Summary
Burada, hücre siz protein sentezi reaksiyonlarında merkezi karbon ve enerji metabolizmasında yer alan 40 bileşiği ölçmek için sağlam bir protokol salıyoruz. Hücresiz sentez karışımı ters fazlı sıvı kromatografi kullanılarak etkili ayrıştırma için anilin ile türevize edilir ve daha sonra izotopik olarak etiketlenmiş iç standartlar kullanılarak kütle spektrometresi ile ölçülür.
Abstract
Hücresiz protein sentezi (CFPS), proteinlerin in vitro üretimi için sistemlerde ve sentetik biyolojide gelişen bir teknolojidir. Ancak, CFPS laboratuvar ötesine taşımak ve sadece zaman üretim teknolojisi yaygın ve standart haline gidiyor, biz bu sistemlerin performans sınırlarını anlamak gerekir. Bu soruya doğru, glikoliz, pentoz fosfat yolu, trikarboksilik asit döngüsü, enerji metabolizması ve CFPS reaksiyonlarında kofaktör rejenerasyonu ile ilgili 40 bileşiğin ölçülmesi için sağlam bir protokol geliştirdik. Yöntem, 13C-aniline ile etiketlenmiş dahili standartları kullanırken, örnekteki bileşikler 12C-aniline ile türevleştirilmiştir. İç standartlar ve örnek, ters fazlı sıvı kromatografi-kütle spektrometresi (LC/MS) ile karıştırılarak analiz edildi. Bileşiklerin birlikte elüsyonu iyon bastırma ortadan kaldırarak, ortalama korelasyon katsayısının 0.988 olduğu 2-3 büyüklük sırası üzerinde metabolit konsantrasyonlarının doğru nicelemesini sağladı. Kırk bileşiğin beşi anilin ile etiketlenmemiş, ancak CFPS örneğinde hala tespit edilmiş ve standart bir eğri yöntemi ile ölçüldü. Kromatografik koşunun tamamlanması yaklaşık 10 dakika sürer. Birlikte ele alındığında, tek bir LC/MS çalışmasında CFPS'de yer alan 40 bileşimi ayırmak ve doğru bir şekilde ölçmek için hızlı ve sağlam bir yöntem geliştirdik. Bu yöntem, hücresiz metabolizmayı karakterize etmek için kapsamlı ve doğru bir yaklaşımdır, böylece hücresiz sistemlerin verimini, üretkenliğini ve enerji verimliliğini anlayabilir ve geliştirebiliriz.
Introduction
Hücre içermeyen protein sentezi (CFPS), geleneksel olarak canlı hücreler için ayrılmış bir uygulama olan protein ve kimyasalların üretimi için umut verici bir platformdur. Hücre içermeyen sistemler ham hücre özlerinden türetilmiştir ve hücre büyümesi ile ilişkili komplikasyonları ortadan kaldırır1. Buna ek olarak, CFPS bir hücre duvarının müdahalesi olmadan metabolitleri ve biyosentetik makine doğrudan erişim sağlar. Ancak, hücresiz süreçlerin performans limitleri temel bir anlayış eksik olmuştur. Metabolit nicelliği için yüksek iş yapma yöntemleri metabolizmanın karakterizasyonu için değerlidir ve metabolik hesaplamalı modellerin2,3,4'ünyapımı için çok önemlidir. Metabolit konsantrasyonlarını belirlemek için kullanılan yaygın yöntemler nükleer manyetik rezonans (NMR), Fourier transform-kızılötesi spektroskopi (FT-IR), enzim bazlı tahliller ve kütle spektrometresi (MS)5,6,7 ,8. Ancak, bu yöntemler genellikle verimli bir kerede birden fazla bileşikleri ölçmek için onların yetersizlik ile sınırlıdır ve genellikle tipik hücre içermeyen reaksiyonlar daha büyük bir örnek boyutu gerektirir. Örneğin, enzim bazlı tahliller genellikle yalnızca bir çalışmada tek bir bileşiği ölçmek için kullanılabilir ve hücre içermeyen protein sentezreaksiyonları (genellikle 10-15 μL ölçekte çalıştırılır) gibi örnek boyutu küçük olduğunda sınırlıdır. Bu arada, NMR algılama ve nicelleştirme5için metabolitlerin yüksek bir bolluk gerektirir. Bu eksikliklere doğru, kütle spektrometresi (LC/MS) ile birlikte kromatografi yöntemleri, yüksek duyarlılık ve aynı anda birden fazla türü ölçme yeteneği de dahil olmak üzere çeşitli avantajlar sağlar9; ancak, analitik karmaşıklık ölçülen türlerin sayısı ve çeşitliliği ile önemli ölçüde artmaktadır. Bu nedenle, LC/MS sistemlerinin yüksek iş verme potansiyelini tam olarak gerçekleştirecek yöntemler geliştirmek önemlidir. Numunedeki bileşikler sıvı kromatografi ile ayrılır ve kütle spektrometresi ile tanımlanır. Bileşiğin sinyali, iyonlaşmanın bileşikler arasında değişebileceği ve aynı zamanda numune matrisine de bağlı olabileceği konsantrasyon ve iyonizasyon verimliliğine bağlıdır.
Analizleri ölçmek için LC/MS kullanırken örnek ve standartlar arasında aynı iyonizasyon verimliliğini sağlamak zordur. Ayrıca, proton afinite ve polarite10sinyal bölünmesi ve heterojenite nedeniyle metabolit çeşitliliği ile nicel daha zor hale gelir. Son olarak, numunenin eş-eluting matris de bileşiklerin iyonizasyon verimliliğini etkileyebilir. Bu sorunları gidermek için, metabolitler kimyasal olarak türevlenebilir, LC/MS sistemleri tarafından ayırma çözünürlüğü ve hassasiyeti artırılarak, bazı durumlarda sinyal bölünmesi aynı anda azalırken10,11. Kimyasal türevleştirme, iyonizasyon verimliliğini artırmak için yük veya hidrofobiklik gibi fiziksel özelliklerini ayarlamak için belirli işlevsel metabolit gruplarını etiketleyerek çalışır11. Farklı fonksiyonel grupları (örneğin, aminler, hidroksiller, fosfatlar, karboksilik asitler vb.) hedeflemek için çeşitli etiketleme ajanları kullanılabilir. Anilin, böyle bir tür türtürasyon ajan, aynı anda birden fazla fonksiyonel grupları hedefler ve hidrofilik moleküller içine bir hidrofobik bileşen ekler, bu nedenle onların ayırma çözünürlüğü ve sinyal12artırarak. Birlikte eluting matris iyon bastırma etkisi ele almak için, Yang ve iş arkadaşları standart 13C anilin izotopları ile etiketlenir ve örnek ile karıştırılır Grup Özel İç Standart Teknolojisi (GSIST) etiketleme dayalı bir teknik geliştirdi 12,13. Metabolit ve buna karşılık gelen iç standart, birlikte elute beri aynı iyonlaşma verimliliğine sahip, ve onların yoğunluk oranı deneysel örnek konsantrasyonu ölçmek için kullanılabilir.
Bu çalışmada, CFPS reaksiyonlarında glikoliz, pentoz fosfat yolu, trikarboksilik asit döngüsü, enerji metabolizması ve kofaktör rejenerasyonu ile ilgili 40 bileşiğin saptanması ve ölçülmesi için bir protokol geliştirdik. Yöntem, ters fazLC/MS kullanarak metabolitleri etiketlemek, tespit etmek ve ölçmek için 12C-aniline ve 13C-aniline kullandığımız GSIST yaklaşımına dayanmaktadır. Tüm bileşiklerin doğrusal aralığı 0,988 ortalama korelasyon katsayısı ile 2-3 büyüklük sırasını kapsıyordu. Böylece, yöntem hücresiz metabolizma sorgulamak için sağlam ve doğru bir yaklaşımdır, ve muhtemelen bütün hücre özleri.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Aniline etiketleme için reaktiflerin hazırlanması
- pH 4.5'te 6 M aniline çözeltisi hazırlayın. Bir başlıkta çalışarak, 550 μL anilin il 337,5 l LCMS sınıfı su ve 112,5 μL 12 M hidroklorik asit (HCl) ile bir santrifüj tüpünde birleştirin. Girdap iyi ve 4 °C'de saklayın.
NOT: Anilin 4 °C'de 2 ay saklanabilir.
DİkKAT: Anilin son derece zehirlidir ve duman kaputunda çalışılmalıdır. Hidroklorik asit son derece aşındırıcıdır. - pH 4.5'te 6 M 13C aniline çözeltisi hazırlayın. 250 mg 13C6-aniline 132 μL su ve 44 μL 12 M HCl. Vortex iyi ve 4 °C'de saklayın.
- Hazırlamak 200 mg/mL N-(3-dimethylaminopropyl)-N-ethylkarbodiimid hidroklorür (EDC) çözeltisi. Etiketlenecek her numune için 10 μL suda 2 mg EDC çözünve girdap iyi.
NOT: EDC çözeltisi reaksiyonla aynı gün hazırlanmalıdır. EDC anilin12ile bileşiklerin türevi için bir katalizör görevi görür.
2. Standartların hazırlanması
- LC/MS sınıfı suda çözünmüş tüm bileşiklerin ayrı stok çözeltilerini yapın(Tablo 1).
-
Dahili standart stok çözeltisinin hazırlanması
- Nikotinamid adenin dinükleotid (NAD), nikotinamid adenin dinükleotid fosfat (NADP), flavin adenin dinükleotid (FAD), asetil koenzim A (ACA) ve gliserol 3 fosfat (Gly3P) hariç tüm bileşikleri tüm bileşiklerin 2 mM stok çözeltisi oluşturun.
- 2 mM'lik bir stok çözümü oluşturmak için NAD, NADP, FAD, ACA ve Gly3P'yi uygun hacimlerle birleştirin.
3. Numunenin hazırlanması (Şekil 1)
- Reaksiyona eşit hacimde buz soğuğu %100 etanol ekleyerek hücre içermeyen protein sentezreaksiyonundaki proteinleri söndürün ve çökeltin. Numuneyi 12.000 x g'de 15 dakika 4 °C'de santrifüj edin. Supernatant'ı yeni bir santrifüj tüpüne aktarın.
NOT: Numuneler bu noktada -80 °C'de saklanabilir ve daha sonra analiz edilebilir
4. Etiketleme reaksiyonu
-
Numuneyi 12C-aniline çözeltisi ile etiketleme
- 6 μL numuneyi yeni bir santrifüj tüpüne aktarın ve hacmi su yla birlikte 50°L'yegetirin.
NOT: Birim örneklem boyutu belirli CFPS reaksiyonuna bağlı olabilir. - 200 mg/mL EDC çözeltisi 5 μL ekleyin.
- 5 μL 12C-aniline çözeltisi ekleyin.
NOT: Aniline çözeltisi iki aşamaya ayrılır. Reaksiyona eklemeden önce iyice karıştırın. - Oda sıcaklığında 2 saat boyunca hafif sallayarak reaksiyon girdap.
- 2 saat sonra, çalkalayıcı tüpleri çıkarın ve bir duman kaputunda reaksiyona triethylammine (TEA) 1.5 μL ekleyin.
NOT: Trietitamin anilin etiketleme reaksiyonunu durduran ve bileşikleri stabilize eden çözeltinin pH'ını yükseltir.
DİkKAT: Trietitamin toksiktir ve gözlerde ve solunum yollarında tahrişe neden olur. - Santrifüj 13.500 x g 3 dk.
- 6 μL numuneyi yeni bir santrifüj tüpüne aktarın ve hacmi su yla birlikte 50°L'yegetirin.
-
İç standartları 13C-aniline çözeltisi ile etiketleme
- Son hacmi 50 μL olan iç stok çözeltisini 80 μM'ye seyreltin.
NOT: İç standartların konsantrasyonu deneysel örneğe yakın seviyelere ayarlanabilir. - 200 mg/mL EDC çözeltisi 5 μL ekleyin.
- 5 μL 13C-aniline çözeltisi ekleyin.
- Oda sıcaklığında 2 saat boyunca hafif sallayarak reaksiyon girdap.
- 2 saat sonra, çalkalayıcı tüpleri çıkarın ve bir duman kaputunda reaksiyona TEA 1.5 μL ekleyin.
- Santrifüj 13.500 x g 3 dk.
- Son hacmi 50 μL olan iç stok çözeltisini 80 μM'ye seyreltin.
-
Etiketli dahili standardı ve etiketli örneği birleştirme
- 25 μL 12C-aniline etiketli numuneyi 25 μL 13C-aniline etiketli standartla karıştırın.
- Otomatik numune leyici şişeye aktarın ve LC/MS yordamı ile analiz edin.
-
Etiketlenmemiş metabolitler için standart bir eğri oluşturma
- Etiketlenmemiş metabolitlerin (NAD, NADP, FAD, ACA ve Gly3P) 320 μM, 80 μM, 20 μM ve 5 μM'lik son konsantrasyonlara 50 μL hacimli seyreltilmiş stok çözeltisi.
- 200 mg/mL EDC çözeltisi 5 μL ekleyin.
- 5 μL 12C-aniline çözeltisi ekleyin.
- Oda sıcaklığında 2 saat boyunca hafif sallayarak reaksiyon girdap.
- 2 saat sonra, çalkalayıcı tüpleri çıkarın ve bir duman kaputunda reaksiyona TEA 1.5 μL ekleyin.
- Santrifüj 13.500 x g 3 dk.
- Supernatant'ı otomatik numuneleyici şişesine aktarın ve LC/MS yordamı ile analiz edin.
NOT: Etiketsiz metabolitler, benzer iyonizasyon verimliliğini korumak için örnek matrisi çoğaltmak için örnekle aynı yordamı izlerler.
5. LC/MS prosedürünün kurulumu
-
Çözücülerin hazırlanması
- Asetik asit ile pH 4.75'e ayarlanmış 5 mM tri-bülalamin (TBA) sulu çözelti hazırlayın.
NOT: Mobil fazdaki TBA, analitlerin iyi çözünürlük ve ayırma elde edilmesine yardımcı olur14. - Asetonitril (ACN) içinde 5 mM TBA hazırlayın.
- %5 su ve %95 ACN ile yıkama solventi hazırlayın.
- %95 su ve %5 ACN ile temizleme çözücüsü hazırlayın.
- Asetik asit ile pH 4.75'e ayarlanmış 5 mM tri-bülalamin (TBA) sulu çözelti hazırlayın.
- MS koşullarının kurulumu
- Kütle spektrometresini 520 °C sonda sıcaklığı, -0,8 kV negatif kapiller gerilim, 0,8 kV pozitif kapiller gerilimi ile negatif iyon moduna ayarlayın ve yazılımı 5 noktada/s'de veri elde etmek için ayarlayın.
- Belirtilen koni gerilimleri ve yük (m/z) değerleri üzerinde kütle ile her metabolit için seçili iyon kayıtlarını (SIR) ayarlayın. Bkz. Tablo 1.
-
Üreticinin talimatlarına göre LC/MS başlatma
- 3 dk için solvent yöneticisi prime çözücü hatları.
- 5 devre için 15 s için prime yıkama çözücüsü (%5 su, %95 ACN) ve temizleme solventi (%95 su, %5 ACN).
- Örnek yöneticiyi 10 °C'ye ayarlayın.
- C18 (1,7μm, 2,1mm x 150mm) kolonu kurun ve 10 dk boyunca 0,3 mL/dk'da %100 ACN ile kolon başlatın.
- Tamponlu çözücüler kullanılmadan önce kolona %95 su ve %5 ACN'yi 0,3 mL/dk olarak 10 dakika süreyle koşullandırma.
- Kolonun %95 çözücü A (%5mM TBA sulu, pH 4,75) ve %5 çözücü B (ACN'de 5 mM TBA) 0,3 mL/dk'da 10 dk.'da koşullandırması.
- %95 solvent A ve %5 çözücü B ile başlayan bir degrade protokolü ayarlayın, 10 dakika içinde %70 solvent B'ye yükseltildi, 2 dakika içinde %100 solvent B'ye yükseltildi ve 3 dk için %100 solvent B'de tutuldu. , 5% çözücü B) üzerinde 1 dk ve sütun yeniden dengelemek için 9 dk tutun.
- Sütuna herhangi bir enjeksiyondan önce kolona degrade protokolü ile 3 kez koşullandırın.
-
Enjekte numune ve standartlar
- Numunenin 5 μL'sini kolona enjekte edin ve 12C-aniline etiketli numune için uygun m/z iyon yoğunluklarını elde edin.
- Aynı numuneden 5 μL tekrar enjekte edin, ancak bu kez 13C-aniline etiketli standartlar için m/z iyon yoğunluklarını elde edin.
NOT: LC/MS sistemimiz belirtilen SIR zaman pencerelerinde hem 12C hem de 13C m/z yoğunlukları elde edemez, çünkü belirtilen zaman penceresinde elde edilemeyecek kadar fazla veri dir. Bu nedenle, aynı örneği iki kez enjekte ediyoruz. - Etiketsiz metabolit standartlarını en düşük konsantrasyondan en yükseğe enjekte edin ve uygun m/z iyon yoğunluklarını kaydedin.
6. Niceleme
- Dışa Aktarma yöntemi oluşturma
- Veri toplama yazılımında Dosya > Yeni Yöntem > Dışa Aktarma Yöntemi'niseçin.
- AnilineTagging_Dategibi bir Dosya adı belirtin.
- ASCII Dosyasını Dışa Aktar'ı denetleyin ve metin dosyasını dışa aktarmak için bir dizini seçin.
- RaporTürü'nde, Tümüne Göre Özet'iseçin.
- Delimiters'da, Sütun için bir ,. Satıriçin [cr][if] seçeneğini belirleyin.
- Tablo'da Dışa Aktar'ı seçin ve ardından Örnek Ad, Alan, Yükseklik, Miktar ve Birimleri içerecek şekilde Tabloyu Edit' iseçin.
- Dışa aktarma yöntemini kaydedin.
- Veri toplama yazılımlarını kullanarak metabolitlerin iç standartlarla ölçülmesi
- Örnek Kümeler sekmesinin altında, ilgili LC/MS çalıştır'ı sağ tıklatın ve > Kanallar olarak Görünüm'üseçin.
- Bir enjeksiyonun 13C-anilin iç standardı için tüm SIR kanallarını seçin, sağ tıklayın ve Gözden Geçir'iseçin.
- LC İşlem Yöntemi Düzeni penceresi otomatik olarak görünmüyorsa, Görünüm > İşlem Yöntemi Düzeni'negidin.
- İşlem Yöntemi Düzeni'nde, Tümleştirme sekmesine gidin ve ApexTrack'i algoritma olarak ayarlayın.
- Yumuşatma sekmesine gidin ve türü Ortalama ve yumuşatma düzeyini 13olarak ayarlayın.
NOT: Tüm örneklerde tutarlı olduğu sürece herhangi bir yumuşatma düzeyi seçilebilir. - MS Kanalı sekmesinde, MS 3D İşleme'yidevre dışı
- SIR kanal penceresinde, her tepeyi, her seferinde bir kanalı tümleştirin. Bir tepe tümleşik olduktan sonra Seçenekler > Sonuç'tan Dolgu'ya gidin ve tepenin ayrıntıları Bileşenler sekmesinde doldurulur.
- Tüm SIR kanalları değerlendirildikten sonra işleme yöntemini kaydedin ve pencereyi kapatın.
- 13C-anilin ve 12C-anilin etiketli örnek tüm SIR kanallarını seçin, sağ tıklayın ve İşlemseçin.
- İşlem kutusunu işaretleyin, belirtilen işleme yöntemini kullan'ıseçin ve yeni kaydedilen işleme yöntemini seçin. Ayrıca Dışa Aktarma kutusunu işaretleyin, belirtilen dışa aktarma yöntemini kullan'ı seçin ve daha önce oluşturulan kaydedilen dışa aktarma yöntemini seçin. Tamam'ı tıklatın.
- Dışa aktarılan metin dosyasını Excel ile açın ve bilinmeyen bileşiğin konsantrasyonunu şu kullanarak hesaplayın:
cx,i metabolit i için bilinmeyen örnek konsantrasyonu nerede, Ax,i bilinmeyen metabolit i entegre alandır, Astd,i metabolit i iç standardının entegre alandır, Cstd,i olduğunu metabolit i iç standardının konsantrasyonu ve D seyreltme faktörüdür.
- Etiketlenmemiş metabolitlerin standart eğri ile ölçülmesi
- Örnek Kümeler sekmesinin altında, ilgili LC/MS çalıştır'ı sağ tıklatın ve > Kanallar olarak Görünüm'üseçin.
- Bir enjeksiyonun etiketlenmemiş standartları için tüm SIR kanallarını seçin, sağ tıklayın ve Gözden Geçir'iseçin.
- LC İşlem Yöntemi Düzeni penceresi otomatik olarak görünmüyorsa, Görünüm > İşlem Yöntemi Düzeni'negidin.
- İşlem Yöntemi Düzeni'nde Tümleştirme sekmesine gidin ve ApexTrack'i algoritma olarak ayarlayın.
- Yumuşatma sekmesine gidin ve türü Ortalama ve yumuşatma düzeyini 13olarak ayarlayın.
NOT: Tüm örneklerde tutarlı olduğu sürece herhangi bir yumuşatma düzeyi seçilebilir. - MS Kanalı sekmesinde, MS 3D İşleme'yidevre dışı
- SIR kanal penceresinde, her tepeyi, her seferinde bir kanalı tümleştirin. Bir tepe tümleşik olduktan sonra Seçenekler > Sonuç'tan Dolgu'ya gidin ve tepenin ayrıntıları Bileşenler sekmesinde doldurulur.
- Tüm SIR kanalları değerlendirildikten sonra işleme yöntemini kaydedin ve pencereyi kapatın.
- Örnek Setleri sekmesinin altında, örnek setine sağ tıklayın ve Örnek Değiştir'iseçin.
- Yeni pencerede Tutar'ı seçin.
- İşlem yönteminden kopyayı seçin ve yeni kaydedilen işlem yöntemini seçin.
- Her şişe için her metabolitin konsantrasyonuna girin ve üniteyi her bileşen (veya ilgili birim) için <μM olarak girin ve Tamam'ıseçin.
- Örnek kümesini yeniden seçin, sağ tıklatın, > Kanallar olarak görüntüle.
- Standartlar için etiketlenmemiş metabolitlerin tüm SIR kanallarını seçin, sağ tıklayın ve İşlem'iseçin.
- İşlem kutusunu işaretleyin ve belirtilen işleme yöntemini kullan'ıseçin. Uygun işleme yöntemini seçin ve Tamam'ıtıklatın.
- Örnekler için etiketlenmemiş tüm metabolitler için SIR kanallarını seçin, sağ tıklayın ve İşlem'iseçin.
- İşlem kutusunu işaretleyin, belirtilen işleme yöntemini kullan'ı seçin ve yeni kaydedilmiş işleme yöntemini seçin. Ayrıca Dışa Aktarma kutusunu işaretleyin, belirtilen dışa aktarma yöntemini kullan'ı seçin ve daha önce oluşturulan kaydedilen dışa aktarma yöntemini seçin. Tamam'ıtıklatın.
- Etiketlenmemiş metabolitleri standart eğriyle ölçün ve sonuçları belirtilen dizine bir metin dosyasına aktarın.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Kavram kanıtı olarak, yeşil floresan proteini (GFP) ifade eden E. coli tabanlı CFPS sistemindeki metabolitleri ölçmek için protokolü kullandık. CFPS reaksiyonu (14 μL) söndürüldü ve etanol ile deproteinize edildi. CFPS örneği daha sonra 12C-aniline ile etiketlenirken, standartlar 13C-aniline ile etiketlendi. Etiketlenen örnek ve standartlar daha sonra birleştirildi ve LC/MS'ye enjekte edildi (Şekil 1). Protokol, iç standartlar kullanılarak merkezi karbon ve enerji metabolizmasında yer alan 40 metaboliti tespit ve ölçtü, anilin ile etiketlenmemiş metabolitlerin 5'i için standart bir eğri de geliştirilmiştir(Şekil 2). Bu yollarda yer alan çeşitli metabolitler fosforilasyonlu şekerler, fosfokarboksilik asitler, karboksilik asitler, nükleotitler ve kofaktörlerden oluşan bir sınıftı. Anilin ile türevleştirme ters faz kromatografi12kullanarak daha etkili ayırma kolaylaştırdı hidrofilik moleküller içine bir hidrofobik moiety tanıttı. Buna ek olarak, yöntem tek bir LC/MS çalışmasında glikoz 6-fosfat ve fruktoz 6-fosfat gibi yapısal izomer çiftlerin ayrılmasını sağladı. Deneyden önce her bileşiğin yük (m/z) üzerindeki kütlesi ve bekletme süresi, bir seferde bir bileşiğin 1 mM'si enjekte edilerek ve kütle spektrumunun boşla karşılaştırılması yla tespit edilmiştir(Tablo 1).
Tüm bileşikler için algılama ve doğrusallık aralığı, 0,10 μM ile 400 μM arasında değişen standart bir eğri üretilerek tahmin edilmiştir(Tablo 2). Tüm bileşikler için ortalama korelasyon katsayısı (R2)0.988 idi ve çoğu bileşik 3-büyüklük sırası doğrusal bir aralık vardı. Üç bileşiğin önemli doygunluk etkileri vardı, özellikle 0.1 μM ile 25 μM arasında doğrusal bir aralıkta olan alfa-ketoglutarate isocitrate ve sitrat da 100 μM'nin üzerinde doygunluk etkileri vardı.
Şekil 1: Aniline etiketleme için iş akışının şeması. Hücre içermeyen protein sentezreaksiyonu deproteinize edilir ve 12C-aniline ile etiketlenirken, standart bir stok karışımı 13C-aniline ile etiketlenir. Her iki karışım daha sonra 1:1 hacimsel oranda karıştırılır ve LC /MS tarafından analiz edilir.
Şekil 2: 40 metabolit için seçili iyon kromatogramları çakışıyor. 40 metabolitin 40 μM standart karışımının tek bir LC/MS çalışmasından kütle kromatogramı. Zirveler, her bileşik için bekletme süresi ve m/z değerleri ile tanımlanmıştır. Tam bileşik adlar ve bunların kısaltmaları Tablo 1'delistelenmiştir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Tepe Numarası | Metabolit | Kısaltma | KEGG Kimliği | Bekletme Süresi (dk) | 12C m/z | 13C m/z | etiket dışı m/z | Cv | MS Türleri | |
1 | Gliserol 3-fosfat | Gly3P | C00093 | 3.85 | 153 | 10 | M – H2O – H | |||
2 | Nikotinamid adenin dinükleotid | Nad | C00003 | 3.96 | 698 | 10 | M + Cl – H | |||
3 | Glikoz | Glc | C00031 | 4.06 | 289.9 | 296 | 15 | M + A + Cl - H | ||
4 | Sedoheptulose 7-fosfat | S7P | C05382 | 5.41 | 364 | 370 | 10 | M + A – H | ||
5 | Fruktoz 6-fosfat | F6P | C00085 | 5.48 | 334 | 340 | 10 | M + A – H | ||
6 | Guanozin monofosfat | Gmp | C00144 | 5.57 | 437.05 | 443 | 10 | M + A – H | ||
7 | Ribulose 5-fosfat | RL5P | C00199 | 5.58 | 304 | 310 | 10 | M + A – H | ||
8 | Sitidin monofosfat | CMP | C00055 | 5.59 | 397.09 | 403 | 10 | M + A – H | ||
9 | Laktat | Lac | C00186 | 5.77 | 164.05 | 170 | 10 | M + A – H | ||
10 | Adenozin monofosfat | Amp | C00020 | 5.85 | 421.1 | 427.1 | 10 | M + A – H | ||
11 | Uridine monofosfat | Ump | C00105 | 5.88 | 398.07 | 404 | 10 | M + A – H | ||
12 | Nikotinamid adenin dinükleotid fosfat | NADP | C00006 | 6.39 | 724 | 10 | M - H2O – H | |||
13 | 3-Fosfoglisik asit | 3PG | C00197 | 6.63 | 242 | 248.06 | 15 | M + A – H2O – H | ||
14 | Sitidin difosfat | Cdp | C00112 | 6.72 | 477 | 483 | 10 | M + A – H | ||
15 | Guanozin difosfat | Gsyih | C00035 | 6.87 | 517 | 523 | 10 | M + A – H | ||
16 | Adenozin difosfat | Adp | C00008 | 6.94 | 501 | 507 | 10 | M + A – H | ||
17 | Uridin difosfat | Udp | C00015 | 6.97 | 478 | 484 | 10 | M + A – H | ||
18 | Flavin adenin dinükleotid | Fad | C00016 | 7.03 | 784.15 | 15 | M – H | |||
19 | Fruktoz 1,6-bifosfat | F16P | C05378 | 7.1 | 395.95 | 402.1 | 10 | M + A – H2O – H | ||
20 | Glukonat 6-fosfat | 6 PG | C00345 | 7.11 | 425.1 | 437 | 10 | M + 2A – H | ||
21 | Nikotinamid adenin dinükleotid azaltılmış | NADH | C00004 | 7.23 | 633.13 | 639.08 | 10 | M + A + H2O – nikotinamid – H | ||
22 | Glikoz 6-fosfat | G6P | C00668 | 7.32 | 409.1 | 421.1 | 10 | M + 2A – H | ||
23 | Riboz 5-fosfat | R5P | C00117 | 7.54 | 379.1 | 391.1 | 15 | M + 2A – H | ||
24 | Erythrose 4-fosfat | E4P | C00279 | 7.71 | 348.9 | 361 | 10 | M + 2A – H | ||
25 | Sitidin trifosfat | CTP | C00075 | 7.84 | 557 | 563 | 5 | M + A – H | ||
26 | Guanozin trifosfat | Gtp | C00044 | 7.93 | 597 | 603 | 5 | M + A – H | ||
27 | Oxalacetate | OAA | C00036 | 7.94 | 281 | 293 | 25 | M + 2A – H | ||
28 | Alfa-ketoglutarate | Akg | C00026 | 7.95 | 295 | 307.1 | 15 | M + 2A – H | ||
29 | Uridin trifosfat | Utp | C00075 | 7.97 | 558 | 564 | 10 | M + A – H | ||
30 | Adenozin trifosfat | Atp | C00002 | 8.03 | 581 | 587 | 15 | M + A – H | ||
31 | Fumarate | FUM | C00122 | 8.09 | 265 | 277.1 | 10 | M + 2A – H | ||
32 | Piruvat | Pyr | C00022 | 8.09 | 162 | 168 | 25 | M + A – H | ||
33 | Malate | MAL | C00149 | 8.09 | 283.06 | 295.15 | 10 | M + 2A – H | ||
34 | D-gliserinaldehit 3-fosfat | Boşluk | C00118 | 8.09 | 319 | 331.1 | 5 | M + 2A – H | ||
35 | Asetil-koenzim A | Aca | C00024 | 8.16 | 790 | 10 | M – H2O – H | |||
36 | Nikotinamid adenin dinükleotid fosfat azaltılmış | NADPH | C00005 | 8.23 | 694.92 | 700.82 | 10 | M + A – nikotinamid – H | ||
37 | Fosfoenolpyruvate | Pep | C00074 | 8.28 | 317 | 329.1 | 20 | M + 2A – H | ||
38 | Succinate | SUCC | C00042 | 8.64 | 267.07 | 279.1 | 15 | M + 2A – H | ||
39 | Isokitrat | ICIT | C00311 | 10.13 | 398 | 416 | 10 | M + 3A – H2O – H | ||
40 | Sitrat | Cıt | C00158 | 10.46 | 416.1 | 434.06 | 20 | M + 3A – H |
Tablo 1: Metabolitlerin tanımlanması ve etiketleme sonuçları. Her bileşiğin karşılık gelen tepe numarası, bekletme süresi, etiketlenmemiş için m/z değeri, 12C ve 13C etiketli ve MS türleri. MS Species, A Aniline etiketi anlamına gelir.
Tepe No | Metabolit | Kısaltma | KEGG Kimliği | Konsantrasyon (mM) | SD (n = 3) | Algılama Sınırı (μM) | Doğrusal Aralık Sınırı (μM) | R^2 | |
1 | Gliserol 3-fosfat | Gly3P | C00093 | 0.377 | 0.034 | 0.1 | 400 | 0.995 | |
2 | Nikotinamid adenin dinükleotid | Nad | C00003 | 0.052 | 0.010 | 0.39 | 400 | 0.993 | |
3 | Glikoz | Glc | C00031 | 0.002 | 0.000 | 0.1 | 400 | 0.997 | |
4 | Sedoheptulose 7-fosfat | S7P | C05382 | 0.007 | 0.000 | 0.16 | 400 | 0.988 | |
5 | Fruktoz 6-fosfat | F6P | C00085 | 0.029 | 0.004 | 0.1 | 400 | 0.986 | |
6 | Guanozin monofosfat | Gmp | C00144 | 0.007 | 0.001 | 0.39 | 100 | 0.992 | |
7 | Ribulose 5-fosfat | RL5P | C00199 | 0.035 | 0.002 | 0.39 | 400 | 0.996 | |
8 | Sitidin monofosfat | CMP | C00055 | 0.045 | 0.001 | 0.1 | 100 | 0.992 | |
9 | Laktat | Lac | C00186 | 2.134 | 0.048 | 0.1 | 400 | 0.988 | |
10 | Adenozin monofosfat | Amp | C00020 | 0.020 | 0.002 | 0.1 | 100 | 0.992 | |
11 | Uridine monofosfat | Ump | C00105 | 0.021 | 0.000 | 0.1 | 100 | 0.997 | |
12 | Nikotinamid adenin dinükleotid fosfat | NADP | C00006 | 0.014 | 0.002 | 0.34 | 400 | 0.950 | |
13 | 3-Fosfoglisik asit | 3PG | C00197 | 6.125 | 0.239 | 0.1 | 100 | 0.996 | |
14 | Sitidin difosfat | Cdp | C00112 | 0.202 | 0.029 | 0.39 | 400 | 0.997 | |
15 | Guanozin difosfat | Gsyih | C00035 | 0.146 | 0.027 | 1.5625 | 400 | 0.984 | |
16 | Adenozin difosfat | Adp | C00008 | 0.797 | 0.161 | 0.39 | 400 | 0.995 | |
17 | Uridin difosfat | Udp | C00015 | 0.212 | 0.036 | 0.39 | 400 | 0.991 | |
18 | Flavin adenin dinükleotid | Fad | C00016 | 0.008 | 0.001 | 0.1 | 400 | 0.958 | |
19 | Fruktoz 1,6-bifosfat | F16P | C05378 | 3.643 | 0.105 | 0.39 | 400 | 0.989 | |
20 | Glukonat 6-fosfat | 6 PG | C00345 | 0.017 | 0.001 | 0.39 | 400 | 0.989 | |
21 | Nikotinamid adenin dinükleotid azaltılmış | NADH | C00004 | 0.063 | 0.028 | 0.39 | 100 | 0.972 | |
22 | Glikoz 6-fosfat | G6P | C00668 | 0.046 | 0.002 | 0.1 | 400 | 0.984 | |
23 | Riboz 5-fosfat | R5P | C00117 | 0.055 | 0.005 | 0.39 | 100 | 0.999 | |
24 | Erythrose 4-fosfat | E4P | C00279 | 0.038 | 0.007 | 0.39 | 400 | 0.979 | |
25 | Sitidin trifosfat | CTP | C00075 | 0.896 | 0.078 | 6.25 | 100 | 0.998 | |
26 | Guanozin trifosfat | Gtp | C00044 | 0.870 | 0.109 | 6.25 | 100 | 0.993 | |
27 | Oxalacetate | OAA | C00036 | 0.023 | 0.008 | 0.56 | 400 | 0.997 | |
28 | Alfa-ketoglutarate | Akg | C00026 | 0.391 | 0.020 | 0.1 | 25 | 0.979 | |
29 | Uridin trifosfat | Utp | C00075 | 0.845 | 0.092 | 1.5625 | 400 | 0.998 | |
30 | Adenozin trifosfat | Atp | C00002 | 1.557 | 0.188 | 1.5625 | 400 | 0.991 | |
31 | Fumarate | FUM | C00122 | 0.576 | 0.100 | 1.5625 | 100 | 0.999 | |
32 | Piruvat | Pyr | C00022 | 5.813 | 0.804 | 0.39 | 400 | 0.993 | |
33 | Malate | MAL | C00149 | 2.548 | 0.269 | 0.1 | 400 | 0.991 | |
34 | D-gliserinaldehit 3-fosfat | Boşluk | C00118 | 2.194 | 0.367 | 0.1 | 100 | 0.974 | |
35 | Asetil-koenzim A | Aca | C00024 | 0.196 | 0.044 | 0.1 | 100 | 0.991 | |
36 | Nikotinamid adenin dinükleotid fosfat azaltılmış | NADPH | C00005 | 0.006 | 0.010 | 0.14 | 100 | 0.990 | |
37 | Fosfoenolpyruvate | Pep | C00074 | 3.442 | 0.345 | 0.1 | 100 | 0.962 | |
38 | Succinate | SUCC | C00042 | 5.683 | 0.573 | 0.1 | 320 | 0.999 | |
39 | Isokitrat | ICIT | C00311 | 0.003 | 0.006 | 0.39 | 100 | 0.998 | |
40 | Sitrat | Cıt | C00158 | 0.002 | 0.001 | 0.1 | 100 | 0.981 |
Tablo 2: Temsili cfps örneğinde metabolit nicelleştirme. Her metabolitin konsantrasyonu ve standart sapma. Algılama sınırı, doğrusallık aralığı ve standart eğrilerden tanımlanan korelasyon katsayısı.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Hücresiz sistemlerin hücre duvarı yoktur, bu nedenle karmaşık numune hazırlamaya gerek kalmadan metabolitlere ve biyosentetik makinelere doğrudan erişim vardır. Ancak, hücreiçermeyen reaksiyon sistemlerini nicel olarak sorgulamak için kapsamlı ve sağlam protokoller geliştirmek için çok az çalışma yapılmıştır. Bu çalışmada, hücresiz reaksiyon karışımlarında ve potansiyel olarak tüm hücre ekstrelerinde metabolitleri ölçmek için hızlı ve sağlam bir yöntem geliştirdik. Hücreiçermeyen reaksiyonlarda veya tüm hücre özlerinde bulunanlar gibi karmaşık karışımlarda metabolitlerin bireysel olarak sayısallaştırılması çeşitli nedenlerle zordur. Bu nedenler arasında merkezi kimyasal çeşitliliktir. Bu karışımlarda aynı anda bulunan fonksiyonel gruplar dizisi (örneğin, karboksilik asitler, aminler, fosfatlar, hidroksiller, vb.) analitik karmaşıklığı büyük ölçüde artırır. Bunu atlatmak için, metabolit karışımlarına hidrofobik bileşenleri tanıtmak için 13C dahili standartları ile birlikte bir aniline türevleştirme yöntemi kullandık. Bu yöntemi kullanarak, tek bir LC/MS çalışmasında hücresiz bir reaksiyonda 40 metaboliti sağlam bir şekilde tespit ettik ve ölçtük. Protokol bu çalışmada 40 bileşiğin 35'ini işaretederken, geri kalan 5 bileşik standart eğri yöntemi ile ölçüldü. Daha önceki çalışmalarda reaksiyon koşullarının amin ve fosfat grubu arasında intramolekülertuz oluşturduğu ileri sürülmüştür. 40 bileşiğin aynı anda türemiş olarak tevdii için reaksiyon koşulları belirlenemedi; ancak, mevcut alternatif standart bir eğri yöntemi ile nicelleştirme olduğunu. Biz hücresiz bir reaksiyon karışımı bu tekniği gösterdi iken, aynı zamanda büyük olasılıkla tüm hücre özleri uygulanabilir, böylece potansiyel hücre içi metabolitleri konsantrasyonlarının mutlak nicel izin. İkinci uygulama biyoteknoloji ve insan sağlığı önemli sorular çeşitli ilgi vardır.
Burada sunulan yöntem maya s. cerevisiae12,13bütün hücre özleri uygulanan bir önceki teknik (GSIST) dayanmaktadır. Bu çalışmada, 12 nükleotitin tümü (xMP, xDP, xTP, x'in A, C, G ve U olduğu) dahil olmak üzere tespit edilebilen ve ölçülebilen bileşiklerin sayısını genişlettik. Bu bileşiklerin eklenmesi önemli biyolojik etkileri olabilir. Örneğin, bu nükleotidler cfps uygulamalarında ilgi merkezi süreçlerden biri olan transkripsiyon ve çeviri süreçlerinde yoğun olarak yer alır ve daha genel olarak bileşikler çeşitli fizyolojik fonksiyonlarda önemlidir. Buna ek olarak, taşma metabolizmasını incelerken önemli bir metabolit olan asetik asidi tespit etmeyi başardık. Ancak, birden fazla bileşiğin sinyalin önemli bir azalma vardı çünkü çalışmaya dahil etmedi, özellikle nikotinamid adenin dinükleotid azaltılmış (NADH) ve nikotinamid adenin dinükleotid fosfat azaltılmış (NADPH) asetik asit standart karışıma eklendi. Asetik asit 612 μM'lik yüksek bir algılama limitine sahipti, bu nedenle bu yüksek seviyelerde diğer metabolitlerin sinyalleri üzerinde olumsuz bir etki yaratmıştı. Buna rağmen, asetik asit hala tespit edilebilir ve şişe sadece asetik asit ile standart bir eğri oluşturarak örneklerde ölçülebilir. Asetik asit 134.0 m/z değerine, tutma süresi 5.78 dk ve 12C-anilin ile etiketlendiğinde 612 μM ile 5000 μM (R2 = 0,986) arasında doğrusal bir aralık vardı. Kalan metabolitler birbirlerinin iyon sinyalini değiştirmedi ve CFPS metabolizmasını karakterize edecek kapsamlı bir karışımı temsil etti. Burada sunulan protokol merkezi karbon ve enerji metabolizmasında yer alan metabolitlerle sınırlıdır. Bu nedenle, mevcut yöntem, yağ asidi ve amino asit metabolizması gibi önemli olabilecek diğer yollardan metabolit bolluğunu ölçmek mümkün değildir.
Birlikte ele alındığında, glikoliz, pentoz fosfat yolu, trikarboksilik asit döngüsü, enerji metabolizması ve CFPS kofaktör rejenerasyonu dahil 40 bileşiklerin karakterizasyonu ve mutlak nicelleştirme için hızlı, sağlam bir protokol geliştirdi Reaksiyon. Yöntem 13C-anilin ile etiketlenmiş dahili standartlara güvenirken, örnek 12C-anilin ile etiketlendi. İç standartlar ve örnek bileşikler, kompleks metabolit karışımlarında bireysel metabolitlerin doğru bir şekilde ölçülmesini sağlayan iyon bastırma etkilerini birlikte eluted ve ortadan kaldırmış. Hücreiçermeyen reaksiyon karışımında tespit edilebilen ve ölçülebilen toplam 40 bileşik (asetik asit de dahil olmak üzere 41) belirledik; ancak, metabolitlerin listesi daha da genişletilebilir ve ilgi belirli biyokimyasal sürecine doğru ayarlanabilir. Böylece, yöntem hücresiz süreçlerin verim, verimlilik ve enerji verimliliğini artırmak için potansiyel olarak kritik olan hücresiz metabolizmayı karakterize etmek için sağlam ve doğru bir yaklaşım sağlar.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Acknowledgments
Açıklanan çalışma, Ulusal Kanser Enstitüsü'nden (https://www.cancer.gov/) 1U54CA210184-01 ödül numarası ile Kanser Metabolizması Fiziği Merkezi tarafından desteklenmiştir. İçerik sadece yazarların sorumluluğundadır ve Ulusal Kanser Enstitüsü'nün veya Ulusal Sağlık Enstitüleri'nin resmi görüşlerini temsil etmemektedir. Fon layıcıların çalışma tasarımı, veri toplama ve analiz, makalenin yayımlama kararı veya hazırlanmasında hiçbir rolü yoktu.
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
12C Aniline | Sigma-Aldrich | 242284 | Aniline 12C |
13C labeled aniline | Sigma-Aldrich | 485797 | Aniline 13C6 |
3-Phosphoglyceric acid | Sigma-Aldrich | P8877 | 3PG |
Acetic Acid | FisherScientific | AC222140010 | ACE |
Acetonitrile, LCMS | JT BAKER | 9829-03 | ACN |
Acetyl-coenzyme A | Sigma-Aldrich | A2056 | ACA |
Acquity UPLC BEH C18 1.7 μM, 2.1 x 150 mm Column | Waters | 186002353 | Column |
Adenosine diphosphate | Sigma-Aldrich | A2754 | ADP |
Adenosine monophosphate | Sigma-Aldrich | A1752 | AMP |
Adenosine triphosphate | Sigma-Aldrich | A2383 | ATP |
Alpha-ketoglutarate | Sigma-Aldrich | K1128 | aKG |
Citrate | Sigma-Aldrich | 251275 | CIT |
Cytidine diphosphate | Sigma-Aldrich | C9755 | CDP |
Cytidine monophosphate | Sigma-Aldrich | C1006 | CMP |
Cytidine triphosphate | Sigma-Aldrich | C9274 | CTP |
D-glyceraldehyde 3-phosphate | Sigma-Aldrich | 39705 | GAP |
Erythrose 4-phosphate | Sigma-Aldrich | E0377 | E4P |
Ethanol | Sigma-Aldrich | EX0276 | EtOH |
Fisher Scientific accuSpin Micro 17 Centrifuge | FisherScientific | Centrifuge | |
Flavin adenine dinucleotide | Sigma-Aldrich | F6625 | FAD |
Fructose 1,6-bisphosphate | Sigma-Aldrich | F6803 | F16P |
Fructose 6-phosphate | Sigma-Aldrich | F3627 | F6P |
Fumarate | Sigma-Aldrich | F8509 | FUM |
Gluconate 6-phosphate | Sigma-Aldrich | P7877 | 6PG |
Glucose | Sigma-Aldrich | G8270 | GLC |
Glucose 6-phosphate | Sigma-Aldrich | G7879 | G6P |
Glycerol 3-phosphate | Sigma-Aldrich | G7886 | Gly3P |
Guanosine diphosphate | Sigma-Aldrich | G7127 | GDP |
Guanosine monophosphate | Sigma-Aldrich | G8377 | GMP |
Guanosine triphosphate | Sigma-Aldrich | G8877 | GTP |
Hydrochloric acid | Sigma-Aldrich | 258148 | HCl |
Isocitrate | Sigma-Aldrich | I1252 | ICIT |
Lactate | Sigma-Aldrich | L1750 | LAC |
Malate | Sigma-Aldrich | 02288 | MAL |
myTXTL - Sigma 70 Master Mix Kit | ArborBiosciences | 507024 | Cell-free protein synthesis |
N-(3-dimethylaminopropyl)-N′-ethylcarbodiimide hydrochloride | Sigma-Aldrich | 03449 | EDC |
Nicotinamide adenine dinucleotide | Sigma-Aldrich | 43410 | NAD |
Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate | Sigma-Aldrich | N5755 | NADP |
Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate reduced | Sigma-Aldrich | 481973 | NADPH |
Nicotinamide adenine dinucleotide reduced | Sigma-Aldrich | N8129 | NADH |
Oxalacetate | Sigma-Aldrich | O4126 | OAA |
Phosphoenolpyruvate | Sigma-Aldrich | P0564 | PEP |
Pyruvate | Sigma-Aldrich | P5280 | PYR |
Ribose 5-phosphate | Sigma-Aldrich | R7750 | R5P |
Ribulose 5-phosphate | CarboSynth | MR45852 | RL5P |
Sedoheptulose 7-phosphate | CarboSynth | MS07457 | S7P |
Succinate | Sigma-Aldrich | S3674 | SUCC |
Tributylamine | Sigma-Aldrich | 90780 | TBA |
Triethylamine | FisherScientific | O4884 | TEA |
ultrapure water | FisherScientific | 10977-015 | water |
Uridine diphosphate | Sigma-Aldrich | U4125 | UDP |
Uridine monophosphate | Sigma-Aldrich | U6375 | UMP |
Uridine triphosphate | Sigma-Aldrich | U6625 | UTP |
VWR Heavy Duty Vortex | VWR | Vortex | |
Water, LCMS | JT BAKER | 9831-03 | WATER |
Waters Acquity H UPLC Class Quaternary Solvent Manager | Waters | LCMS | |
Waters Acquity H UPLC Class Sample Manager FTN | Waters | LCMS | |
Waters Acquity Qda detector | Waters | LCMS | |
Waters Empower 3 | Waters | Software | |
Waters LCMS Total Recovery Vial | Waters | 186000384c | LCMS Vial |
References
- Hodgman, C. E., Jewett, M. C. Cell-free synthetic biology: thinking outside the cell. Metabolic Engineering. 14, 261-269 (2012).
- Vilkhovoy, M., et al. Sequence specific modeling of E. coli cell-free protein synthesis. ACS Synthetic Biology. 7 (8), 1844-1857 (2018).
- Vilkhovoy, M., Minot, M., Varner, J. D. Effective dynamic models of metabolic networks. IEEE Life Sciences Letters. 2 (4), 51-54 (2016).
- Horvath, N., et al. Toward a genome scale sequence specific dynamic model of cell-free protein synthesis in Escherichia coli. bioRxiv. , 215012 (2017).
- Dettmer, K., Aronov, P. A., Hammock, B. D.
Mass spectrometry-based metabolomics. Mass spectrometry reviews. 26 (1), 51-78 (2007). - Hajjaj, H., Blanc, P. J., Goma, G., François, J. Sampling techniques and comparative extraction procedures for quantitative determination of intra- and extracellular metabolites in filamentous fungi. FEMS Microbiology Letters. 164 (1), 195-200 (1998).
- Ruijter, G. J. G., Visser, J. Determination of intermediary metabolites in Aspergillus niger. Journal of Microbiological Methods. 25 (3), 295-302 (1996).
- Mailinger, W., Baltes, M., Theobald, U., Reuss, M., Rizzi, M. In vivo analysis of metabolic dynamics in Saccharomyces cerevisiae: I. Experimental observations. Biotechnology and Bioengineering. 55 (2), 305-316 (1997).
- Dunn, W. B., et al. Mass appeal: metabolite identification in mass spectrometry-focused untargeted metabolomics. Metabolomics. 9 (1), 44-66 (2013).
- Huang, T., Toro, M., Lee, R., Hui, D. S., Edwards, J. L. Multi-functional derivatization of amine, hydroxyl, and carboxylate groups for metabolomic investigations of human tissue by electrospray ionization mass spectrometry. Analyst. 143 (14), 3408-3414 (2018).
- Huang, T., Armbruster, M. R., Coulton, J. B., Edwards, J. L. Chemical Tagging in Mass Spectrometry for Systems Biology. Analytical Chemistry. 91 (1), 109-125 (2019).
- Yang, W. C., Sedlak, M., Regnier, F. E., Mosier, N., Ho, N., Adamec, J. Simultaneous quantification of metabolites involved in central carbon and energy metabolism using reversed-phase liquid chromatography-mass spectrometry and in vitro 13C labeling. Analytical Chemistry. 80 (24), 9508-9516 (2008).
- Jannasch, A., Sedlak, M., Adamec, J. Quantification of Pentose Phosphate Pathway (PPP) Metabolites by Liquid Chromatography-Mass Spectrometry (LC-MS). Metabolic Profiling. Methods in Molecular Biology 708 (Methods and Protocols). Metz, T. O. , Humana Press. New York, NY. 159-171 (2011).
- Luo, B., Groenke, K., Takors, R., Wandrey, C., Oldiges, M. Simultaneous determination of multiple intracellular metabolites in glycolysis, pentose phosphate pathway, and tricarboxylic acid cycle by liquid chromatography-mass spectrometry. Journal of Chromatography A. 1147 (2), 153-164 (2007).