Sunulan Leo-iş akışları protein izotop etiketleme sindirir ve sentetik peptidler için izin verir. Bu zaman süreci deneyler (Şekil 1) ve kantitatif proteomikler karşılaştırmalı çalışmalar gibi proteaz araştırma için de geçerlidir. Her iş akışı iki deneysel adımlar (Şekil 2) oluşur: A) ilgili 18 O-izotop kodlanmış reaksiyonu (proteaz-katalizli peptid bölünme karar örnekleme zamanı; proteaz-katalizli karboksil oksijen alışverişi reaksiyonu; asit katalizörlü karboksil oksijen alışverişi kütle spektrometresi ve 18 O-birleşme kinetiği grafiksel gösterimi ile reaksiyonu) ve B) analizi.
A. timecourse Deneyler
I. Paleo-timecourse: proteolitik dilinimleri of Proteaz-katalizli etiketleme
- (İsteğe bağlı) proteinleri (10 uM) ve peptidler (250 uM), disülfür bağlarıyla DTT (nihai konsantrasyon 2.5 mM) ile azaltılır25 mM NH4 50, 30 dakika süre ile inkübasyonu ile HCO 3 (her ikisi de taze hazırlanmış) ° C.
- (İsteğe bağlı) Serbest sistein iodoacetamide ile alkile edilir (nihai konsantrasyon 10 mM) 25 mM NH 4 HCO3 karanlıkta oda sıcaklığında 30 dakika için inkübasyon yoluyla.
- Ilgi proteaz bağlı olarak, protein / peptid çözümleri artık tampon ve alkilleme ajanı çıkarmak için temizlenmiş olması gerekir. Protein örneklerinin için tamponlar alışverişinde peptid temizleme ve Vivaspin Santrifüj Konsantratörleri (Sartorius) için PepClean C-18 sıkma sütunlar (Termo) kullanın.
- / Çözülür değiş tokuş peptitler / 20 ul reaksiyon tamponu içinde proteaz proteinler (ECE-1: 50 mM MES-KOH, pH 5.5; tripsin: 25 mM NH 4 HCO 3, pH 8.0) ile 1:1 (v / v) nihai H 2 içeren 18 O (% 95, Sigma IsoTec).
- Önceki proteaz ilave olarak bir sıfır zaman noktası numune alımı için: Karışım reaksiyon karışımının 0.5 ul, 0.5 ul alfa siyano-4-hidroksisinnamikmatris asit (% 50 asetonitril içinde 10 mg / ml,% 0.1 TFA). Opti bir MALDI-TOF 384 hedef plaka (AB Sciex) üzerinde Noktası numune ve oda sıcaklığında çözücü damlacıkları bırakmak kuruyana kadar (yaklaşık 5 dakika).
- Iki kısım halinde reaksiyon çözeltisi bölme. Özellikle enzim için oda sıcaklığında ya da tavsiye edilen sıcaklıkta:;: birinci kısım ilgi proteaz (0.04 nM tripsin 75 nM ECE-1) ile inkübe edilir. İkinci kısım proteaz olmadan inkübe edilecek ve kontrol örneği olarak hizmet verecek. Birinci kısım proteaz-katalize 18 O-etiketleme için standart bir örneğini temsil eder ve proteolitik bölünme reaksiyonları peptid ve protein tespiti, proteolitik etkinlikler tespit edilmesi ve izlenmesi için de kullanılabilir. İkinci kısım 18 O-dahil proteaz neden olduğunu göstermek için kullanılır, bu nedenle, ne etiket veya dilinim Bu örnek için bekleniyor.
- Reaksiyon çözeltisi kısmı kaldırılması ve des olarak lekelenme ile reaksiyon takipzaman aralıklarında 5. adımı altında açıklanan şekilde değiştirin kadar formda görünüyor. Yukarıda tarif edilen reaksiyon koşulları, en fazla dört günde (yaklaşık 24 noktası) için bir proteolitik reaksiyon izlemek için kullanılır. 30 dk kadar her 5 dk örnekleme başlayın, sonra 4 gün kadar 8 saat ve her 8 saat kadar sonra 2 saat kadar her 30 dakikada, her saat nokta. Parçalanma ürünleri ilk 12 saat içinde gösterilecektir ve alt tabaka 24 saat sonra tamamen hidrolize olması gerekir. Genişletilmiş reaksiyon inkübasyon sürelerinde daha işlenir reaksiyon ara, ayrık olan stabil reaksiyon ürünleri tanımlamak için izin verir. Lekelenme süreleri ve inkübasyon sıcaklığı optimal reaksiyon örnekleme sağlamak için modülasyonlu olması, araştırma sorusu ve verilen enzim-substrat çiftleri üzerinde var olarak.
- Nihai reaksiyon zaman noktasında fark edilir ya da (B bölümü) aşağıda tarif edildiği gibi uzun lekelenme aralıkları arasında, MALDI hedef plaka MALDI-TOF/TOF MS / MS analizi ile gönderildikten sonra.
II. Paleo-timecourse: Postdigproteolitik terminallerinin estion etiketleme
- (İsteğe bağlı) proteinleri (10 uM) ve peptidler (250 uM), disülfür bağlarıyla 50 ° C'de 30 dakika inkübasyon ile 25 mM NH 4 HCO 3 (her ikisi de taze hazırlanmış) içinde DTT (nihai konsantrasyon 2.5 mM) ile azaltılır
- (İsteğe bağlı) Serbest sistein iodoacetamide ile alkile edilir (nihai konsantrasyon 10 mM) 25 mM NH 4 HCO3 karanlıkta oda sıcaklığında 30 dakika için inkübasyon yoluyla.
- Ilgi proteaz bağlı olarak, protein / peptid çözümleri artık tampon ve alkilleme ajanı çıkarmak için temizlenmiş olması gerekir. Protein tampon degişimi peptid temizleme ve Vivaspin Santrifüj Konsantratörleri için PepClean C-18 sıkma sütunları kullanın.
- Çözülür / temizlenmiş peptid ürünler / proteinler 20 ul proteaz reaksiyon tamponu içinde (örneğin tripsin: 25 mM NH 4 HCO 3, pH 8.0) değişimi (örn. tripsin tamamlanması için ilgi proteaz ve özeti: 0.04 nM; 37 ° C, 12 saat).
- PepClean C-18 sıkma sütunlarla Temizleme parçalanma ürünleri. Bu adım, kalan proteaz aktiviteleri ortadan kaldıracaktır.
- Çözülür / (tripsin: 25 mM NH 4 HCO 3, pH 8.0) 20 ul reaksiyon tamponu içinde proteaz temizlenmiş peptid ürün değişiminde 1:1 (v / v) nihai H 2. 18 O. içeren
- Önceki enzimi eklenmeyen bir sıfır zaman noktası numune alımı için: reaksiyon karışımı, 0.5 ul alfa siyano-4-hidroksisinnamik asit matris (10 mg /% 50 asetonitril ml,% 0.1 TFA) Karışımı 0.5 ul. MALDI bir hedef plaka üzerinde Noktası numune ve (yaklaşık 5 dak) kuru kadar oda sıcaklığında çözücü damlacıkları bırakın.
- Iki kısım halinde reaksiyon çözeltisi bölme. Özellikle enzim için oda sıcaklığında ya da tavsiye edilen sıcaklıkta: birinci kısım ilgi proteaz (0.04 nM örneğin, tripsin) ile inkübe edilir. İkinci kısım proteaz olmadan inkübe edilecek ve bir kontrol olarak hizmet verecek. Birincialikot proteaz katalize 18 O-postdigestion etiketleme için standart bir örneğini temsil eder ve peptid ve protein ölçümü için kullanılabilir. İkinci kısım 18 O-dahil proteaz tarafından katalize olduğunu göstermek için kullanılır, bu nedenle, hiçbir etiketleme için bu örnek bekleniyor.
- Reaksiyon alikotları çıkarırken ve bunları adım 7 altında açıklanan tespit ederek tepki uygulayın.) Zaman aralıklarında kadar formda görünüyor. Örneğin, tripsin tarafından katalize karboksil oksijen alışverişi tepkisini izlemek için bundan sonra başlangıçta yukarı 30 dakika ve her 15 dakika için her 5 dk gördü.
- Nihai reaksiyon zaman noktasında fark edilir ya da (B bölümü) aşağıda tarif edildiği gibi yakalama uzun aralıklar arasında da MALDI hedef plaka MALDI-TOF/TOF MS / MS analizi ile gönderildikten sonra.
III. Aleo-timecourse: karboksil gruplarının asit katalizörlü etiketleme
- 1:1 (v / v) t olarak 18 O-zenginleştirilmiş su ile tek tek peptidler (50 nM) inkübeo varlığında ya da% 0.1 yokluğunda (kontrol) (v / v) nihai trifluoroasetik asit (toplam hacim 30 ul).
- Numune ile 48 gün süreyle günlük reaksiyon ürünlerinin doğrudan doğruya bir MALDI hedef üzerine alfa siyano-4-hidroksisinnamik asit matris (10 mg /% 50 asetonitril ml,% 0.1 TFA) ve 0.5μl ile karışım 0.5 ul alikot eş-lekelenme plaka.
- Lekelenme aralığında ve Bölüm B de aşağıda tarif edildiği gibi MALDI-TOF/TOF MS / MS analizi için MALDI hedef plaka sunmak nihai reaksiyon zaman noktasında tespit sonra
B. MALDI-TOF/TOF MS / MS Veri Toplama ve Analizi
- Kütle spektrumları 4800 MALDI TOF / TOF Analyzer (AB Sciex) üzerinde elde edilir.
- Önce analiz, enstrüman ± 50 ppm ve maç için altı tepe asgari sayıda azami kütlesi ölçüm hatası toleransı ile peptid standartları karışımı (AB Sciex TOF / TOF cihazları kalibrasyonu için Kütle Standartları Kiti) ile kalibre edilir.
- MS spektrumları (kütle aralığı2,000 kabul edilebilir bir temel pik yoğunluğu aralığı ile adım büyüklüğü 50) - 45,000; 400 - 3.800 - 4.000 m / z) ayarlanabilir bir lazer yoğunluğu (3,400 pozitif iyon modunda kullanarak üç nüsha halinde elde edilir. Tek çekim 400 toplam çekim / spektrumu, alt-spektrumları amacıyla elde edilen, 800 alt-spektrumları sonra yürürlüğe girer koşulları durdurmak (geçmek veya başarısız) satın alınan veya 400 alt-spektrumları geçiş kabul kriterleri. Düşük miktarda numune halinde ya da kompleks biyolojik kökenli varlığında MS tespiti aralığının alt ucunun 800 m / z için yükseltilmiş olmalıdır. Buna ek olarak, LC ayrımı ile ya da yukarıda anlatıldığı gibi, bir örnek temizleme adımı ile tuz ve diğer müdahale bileşikleri çıkarmak için gerekli olabilir.
- MS veri dosyaları (. T2d dosyaları) 4000 Serisi Explorer veri toplama yazılımı ihraç ve spektral işleme ve pik algılama için MASCOT Distiller yazılımı (Matrix Bilimi) kullanır bizim in-house laboratuvar bilgi sistemi, içine alınır. İzotopik zarflardeconvoluted ve otomatik olarak Mason et al. 12 tarafından tanımlanan ve grup 9 ile uyumlu bir benzer bir algoritma kullanılarak belirlenmiştir 18 O-birleşme oranını göstermektedir. Alternatif olarak, bu tür ZoomQuant 13 ve 14 engerek gibi yazılım araçları, hem de bu tür ticari yazılım paketleri BioWorks Xpress (Thermo Fisher Scientific) ve Maskot Distiller kantitasyonu Araç Kutusu gibi (Matrix Bilim) 18 O-tipi verileri 15,16 deconvolute yapabilirsiniz. 18 O-şirketleşme oranları (yani, 16 içeren peptidler bireysel peptid izotop türlerin göreceli katkıları olarak ifade edilir O, tüm izotopik zarf ile 18 O ya da 1 18 O 2).
- Her bir timecourse deney için, moleküler kütleleri ([M + H] +) tespit edilen tüm türlerin ilişkili peptid MS verileri ve dosyaları elde değerler 100 ppm kütle genişlikte binned birer.
- Aen t üç [M + H] + bir depo doldurmak için gerekli ayarlanır. Bilinen substratlar olması halinde, kutu listesi filtrelenmiş EXPASY FindPept aracını 17 (kullanarak, substrat peptid sekansı ile tahmin proteolitik bölünme ürünleri bir liste ile karşılaştırılır http://au.expasy.org/tools/findpept.html ) ve bir 200 ppm kitle hata kabul toleransı.
- MS / MS spektrumları FindPept araç ve onlarla ilgili 18 O-birleştirmeleri var bin değerler için öngörülen parçalanma ürünleri tüm kütle değerleri için elde edilir. MS / MS veri kapalı modunda sabit lazer 4200 yoğunluğu ve CID-gaz ile 1kV reflektör pozitif iyon modunda 4800 MALDI TOF / TOF Analyzer elde edilir. 50 çekim nokta başına 40 alt-spektrumları (2,000 kare / nokta toplam verimli) toplam alt spektrumları başına randomize desen kadar elde edilir.
- MS / MS veri dosyaları (. T2d dosyaları) 4000 Serisi Explo ihraç edilmektedirrer veri toplama yazılımı ve bizim in-house laboratuvar bilgi sistemi ithal, zirveleri tespit edilir ve MS / MS tepe listeleri ilgili binned MS verileri ile ilişkilidir.
- Peptid belirlenmesi için, MS / MS tepe listeleri aşağıdaki arama parametreleri ile MASCOT arama motorunu kullanarak SwissProt veritabanı karşı aranır: Hiçbir enzim spesifitesi, 150 ppm öncül iyon ve 0.2 Da fragmanı iyon kütle toleransları.
- Peptit ayrıca kimlik Şevçenko ve diğerleri tarafından tarif edildiği gibi Y-dizi parça üzerinde karakteristik iyonlar 18 O-birleşme paternleri teyit ederek veri Explorer yazılımı (AB Sciex) kullanılarak doğrulanabilir. 18.
Spektral Zaman ve 18 O-şirketleşme Arsalar C. Hazırlanması
Spektral süresi araziler: Bir kullanarak her reaksiyon süresi noktası için MS veri dosyaları (. T2d dosyaları) olarak Veri Explorer yazılım ihraç edilmektedir ASCII dosyalarımakro ve veri analizi ve grafik yazılım programı (originlab örneğin Kökeni) ithal ve şelale araziler (Şekil 3) olarak görüntülenir.
18 O-kuruluş grafikleri: Her binned peptid bölünme ürün için, bireysel peptid izotop türlerin göreceli katkıları (16 O, 18 O 1 veya 18 O 2) her reaksiyon zamanı noktalarında ayıklanır ve (Şekil 4) Zamana karşı çizilen.