方法, 因此它们被用作评价的控制方法。A. 南MPLEx 结果与乙酸酸 (TCA) 进行的萃取物比较, 因为植物叶片富含酚类化合物, 需要在 MS 分析39之前去除。在所有情况下, 从 MPLEx 方法观察到的蛋白质的数量与控件10的数目相似, 表明了它对许多不同样本类型的效用。此外, 在所有样本类型 (包括土壤) 中提取的特定蛋白质类也没有相关的趋势。因此, MPLEx 对许多生物和环境系统的广泛适用性使它成为一种有希望的方法。

Figure 1
图1。显示 MPLEx 过程的示意图, 其中代谢物、蛋白质和脂质同时从同一土壤样品中提取, 用于 MS 分析.请单击此处查看此图的较大版本.

Figure 2
图2。维恩图说明了多肽重叠的一系列样本提取使用 MPLEx 和标准的尿素基蛋白提取方法通常执行.从 MPLEx 提取的数据 archaeon acidocaldarius、unicyanobacterial 联合体、人体尿液、小鼠大脑皮层和南植物叶, 从 Nakayasu、行政保安et等. 2016 10.请单击此处查看此图的较大版本.

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Discussion

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重要的是要注意的是, 并非所有的实验室都有相同的可用设备, 所以某些方法, 例如裂解步骤, 可以适应。在这里, 我们使用涡流和 sonicating, 但使用一个大型的50毫升珠搅拌器将工作。如果冻干机的集热器温度可为-105 摄氏度, 则可以在氮气流下干燥样品。土壤类型也有很大变化, 可以包括沙子、淤泥、粘土、泥炭和沃土 (等等), 它们也可以根据 pH 值、盐度和有机质的丰富程度而变化。这些差异都可能对协议产生影响, 因此在需要时灵活并进行调整很重要。然而, 重要的是, 比率和百分比保持不变。

MPLEx 协议在许多生物和环境系统中的应用, 以及对土壤微生物群落进行多涨价可能分析的能力都有很大的希望。以前对不同系统的 MPLEx 与其他提取协议的比较表明, 高度的肽重叠10。然而, 一项观察到的限制是, MPLEx 不适用于需要耗尽的血浆蛋白。在这些情况下, 沉淀蛋白没有得到很好的认可, 在 immunodepletion 列的抗体广泛覆盖的血浆蛋白质组。因此, 在这种情况下应使用更多的标准提取方法。MPLex 提取方法的一个额外限制是, 它不辨别胞内和胞外蛋白, 但这是真实的所有其他土壤蛋白提取协议, 以及。

在这篇手稿中, MPLEx 提供了3376多肽, 105 脂, 和102极性代谢物在堪萨斯当地草原土壤使用的提取和分析方法详细的协议部分。与土壤微生物群落相比, 在单个系统的控制和 MPLEx 方法中提取的多肽之间发现了更好的重叠 (图 2)。这不是一个限制, 而是与极其复杂的土壤微生物群落合作的结果之一。研究结果进一步指出, 由于 MoBio 的多样性和土壤蛋白质的提取困难等原因, 其众所周知的土壤萃取技术与 SDS 和非均匀土的提取方法没有太大的重叠。有趣的是, MPLEx 协议允许识别比 SDS 或 MoBio 更多的总肽, 也检测到任何分析中都没有看到的其他成分。

这些观察使 MPLEx 成为一个非常有前途的技术, 以小样本大小, 减少整体多涨价可能实验变异性, 并减少样品准备时间。MPLEx 的优势在于能够使多涨价可能能力和分析成为大规模微生物群落研究所需要的。

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Disclosures

作者声明他们没有竞争的财政利益。

Acknowledgments

作者感谢内森. 约翰逊在准备这些数字方面的协助。这项研究得到了由美国能源部生物和环境研究局 (基因组科学计划) 资助的泛组学计划的支持, 微生物 (薄荷) 实验室指导研究开发倡议在太平洋西北国家实验室, 以及国家卫生研究院国家环境卫生科学研究所 (R01 ES022190) 和 NIH (P42 ES027704)。KEBJ 感谢 R21 HD084788 为开发和验证新的多涨价可能提取技术提供财政支持。这项工作是在格雷斯威利环境分子科学实验室 (EMSL), 在太平洋西北国家实验室 (PNNL) 的能源部国家科学用户设施进行的。PNNL 是由巴特利在合同 DE-AC06-76RL01830 下为能源部管理的多方案国家实验室。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Chloroform Sigma-Aldrich 650498 Stored at -20°C !Caution chloroform has acute potential health effects, skin irritation and possible chemical burns, irritation to the respiratory system, may affect the kidneys, liver, heart. Wear suitable protective glasses, clothing and gloves, work in a fume hood.
Methanol Sigma-Aldrich 34860 Stored at -20°C !Caution Methanol may cause respiratory tract, skin and eye irritation, may damage the nerves, kidneys and liver. Wear suitable protective glasses, clothing and gloves, work in a fume hood.
Purified water from Millipore Milli-Q Water purification system.
Sodium dodecyl sulfate Sigma-Aldrich L6026 !Caution SDS causes acute toxicity and is flammable. It is a skin, eye and airway irritant. Wear gloves and safety glasses.
Soil protein extraction kit MoBio, NoviPure Soil Protein Extraction Kit, Qiagen 30000-20
DL-dithiothreitol Sigma-Aldrich 43815
1M Trizma HCL Sigma-Aldrich T2694
Trichloroacetic acid Sigma-Aldrich T0699 !Caution TCA is caustic, toxic and may cause skin burns. Wear gloves and safety glasses.
Acetone Sigma-Aldrich 650501 Stored at -20°C !Caution Acetone may cause respiratory tract and skin and eye irritation. Flammable liquid and vapor. Wear safety glasses gloves and a lab coat, work in a fume hood.
Urea Sigma-Aldrich 208884 !Caution Urea is an eye and skin irritant, use gloves and safety glasses
Ammonium bicarbonate Fluka 09830
Trypsin Promega V528A 20µg vials
Bicinchoninic acid protein assay kit Pierce 23227
Ammonium Formate Sigma-Aldrich 09735
Acetonitrile Sigma-Aldrich 34998 !Caution Acetonitrile is a skin and eye irritant. Highly flammable. Wear gloves and safety glasses. Work in a fume hood.
Trifluoroacetic acid Sigma-Aldrich T6508 !Caution TFA is extremely hazardous in case of skin contact, eye contact, ingestion and inhalation. May produce tissue damage particularly on mucous membranes of eyes, mouth and respiratory tract. Skin contact may produce burns. Wear gloves, lab coat, safety glasses and work in a fume hood.
Methoxyamine hydrochloride Sigma-Aldrich 226904 !Caution Methoxyamine hydrochloride causes severe burns and serious damage to eyes, may cause sensitization by skin contact. Wear safety glasses, gloves and lab coat, work in a fume hood.
Pyridine Sigma-Aldrich 270970 !Caution Pyridine can cause skin and eye irritation, central nervous system depression. Vapor may cause flash fire. Wear safety glasses, gloves and lab coat, work in a fume hood.
N-Methyl-N-(trimethylsilyl)trifluoroacetamide with 1% trimethylchlorosilane Sigma-Aldrich 69478 !Caution MSTFA + 1% TMCS can cause skin corrosion, serious eye damage and specific target organ toxicity. Flammable liquid and vapor. Wear safety glasses, gloves and lab coat, work in a fume hood.
Potassium chloride Sigma-Aldrich P9541
Milli-Q water purification system Millipore model MPGP04001
Vortex Scientific Industries SI-0236 Vortex Genie 2
Probe sonicator FisherBrand model FB505
Refrigerated centrifuge Eppendorf model 5810R
50mL tube swinging bucket rotor Eppendorf A-4-44
50mL fixed angle rotor Eppendorf FA-45-6-30
Balance OHAUS model V22PWE150IT
Serological pipette controller Eppendorf 12-654-100
10mL, 25mL glass serological pipettes FisherBrand 13-678-27F, 13-678-36D
Thermomixer with Thermotop Eppendorf 5382000015, 5308000003
0.9 – 2.0 mm blend stainless steel beads NextAdvance SSB14B
0.15 mm garnet beads MoBio 13122-500
Magnetic stir plate FisherBrand 11-100-16SH
Magnetic stir bar FisherBrand 14512130
pH paper strips, pH range 0–14 FisherBrand M95903
15mL, 50mL conical polypropylene centrifuge tube Genesee Scientific 21-103 21-108 chloroform compatible
50mL vortex attachment MoBio 13000-V1-50
Ice bucket FisherBrand 02-591-44
27.25x70mm glass vials FisherBrand 03-339-22K
Breathe Easier plate membranes Midwest Scientific BERM-2000
Alcohol wipes Diversified Biotech BPWP-1000
Heater shaker incubator Benchmark, Incu-Shaker Mini
Analog rotisserie tube rotator SoCal BioMed, LLC 82422001
Filter-Aided-Sample-Prep kit FASP; Expedeon 44250
Microplate reader Biotek, EPOCH
-20 Degree Celsius Freezer Fisher 13986149
-80 Degree Celsius Freezer Stirling Ultracold SU78OUE
Q-Exactive ion trap mass spectrometer Thermo Scientific
Agilent 7890A gas chromatograph coupled with a single quadrupole 5975C mass spectrometer Agilent Technologies, Inc.
LTQ-Orbitrap Velo Thermo Scientific
Waters NanoEquityTM UPLC system Millford, MA
250mL media bottle FisherBrand 1395-250
Waters vial Waters 186002805
Glass MS sample vial and inserts MicroSolv 9502S-WCV, 9502S-02ND
Glass HPLC vial and snap caps MicroSolv 9512C-0DCV, 9502C-10C-B
HPLC 96-well plate Agilent 5042-6454
Large glass vial 27.25x70mm FisherBrand 03-339-22K
Lyophilizer Labconco 7934021
Polished stainless steel flat head spatula Spoonula; FisherBrand 14-375-10
Kim wipes Kimberly-Clark 34721
XBridge C18, 250x4.6 mm, 5 μM with 4.6x20 mm guard column Waters 186003117, 186003064
Agilent 1100 series HPLC system Agilent Technologies G1380-90000
1.7mL centrifuge tube Sorenson 11700
Hamilton Glass Syringes, 5mL, 50µL and 250µL Hamilton 81517, 80975, 81175
Pasteur Pipettes FisherBrand 13-678-20A
Pasteur Pipette Bulbs Sigma-Aldrich Z111597
Bath Sonicator Branson 1800 Ultrasonic Cleaner
Vacuum Centrifuge Labconco Centrivap Acid-Resistant Concentrator System
MicroSpin Columns, C18 Silica The Nest Group SEM SS18V

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土壤样品多涨价可能分析的 MPLEx 协议
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Nicora, C. D., Burnum-Johnson, K. E., Nakayasu, E. S., Casey, C. P., White III, R. A., Roy Chowdhury, T., Kyle, J. E., Kim, Y. M., Smith, R. D., Metz, T. O., Jansson, J. K., Baker, E. S. The MPLEx Protocol for Multi-omic Analyses of Soil Samples. J. Vis. Exp. (135), e57343, doi:10.3791/57343 (2018).More

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