RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
tr_TR
Menu
Menu
Menu
Menu
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Benzer proteinlere sahip türlerin karışımlarındaki bileşenlerin tanımlanması ve miktarının belirlenmesi için bir protokol sunuyoruz. Kütle spektrometresi, tanımlama için peptitleri tespit eder ve tepe alanlarının oranlarına göre nispi nicelik verir. Dolandırıcılık tespiti için bir araç gıda olarak, yöntem sığır etinde% 1 at tespit edebilir.
Bir veya daha fazla benzer proteine sahip türlerin ikili karışımlarındaki iki bileşeni tanımlamak ve ölçmek için basit bir protokol açıklıyoruz. Yöntemin merkezinde, ilgilenilen türdeki 'karşılık gelen proteinlerin', başka bir deyişle, nominal olarak aynı olan ancak türe özgü dizi farklılıklarına sahip proteinlerin tanımlanması yer alır. Proteolize tabi tutulduğunda, karşılık gelen proteinler, aynı şekilde benzer ancak türe özgü varyantları olan bazı peptitlere yol açacaktır. Bunlar 'karşılık gelen peptitler'dir. Türe özgü peptitler, türlerin belirlenmesi için belirteçler olarak kullanılabilirken, karşılık gelen peptit çiftleri, bir karışımdaki iki türün nispi niceliklenmesine izin verir. Peptitler, karmaşık sistemlerde bile peptit bazlı türlerin belirlenmesini sağlayan oldukça spesifik bir teknik olan çoklu reaksiyon izleme (MRM) kütle spektrometresi kullanılarak tespit edilir. Ek olarak, karşılık gelen peptitlerden türetilen MRM tepe alanlarının oranı, nispi kantitasyonu destekler. Karşılık gelen proteinler ve peptitler, esas olarak, hem işlemede hem de deneysel ekstraksiyon ve numune hazırlamada benzer şekilde davranacağından, nispi kantitasyon nispeten sağlam kalmalıdır. Ayrıca bu yaklaşım, mutlak kantitasyon yöntemlerinin gerektirdiği standartlara ve kalibrasyonlara ihtiyaç duymaz. Protokol, kendi miyoglobinleri şeklinde uygun karşılık gelen proteinlere sahip olan kırmızı etler bağlamında açıklanmaktadır. Bu uygulama, gıda sahtekarlığı tespiti ile ilgilidir: yöntem, sığır etindeki at etinin ağırlığı için %1 ağırlığı tespit edebilir. MRM tepe alanı oranları kullanılarak karşılık gelen protein, karşılık gelen peptit (CPCP) nispi kantitasyonu, bir at artı sığır eti karışımının ağırlık bileşimi için ağırlığın iyi tahminlerini verir.
2013 Avrupa at eti skandalı, bir dizi süpermarket sığır etiürününde beyan edilmemiş at etinin bulunduğu 1, ette gıda sahtekarlığını tespit edebilen ve ölçebilen test yöntemlerine duyulan ihtiyacı vurgulamaktadır. Enzime bağlı immünosorbent testi (ELISA) ve DNA tabanlı yöntemler başta olmak üzere çeşitli teknolojiler araştırılmıştır2. Kütle spektrometresine dayanan alternatif bir yol, türe özgü proteinlerden ortaya çıkan türe özgü peptitleri hedefler. Burada, bir et karışımındaki tağşiş edici türlerin hem tanımlanmasını hem de nispi niceliğini sunan böyle bir peptit bazlı yaklaşımı özetliyoruz3.
Protokol, kırmızı etler bağlamında ve ağırlıkça %1 düzeyinde birbirinin varlığını belirleme arzusu çerçevesinde çerçevelenmiştir, bu seviye, bazıları tarafından kontaminasyonun aksine hileli gıda tağşişini temsil ettiği düşünülmektedir4. Yöntem, ilk olarak, tüm hedef etlerde nominal olarak 'aynı' olan bir proteinin tanımlanmasına dayanır. Etin kırmızı renginden sorumlu protein olan miyoglobin, bol miktarda bulunması, nispeten ısıya dayanıklı olması ve suda çözünür olması nedeniyle iyi bir adaydır ve daha önce etin tür tayini için kullanılmıştır5,6. Örneğin, sığır eti (Bos Taurus), domuz eti (Sus scrofa), at (Equus caballus) ve kuzu (Ovis aries)3 için miyoglobinler, gerektiği gibi, nominal olarak aynıdır, ancak dizilimleri aynı değildir. Bu dört miyoglobin gibi bu tür 'benzer ama farklı' protein grupları, uygun bir şekilde 'karşılık gelen proteinler' olarak tanımlanabilir. Bu dört miyoglobindeki dizi farklılıkları türe özgüdür: örneğin, sığır ve at için tam miyoglobin proteinleri, sırasıyla P02192 ve P68082, her biri, ikisi arasında 18 dizi farkı olan 154 amino asit içerir. Tripsin kullanılarak proteolize tabi tutulan bu proteinler, bazıları aynı olan ve bazıları bir veya daha fazla türe özgü amino asit farklılıkları gösteren iki set peptit üretir: bu nedenle karşılık gelen proteinler, karşılık gelen peptitlere yol açar.
Bu nedenle CPCP yaklaşımı, ilk olarak, bu proteinlerin türe özgü sınırlı dizi varyantları sergilediği iki veya daha fazla türden proteinleri tanımlamayı amaçlar. Bunlar karşılık gelen proteinlerdir. Proteolizi takiben, karşılık gelen proteinler, bazıları aynı şekilde ana proteinden miras alınan türe özgü dizi varyantları gösteren peptitlere yol açar. Bunlar karşılık gelen peptitlerdir. CPCP yaklaşımı, karşılık gelen peptitlerin seviyelerini izleyerek karışık bir tür örneğindeki karşılık gelen iki proteinin seviyelerini karşılaştırmak için kullanılabilir.
Bilinen peptitlerin tespiti için doğal teknoloji, çoklu reaksiyon izleme kütle spektrometresi veya MRM-MS7'dir. Türe özgü peptitler, kütle spektrometresi fragman iyonları ile birlikte, yazılım araçları tarafından önceden kolayca maddelendirilen öncü iyonlar verir. Bu listeler daha sonra kütle spektrometresine geçişler adı verilen yalnızca belirli öncüleri ve parça iyon çiftlerini kaydetmesi talimatını vermek için kullanılır. Bu nedenle, belirli bir hedef peptit, yalnızca kütle spektrometresinden önceki kromatografide tutma süresiyle değil, aynı zamanda ortak bir öncü iyonu paylaşan bir dizi geçişle de tanımlanır. Bu, kütle spektrometresi kaynağını verimli bir şekilde kullanan bilinen peptitleri tespit etmenin oldukça seçici bir yoludur.
Diğer yazarlar, peptit belirteçleri aracılığıyla, ancak farklı proteinler8-14'ten et tağşişini test etmek için kütle spektrometresi kullanmışlardır. Bununla birlikte, karşılık gelen proteinlerin kullanılması, karşılık gelen peptitler (CPCP) şeması, deneysel koşulların optimize edilebileceği anlamına gelir ve karışımdaki türlerin bilinen türe özgü geçişlerden tanımlanmasına yardımcı olur. Ek olarak, karşılık gelen proteinler ve peptitler genellikle ekstraksiyon, proteoliz ve tespit aşamalarında benzer şekilde davranacaktır. Geçiş tepe alanları kantitatif ve tekrarlanabilir olduğundan, farklı türlerden karşılık gelen peptit çiftlerinden kaynaklanan tepe alanlarının oranları, bir karışımdaki iki etin nispi miktarlarının doğrudan bir tahminini sağlar. Buna karşılık, daha geleneksel kantitasyon yolları, mutlak kantitasyon14,15 oluşturmak için referans malzemelere dayalı kalibrasyonlardan yararlanır.
Protokol, miyoglobin ve et bağlamında ana hatlarıyla belirtilmiş olsa da, miyoglobin dışındaki proteinler, potansiyel olarak protokolde değişiklikler olsa da, et karışımlarında CPCP stratejisi aracılığıyla tanımlama ve nispi miktar tayini için kullanılabilir. Ek olarak, strateji, bir veya daha fazla karşılık gelen proteini paylaşan diğer türlerin ikili karışımlarına da uygulanabilir.
Protokolün başlangıç noktası, bazı türler için satın alınabilen, ancak diğerleri için geleneksel boyut dışlama kromatografisi ile hazırlanması gereken saflaştırılmış 'referans' miyoglobindir. Referans miyoglobin hazırlama prosedürü protokole dahil edilmemiştir, ancak başka bir yerde açıklanmıştır3. Yazılım araçları16, ilgilenilen miyoglobitlerden kaynaklanan aday peptitleri ve geçişleri listelemek için kullanılır. Her referans miyoglobin, proteolize tabi tutulur ve elde edilen peptitler, hangi aday öncü iyonların ve geçişlerin en yararlı olduğunu keşfetmek ve eşleşen peptit tutma sürelerini belirlemek için sıvı kromatografi elektrosprey iyonizasyon tandem kütle spektrometresi (LC-ESI-MS/MS) ile analiz edilir. Bu aşamanın sonucu, tür tayini için uygun olan geçişleri ile birlikte gözden geçirilmiş bir hedef peptitler listesi ve nispi kantitasyon için uygun bir CPCP çiftleri listesidir. Gerçek etleri test etmek için, numune ekstraksiyonları hazırlanır ve daha sonra hem miyoglobin hem de diğer yabancı proteinlerden peptitler üretmek için proteolize tabi tutulur. Miyoglobin bazlı peptitler daha sonra listelenen geçişlerine göre LC-ESI-MS/MS tarafından izlenir. Bir karışımda bulunan türler, işaretleyici peptitlerle ilişkili geçiş zirveleri ile tanımlanır. Bir ikili karışımdaki iki etin nispi miktarlarının tahminleri, geçiş tepe alanlarının oranları kullanılarak hesaplanır. Et çiftlerinden oluşan bir dizi test karışımı, belirli bir geçiş çifti için tepe alanlarının oranının gerçek karışımlara göre kontrol edilmesine ve kalibre edilmesine izin verecektir.
1. Proteoliz ve Referans Myoglobins analizi
Kalibrasyon Örneklerinin 2. Hazırlama ve Analizler
3. Et Örnekleri
tek bir dinamik mod MRM deneyde her programlanmış geçiş ayrı kaydedilir belirli bir tutma süresi penceresi üzerinde (saniyede dedektör sayısı, cps gibi). Tüm veriler bir deneyde elde gelen bu nedenle, her bir geçiş için pik yoğunluğu ayrı ayrı elde edilebilir. Sonra sadece sonlu sinyal geçiş için belirlenen tutma süresi penceresinde içindir. Pencerenin dışında, sinyal tanımı gereği sıfırdır. Örneğin, herhangi bir geçiş için sinyal, attan 752 → 1269 (kütle 1,501.66 dalton, haberci iyon m / z 751,84 dalton, devlet = 2, fragmanı iyon y 13 şarj Monoizotopik peptid), tipik olarak ölçüm gürültü ve sadece rekabet etmek zorunda belki de diğer türlerden olabilir başka geçiş uç noktalarından korur. çıkışı, bu nedenle, ortak bir ön-madde iyonu paylaşan bu geçişler için ortak bir retansiyon süresinde temiz tepe geçiş başına bir, bir dizi.
Şekil 1, ağ / ağ% 1 bir karışımı dört geçişleri 752 → (1269, 706, 248, 1366) grubu çıkışını gösteren sığır atı. Görüntülenen dört geçişler atı ile ilişkili ve saf sığır, kuzu ya da domuz eti örneklerinde bulunmadığına olduğundan, bu zirveleri at varlığının işaretidir. gürültü seviyesi kimlik kurar için sağlamlık kriterlerine, iki veya daha fazla geçişler bir dizi bağlı olarak her bazı belirtilen sinyali aşan. Bu şekil, bu nedenle sığır, at a / a% 1 karışımında at varlığını belirler.
Bazen, bir tek izole geçiş tespit edilir. Bu kütle spektrometresi içine sistemden beklenen ve programlı olanlarla, muhtemelen bir yabancı protein, haberci iyonu ve tek parçanın bir şans maçı gösterir. Tekil tepe doğası ve beklenmedik bir alıkonma zamanında Oluşması, Sigöz ardı edilebilir bir kaza geçiş gnature.
her bir geçiş tepenin altındaki alan, tek tek hesaplanır. 767 → 1299 (sığır),. Karışımının gerçek etler oranı ile orantılı Şekil 2 bir gösterir, örneğin, → 1269 752 (ATI) için uygun bir fragmanı, sığır geçiş pik alanları at oranına bağlı sığır, at karışımında at ağırlık için yüzde ağırlığına karşı bu iki geçiş için pik alanı ile olan yüzdesinin grafiğidir. Yüzde geçiş pik alanları etin ağırlığı yüzde ağırlığını maç sonra eğim bu parselde eğim bu geçişler ve CPCP çifti için, geçiş pik alanları nispi miktarları güvenilir bir ölçü vermek olduğunu belirten, 1.03 1'dir karışımdaki iki etler. eğimi, diğer faktörler değişmeden ile numunedeki at eti, sonra sığır olarak miyoglobin iki kat zengin olsaydı Satır birden büyük olacaktır.

Şekil sığır at a / a% 1 için saklama zamana karşı 1. MRM geçiş yoğunlukları. Geçişler → (1269, 706, 248, 1366) 752 vardır, turuncu, sırasıyla, siyah, mavi ve yeşil gösterilir. işaretleyici peptit HPGDFGADAQGAMTK olup. Dört geçiş fragmanları Y'nin N peptit C-terminal ucunda N amino asitler sayma belirtir, sırasıyla y 13, y 7, Y2 ve 14 Y, ifade edilebilir. Gürültü sinyal 23 ile dört geçişler üzerinde 53 arasında değişmektedir. Ek bir kırmızı çizgi 0% atı, karşılaştırma için% 100 sığır eti için 752 → 1269 geçişi ifade eder. tutma süresi sadece sıfır olmayan bölgesi gösterilir. Bu rakam, Watson ve ark., 3 modifiye edilmiştir.es / ftp_upload / 54420 / 54420fig1large.jpg "target =" _ blank "> bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil. Arsa peptidler sığır (767) ve at (752) ve her ikisi için y 13 fragmanı iyon çifti kullanan yüzde geçiş pik alanı olarak sığır atı karşı ağırlık için yüzde ağırlık olarak sığır atı 2. Konu,. Bir pik alanı anlamına gelir, o zaman koordinatı, 100 A, H / (A, H + A B). En uygun hat (R2 = 0.99) eğimi 1.03 olduğunu. Bu rakam Watson ve ark. 3 modifiye edilmiştir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.
Benzer proteinlere sahip türlerin karışımlarındaki bileşenlerin tanımlanması ve miktarının belirlenmesi için bir protokol sunuyoruz. Kütle spektrometresi, tanımlama için peptitleri tespit eder ve tepe alanlarının oranlarına göre nispi nicelik verir. Dolandırıcılık tespiti için bir araç gıda olarak, yöntem sığır etinde% 1 at tespit edebilir.
Gıda Araştırma Enstitüsü BBSRC Temel Stratejik Hibe fonlarından, BBSRC Projesi BB/J004545/1'den mali desteği kabul ediyoruz.
| Uniprot database | www.uniprot.org | Protein dizilerinin serbestçe erişilebilen veritabanı | |
| Skyline software | www.skyline.gs.washington.edu | Proteomik çalışmalar, peptit ve fragman için hedeflenen yöntemlerin oluşturulmasını sağlayan ücretsiz yazılım Tahmin | |
| Amonyum bikarbonat | Sigma-Aldrich Co Ltd, Gillingham, İngiltere www.sigmaaldrich.com | O9830 | |
| Metanol, HPLC sınıfı | Fisher Scientific, Loughoborough, İngiltere www. fisher.co.uk | 10674922 | |
| Asetonitril, HPLC sınıfı | Fisher Scientific, Loughoborough, İngiltere www. fisher.co.uk | 10010010 | |
| Urea | Sigma-Aldrich Co Ltd, Gillingham, Birleşik Krallık www.sigmaaldrich.com | U5378 | |
| Tripsin (TPCK ile tedavi edilen sığır pankreasından) | Sigma-Aldrich Co Ltd, Gillingham, İngiltere | www.sigmaaldrich.com T1426 | |
| Formik asit ve nbsp; | Sigma-Aldrich Co Ltd, Gillingham, Birleşik Krallık www.sigmaaldrich.com | F0507 | |
| Coomassie Plus Protein Tahlil Reaktifi | Thermo Fisher Scientific www.thermofisher.com | 1856210 | |
| Protein standardı | Sigma-Aldrich Co Ltd, Gillingham, Birleşik Krallık www.sigmaaldrich.com | P0914 | |
| Ultra Turrax homojenizatör T25 | Fisher Scientific, Loughoborough, İngiltere www. fisher.co.uk | 13190693 | |
| Edmund ve Buhler KS10 laboratuvar çalkalayıcı | |||
| Heraeus Fresco 17 Santrifüj | Thermo Fisher Scientific www.thermoscientific.com | 75002420 | |
| Vakumlu santrifüj RC 1022 | Jouan | ||
| Plaka Okuyucu | |||
| Strata-X 33u polimerik ters fazlı kartuşlar 60 mg / 3 ml tüpler | Phenomenex, Macclesfield, Birleşik Krallık | 8B-S100-UBJ | |
| 4000 QTrap üçlü dört kutuplu kütle spektrometresi | AB Sciex, Warrington, İngiltere www.sciex.com | ||
| 1200 hızlı çözünürlüklü LC sistemi | Agilent, Stockport, İngiltere | ||
| XB C18 ters fazlı kılcal kolon (100 mm x 2,1 mm, 2,6 & m parçacık boyutu) | Phenomenex, Macclesfield, UK www.phenomenex.com | ||
| Analyst 1.6.2 yazılımı | AB Sciex, Warrington, UK www.sciex.com | QTrap veri toplama ve analizi, tepe alanı entegrasyonu | |
| dahil Otomatik numune alma şişeleri |