Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

Bakterilerde İnorganik Polifosfat Miktarının Belirlenmesi için Bir Test

517 görüntülenme

29 Ağustos 2025

Bu makalede

Özet

Kaynak: Pokhrel, A., et al. Bakterilerde İnorganik Polifosfat Deneyi. J. Vis. Uzm. (2019).

Bu video, bakteri örneklerinde inorganik polifosfatı (poliP) ölçmek için bir kolorimetrik testi göstermektedir. Prosedür, poliP'nin enzimatik olarak serbest fosfata dönüştürülmesini içerir, bu daha sonra mavi renkli bir kompleks oluşturmak için molibdat ve askorbik asit ile reaksiyona girer. Bu kompleksin absorbansını bilinen fosfat konsantrasyonlarının standart bir eğrisi ile karşılaştırarak, bakteri numunelerindeki poliP içeriği doğru bir şekilde ölçülebilir.

Protokol

1. Polifosfat Ekstraksiyonu için Numunelerin Toplanması

  1. PoliP içeriğini belirlemek için ilgili koşullar altında bakteri yetiştirin. Bu protokol için, Lactobacillus reuteri'yi sistein içermeyen malik enzim indüksiyonu (MEI-C) ortamında çalkalamadan gece boyunca 37 ° C'de büyütün.
  2. 1.5 mL'lik bir mikrosantrifüj tüpünde santrifüjleme ile toplam 50 – 100 μg hücresel proteine kadar yeterli hücreyi toplayın (aşağıdaki 3. adıma bakın). E. coli için bu, 0.2 - 0.4 arasında bir A600'de 1 mL'lik bir log faz kültürüdür. L. reuteri için bu, bir gecede 1 mL kültürdür. İlgilenilen diğer türler için gerektiği gibi ayarlayın.
  3. Süpernatanı hücre peletlerinden tamamen çıkarın.
  4. Hücre peletlerini 250 μL GITC lizis tamponunda (4 M guanidin izotiyosiyanat, 50 mM Tris-HCl, pH 7) yeniden süspanse edin ve 95 ° C'de 10 dakika inkübe ederek parçalayın. Lizatları -80 ° C'de saklayın.
    NOT: Yüksek sıcaklıkta uzun süreli inkübasyon, poliP'nin hidroliz yoluyla bozulmasına neden olabileceğinden, lizis süresi ile tutarlı olun. Lizatlar -80 °C'de süresiz olarak saklanabilir.
    DİKKAT: Guanidin izotiyosiyanat kaotropik bir tuzdur ve eldivenlerle kullanılmalı ve tehlikeli atık olarak atılmalıdır.

2. Hücre Lizatlarının Protein İçeriğinin Ölçülmesi

  1. GITC lizis tamponunda 0, 0.1, 0.2 ve 0.4 mg mL-1 BSA içeren sığır serum albümini (BSA) standartlarını hazırlayın.
    NOT: GITC, Bradford testinin renk gelişimini etkilediğinden, BSA standartlarının GITC'de yapılması önemlidir. BSA standartları -20 °C'de süresiz olarak saklanabilir.
  2. 5 μL çözülmüş, iyi karıştırılmış hücre lizatları ve 96 oyuklu berrak bir plakada kuyucukları ayırmak için BSA standartları.
  3. Her oyuğa 195 μL Bradford reaktifi ekleyin ve bir plaka okuyucuda 595 nm'de (A595) absorbansı ölçün (bkz. Malzeme Tablosu).
  4. y = mx + b formülünü kullanarak BSA standart eğrisi ile karşılaştırılarak her bir oyuktaki protein miktarını hesaplayın, burada y A595'tir, x BSA'nın μg'sidir, m standart eğrinin eğimidir ve b standart eğrinin y-kesişimidir. Her numunedeki toplam mg proteini belirlemek için elde edilen değeri 0.05 ile çarpın.

3. Polifosfatın Çıkarılması

:
  1. Her GITC ile parçalanmış numuneye 250 μL% 95 etanol ekleyin ve karıştırmak için girdap yapın.
  2. Bu karışımı bir silika membran döndürme kolonuna uygulayın ve 16.100 x g'da 30 saniye santrifüjleyin.
  3. Akışı atın, ardından 750 μL 5 mM Tris-HCl (pH 7.5), 50 mM NaCl, 5 mM etilendiamintetraasetik asit (EDTA)%50 etanol ekleyin ve 16.100 x g'da 30 saniye santrifüjleyin.
  4. Akışı atın ve 2 x g'da 16,100 dakika santrifüjleyin.
  5. Kolonu temiz bir 1.5 mL mikrofüj tüpüne yerleştirin ve 150 μL 50 mM Tris-HCl (pH 8) ekleyin.
  6. Oda sıcaklığında 5 dakika inkübe edin, ardından 8.000 x g.NOT: İstenirse, elüatlar -20 °C'de en az 1 hafta saklanabilir.

4. Sindirim Polifosfatı

  1. 50 mM Tris-HCl'de (pH 8) 0, 5, 50 veya 200 μM potasyum fosfat içeren standartlar hazırlayın.
    NOT: Potasyum fosfat standartları oda sıcaklığında süresiz olarak saklanabilir.
  2. Her fosfat standardının 100 μL'sini ve ekstrakte edilmiş poliP numunelerini 96 oyuklu şeffaf bir plakanın ayrı kuyucuklarına alıkoyun.
  3. (Örnek başına): 30 μL 5x ScPPX reaksiyon tamponu (100 mM Tris-HCl, 25 mM MgCl2, 250 mM amonyum asetat, pH 7.5)13, 19 μL H2O ve 1 μL saflaştırılmış ScPPX (1 mg mL-1) içeren bir ana karışım hazırlayın.
  4. 96 oyuklu plakanın her bir oyuğuna 50 μL ana karışım ekleyin. 37 °C'de 15 dakika inkübe edin.
    NOT: İstenirse, sindirilmiş poliP numuneleri -20 °C'de süresiz olarak saklanabilir.

5. Serbest Fosfatın Tespiti

  1. 0.185 g antimon potasyum tartaratı 200 mL su içinde çözerek, 150 mL 4 N H2S04 ekleyerek, ardından 1.49 g amonyum heptamolibdat ekleyerek tespit çözeltisi bazını hazırlayın. Çözünmesi için karıştırın ve ardından 456 mL'lik son hacme getirin. Partikülleri gidermek için solüsyonu filtreleyin ve 1 aya kadar 4 °C'de ışıktan korunarak saklayın.
  2. 1 M askorbik asitten oluşan bir stok çözeltisi hazırlayın. 4 °C'de 1 aya kadar ışıktan koruyarak saklayın.
  3. 9.12 mL algılama çözeltisi bazını 0.88 mL 1 M askorbik asit ile karıştırarak her gün yeni bir çalışma tespit çözeltisi stoğu hazırlayın. Kullanmadan önce algılama solüsyonunun oda sıcaklığına gelmesine izin verin.
  4. Her numuneye 50 μL algılama çözeltisi ekleyin ve 96 oyuklu plakada standart hale getirin ve renk gelişimine izin vermek için oda sıcaklığında yaklaşık 2 dakika inkübe edin.
  5. Bir plaka okuyucu ile 882 nm'de absorbansı ölçün ve potasyum fosfat standart eğrisiyle karşılaştırarak her numunenin fosfat konsantrasyonunu hesaplayın.
    DİKKAT: Tespit çözeltisi toksik tuzlar ve güçlü asitler içerir. Eldiven giyin ve fazla çözeltiyi toksik atık olarak değerlendirin.

6. Hücresel Polifosfat İçeriğinin Hesaplanması

Adım
  1. 5.5'te belirlenen fosfat konsantrasyonlarını, aşağıdaki formüle göre her bir hücre lizatında poliP türevi fosfatın nanomollerine dönüştürün:
    nmol poliP = 1.5 x (μM fosfat / 10)
    NOT: Adım 5'teki standart eğri tabanlı yöntem, adım 4.2'de alıntılanan her 100 μL poliP numunesindeki fosfat konsantrasyonunu (μM cinsinden) belirler. Bu konsantrasyonu bir nmol sayısına dönüştürmek için, 100 μL, L cinsinden bir hacim vermek için 106'ya bölünür, konsantrasyon (μmol L-1) ile çarpılır, ardından 1.000 ile çarpılır (bir μmol'deki nmol sayısı). Bu, konsantrasyonun 10'a bölünmesine neden olur. 3. adımda hazırlanan toplam ekstrakt hacmi 150 μL'dir, bu nedenle tüm ekstraktta bulunan fosfatın nmolünü hesaplamak için elde edilen değeri 1.5 ile çarpmak gerekir.
  2. Adım 1.4'te belirlenen her numunede nmol poliP'yi mg toplam proteine bölerek hücresel poliP içeriğini toplam hücresel proteine normalleştirin. PoliP seviyeleri, tek tek poliP'den türetilmiş serbest fosfatın konsantrasyonu cinsinden ifade edilir.
    NOT: Bazı durumlarda, bir numunede bulunan poliP'den türetilmiş fosfat miktarı, fosfat standart eğrisinin doğrusal aralığının dışına düşebilir. PoliP seviyeleri çok yüksekse, adım 3.6'daki fazla poliP içeren elüat, gerektiği gibi 1:10 veya 1:100 oranında seyreltilebilir ve daha sonra adım 4 ila 6'da açıklandığı gibi tekrar ölçülebilir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
E. coli BL21(DE3)Millipore Sigma69450
LB et suyuFisher ScientificBP1427-2E. coli büyüme ortamı
ampisilinFisher ScientificBP176025
sodyum klorür (NaCl)Fisher ScientificS27110
magnezyum klorür (MgCl₂)Fisher ScientificBP214-500
Bradford reaktifiBio-Rad5000205
Tris tamponuFisher ScientificBP1525
hidroklorik asit (HCl)Fisher ScientificA144-212Tris tamponlu çözeltilerin pH'ını ayarlamak için
potasyum klorür (KCl)Fisher ScientificP217500
gliserolFisher ScientificBP2294
10x MOPS orta karışımıTeknovaM2101E. coli büyüme ortamı
glikozFisher ScientificD161
monobazik potasyum fosfat (KH₂PO₄)Fisher ScientificBP362-500
dibazik potasyum fosfat (K₂HPO₄)Fisher ScientificBP363-500
kurutulmuş maya özütüFisher ScientificDF0886-17-0
triptonFisher ScientificBP1421-500
magnezyum sülfat heptahidratFisher ScientificM63-50
manganez sülfat monohidratFisher ScientificM113-500
guanidin izotiyosiyanatFisher ScientificBP221-250
sığır serum albümini (proteaz içermez)Fisher ScientificBP9703100
şeffaf düz tabanlı 96 oyuklu plakalarSigma-AldrichM0812-100EAherhangi biri şeffaf 96 kuyulu plaka çalışacak
Tecan M1000 Sonsuz plaka okuyucuTecan, Inc.uygulanamaz595 ve 882 nm'de absorbansı ölçebilen herhangi bir plaka okuyucu etanol çalışacaktır
Fisher Scientific04-355-451
silika membran döndürme kolonlarıEpoch Life Science1910-050/250
etilendiamintetraasetik asit (EDTA)Fisher ScientificBP120500
1,5 mL mikrofüj tüpleriFisher Scientific
amonyum asetatFisher ScientificA637-500
antimon potasyum tartratFisher ScientificAAA1088922
4 N sülfürik asit (H₂SO₄)Fisher ScientificSA818-500
amonyum heptamolibdatFisher ScientificAAA1376630
askorbik asitFisher ScientificAC401471000
NC9580154

Etiketler

Polifosfat AnaliziEnzimatik D n mFosfat TespitiKolorimetrik AnalizStandart E riAbsorbans l mEkzopolifosfatazMolibdat ReaksiyonuBakteriyel rnekler