Method Article
مجموعة مباشرة إلى الأمام من الأساليب لعزل وتحديد هوية من البروتينات الأكثر وفرة وأعرب في العضلات والهيكل العظمي. ويستشف حوالي 800 البقع على هلام ثنائي الأبعاد من العضلات 10 ملغ ، وهذا يسمح لتحديد نوع الجنس تعبير البروتين. هذه الأساليب سوف تعطي نتائج تعادل في معظم الأنسجة.
ويتحدد في المقام الأول تقلص العضلات والهيكل العظمي الإجمالي في عدد صغير نسبيا من البروتينات مقلص ، ولكن هذا النسيج هو أيضا قابل للتكيف بشكل ملحوظ إلى عوامل بيئية مثل تضخم 1 التي تمارس المقاومة وضمور بواسطة الترك. وبالتالي فإنه يسلك إعادة عرض والتكيف مع الضغوطات (الحرارة ، ونقص التروية ، والمعادن الثقيلة ، الخ.) 2،3. يمكن أن يحدث ضرر لعضلة من قبل قوة العضلات في حين تبذل التطويل ، ما يسمى ب 4 انكماش غريب الأطوار. يمكن أن تتلف البروتينات مقلص في مثل الاجهاد وتحتاج إلى إصلاح ، المتردية و / أو resynthesized ، وهذه المهام ليست جزءا من البروتينات مقلص ، ولكن من البروتينات الأخرى أقل توافرا في الخلية. لتحديد ما ينطوي فرعية من البروتينات في تحسين هذا النوع من الضرر ، لا بد من إنشاء بروتيوم العالمية قبل التمرين 5 ثم تبعها بعد ذلك إلى ممارسة لتحديد الفرقتعبير البروتين وبالتالي تسليط الضوء على البروتينات مرشح في التكيف مع الأضرار وإصلاحها. وعلاوة على ذلك ، أجريت معظم الدراسات من الهيكل العظمي والعضلات على الذكور من الأنواع ، وبالتالي قد لا تكون ممثلة للعضلة الإناث.
في هذه المقالة نقدم طريقة لاستخراج البروتينات بتكاثر من عضلات الذكور والإناث ، والتي تفصلها عن طريق الكهربائي للهلام ثنائي الأبعاد تليها عالية التصوير الرقمي القرار 6. وهذا يوفر بروتوكول للبقع (والبروتينات التي تم تحديدها لاحقا) التي تظهر إحصائيا (P <0.05) شقين زيادة أو نقصان ، تظهر أو تختفي من سيطرة الدولة. ثم يتم استئصال هذه ، ويتفاعل مع التربسين ومفصولة اللوني السائل ذات الضغط العالي بالإضافة إلى مطياف الكتلة (LC / MS) لتحديد البروتين (LC / MS / MS) 5. ويمكن استخدام هذه المنهجية (الشكل 1) في العديد من الأنسجة مع قليل من دون تعديل (الكبد والمخ ، والاستماعر الخ).
1. إعداد نموذج
2. تركيز البروتين تقدير
استخدام مقايسة لوري 7 أو 8 مقايسة BCA (بيرس) ، تهدف لنحو 4.5 -1 مل ملغ.
3. تركز كهرساوي
الجهد | مرة | فولت ساعة | المنحدر | |
الخطوة 1 | 250 | 20 دقيقة | خطي | |
الخطوة 2 | 8000 | 2.5 ساعة | خطي | |
الخطوة 3 | 8000 | 40000 | سريع | |
مجموع | 6.5 ساعة | 40000 |
الجدول 1. ثلاث خطوات بروتوكول الخلية IEF متلون عن 11 سم IPG الشرائط.
4. SDS الكهربائي هلام بولي أكريلاميد
5. هلام التصوير والتحليل
6. في جل الهضم تريبسيني
لهذه الخطوة ، وفي تعديل بيرس جل تريبسيني كيت دايجست (# 89871X ، بيرس) يستخدم البروتوكول.
7. الميكروسكيل تحلية مقتطفات الببتيد
8. تحديد بروتين عن طريق قياس الطيف الكتلي ، إلى جانب HPLC
9. ممثل النتائج :
الذكور والإناث غير ممارس ، تم استخراج الهيكل العظمي والعضلات الفئران (ذات الرأسين العضدية) وخدمتهم في خريطة ثنائية الأبعاد 5 ، المستوى الأول من العضلات النسبية بروتيوم (الشكل 2). تصور مرة واحدة عالية الدقة باستخدام التصوير الرقمي ، وتم الكشف عن بقع البروتين حوالي 800 في كل منهما. باستخدام الخريطة الذكور بروتيوم كأساس ، فإنه من الواضح أن هناك العديد من النقاط التي تتغير في وفرة في بروتيوم الإناث. شدة البقعة هي تدابير التغيير في كميات البروتين (الشكل 3). هويات من البقع البروتين الذي تغير أكثر من المثلين (صعودا أو هبوطا) ، وإحصائيا (P <0.05) مع الفئران ن = 5 ، هي التي تحدد تسلسل الحمض الأميني تحليل السائل باستخدام الطيف الكتلي اللوني جانب. هذه النتائج تبين أن الإناث تدل على وجود انخفاض في الإنزيمات وفرة الطاقة واستقلاب السكر في كيناز الكرياتين الأشكال الإسوية (CK) الانزيم ، وإمدادات الطاقة المختلفة في نظام العضلات. كل من البشر والحيوانات عرض أعلى مستويات مصل الذكور CK في الراحة والتمرين التالي 9،10 ، ولكن مستويات مصل CK لا تتطابق بالضرورة مع مقدار من الاضطراب myofibrillar 11،12. هذه مثنوية الشكل بين الجنسين في وفرة من CK الخلوية في الفئران العضلة ذات الرأسين العضدية هي رواية finding5 وربما الإجابة على مختلف المستويات CK فيزيولوجيا المصل.
الأرقام :
g1.jpg "/>
الشكل 1. إن التخطيطي الشامل لبروتوكول لالبروتيوميات نسبية. وينقسم البروتوكول إلى ثلاث مجموعات : إعداد العينات ، وتحليل عينة ، وتحديد البروتين. تنتهي كل من هذه المجموعات الثلاث من البروتوكولات هي أيضا معقولة أماكن التوقف ، على الرغم من حصل على أفضل النتائج إذا تم تنفيذ بروتوكول العام من دون توقف.
الشكل 2. مقارنة بين الإناث الفئران البروتين ذات الرأسين العضدية البقع بالنسبة لبقع مماثلة في ذات الرأسين العضدية الذكور (الدوائر الخضراء س). وحلقت البقع التي زادت أكبر من أو يساوي بين ضعفين في الإناث الحمراء (س) ، وحلقت تلك التي انخفضت أقل من أو يساوي بين ضعفين الأزرق (س).
الشكل 3 تحليل كثافة جل سبوت : المحور السيني ، الإناثقبل التمرين (السيطرة ، ن = 5) ؛ Y محور واحد الإناث نوبة 0 ساعة الوقت نقطة المجموعة (ن = 5). خط الانحدار : معامل الارتباط = 0،919 ؛ المنحدر = 0.976 ؛ اعتراض = -0.0293. النقاط فوق وتحت الخط الاحمر الخط الازرق تغيير أكثر من + / -- شقين.
الأسلوب البروتيوميات LC / MS المقدمة هنا هو بروتوكول الأكثر موثوقية وقابلة للتكرار لإجراء تحليل سريع لمستوى الأول للبروتيوم العضلات والهيكل العظمي. فإنه يسمح للمقارنة وسيلة معقولة من الدقة بين الجنسين. والبروتينات وفرة منخفضة تتطلب تجزيء عينة العضلات لإزالة أكبر عدد ممكن من البروتينات مقلص وقت ممكن ، وبالتالي زيادة وفرة البروتينات منخفضة. ويمكن تفصيل ملف بروتيوم أن يتحقق مع اختلاف شرائح الأس الهيدروجيني IPG نطاق والمواد الهلامية بديل نسبة الانحدار اذا شئت. البقع الفلورسنت أكثر حساسية موجودة ، ولكن من المستحسن أن كل مختبر تحديد الخطي من هذه البقع في النظام. لمزيد من التحليل الدقيق لتعبير البروتين نظام DIGE (ثنائي الأبعاد في النظام الكهربائي ، جل ، وجنرال الكتريك للرعاية الصحية علوم الحياة) يمكن استخدامها ، ولكن هذا لا تضيف مستوى من التعقيد إلى المنهجية. كذلك ، يمكن استخدام بروتوكول الموصوفة هنا مع معظم العانيسوء الأنسجة التي تم تسلسل الجينوم ، فضلا عن التسلسل دي نوفو من البروتين من أي مصدر ، ما دام يمكن أن تحل على هلام ثنائي الأبعاد ، حيث يمكن أن تتولد شظايا الأنزيمية تداخل باستخدام أنزيمات عالية النقاء بالإضافة لالتربسين. قد عينات الأنسجة من مصادر أخرى تتطلب بعض التعديلات في منهجية الاستخراج ، وخصوصا اذا يبحث عن بروتينات الغشاء ومسعور ، ومع ذلك ، كانت لدينا نتائج جيدة باستخدام هذا البروتوكول مع القلب والكبد والكلى وأنسجة المخ. قد يتم الكشف عن الأخرى في مرحلة ما بعد متعدية التعديلات عن طريق تعديل قاعدة بيانات الطيف معايير البحث الشامل. باختصار ، لقد قدمنا بروتوكول مفصلة معقول الأولية لتحليل التنميط بروتيوم.
الإعلان عن أي تضارب في المصالح.
نشكر يوتيان غان لاستخدام الشكل 3. وأيد هذا العمل من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم 0420971 ، وكلية سميث Blakeslee ، Wilens هولمز والصناديق ، ومعهد هوارد هيوز الطبي.
Name | Company | Catalog Number | Comments | |
اسم الكاشف | نوع | شركة | فهرس العدد | تعليقات |
---|---|---|---|---|
PepClean C - 18 سبين أعمدة | مستهلكات | ThermoFisher علمي | PI - 89870 | |
متآلف Pepswift العمود (100um × 5 سم) | مستهلكات | Dionex | 162348 | |
المعيار مسبقة الصنع 10.5 ٪ -14 ٪ ، حمض الهيدروكلوريك تريس SDS بولي أكريلاميد المواد الهلامية | مستهلكات | BioRad | 345-0106 | |
Readystrip شرائط IPG | مستهلكات | BioRad | تفاوت درجة الحموضة نطاقات | |
حامض الخليك | الكاشف | فيشر العلمية | A465 - 1 | |
الأسيتون | الكاشف | Pharmco | 329000 | |
أسيتونتريل | الكاشف | فيشر العلمية | A955 | |
Agarose | الكاشف | BioRad | 163-2111 | غطاء حل |
بيكربونات الأمونيوم | الكاشف | Fluka | 40867 | |
زرقة البروموفينول | الكاشف | فيشر العلمية | BP114 | |
الحيوي Lyte Ampholytes | الكاشف | BioRad | تفاوت درجة الحموضة نطاقات | |
الفصول | الكاشف | USB | 13361 | |
Commassie الزرقاء R - 250 | الكاشف | ThermoFisher علمي | 20278 | |
Dithiothreitol (DTT) | الكاشف | USB | 15395 | |
حمض الفورميك | الكاشف | ThermoFisher علمي | 28905 | |
الغليسيرول | الكاشف | سيغما الدريخ | G6279 | |
جليكاين | الكاشف | USB | 16407 | |
Iodoacetamide | الكاشف | سيغما الدريخ | I6125 | |
الميثانول | الكاشف | فيشر العلمية | A452 | |
الزيوت المعدنية | الكاشف | BioRad | 163-2129 | |
كبريتات الصوديوم دوديسيل | الكاشف | سيغما الدريخ | L6026 | |
قاعدة تريس | الكاشف | سيغما الدريخ | 93349 | |
تريس [2 - carboexyethyl] الفوسفين | الكاشف | ThermoFisher علمي | 77720 | |
التربسين Endoproteinase ، TPCK يعامل الصف MS ، | الكاشف | ثقب | 90055 | تعديل |
اليوريا | الكاشف | USB | 75826 | |
ماء | الكاشف | وBurdick جاكسون | 365 | |
Centrivap المكثف | Tool | Labconco | ||
Exquest بقعة القاطع | أداة | BioRad | ||
LCQ عشاري XP ماكس أيون فخ مطياف الكتلة | أداة | ThermoFisher علمي | ||
بمحركات مدقة | أداة | Kontes كورب | ||
البولي بروبلين التحريك | أداة | BioSpec برود | ||
قضبان | ||||
متلون IEF الخلية | أداة | BioRad | ||
Sonicator | أداة | برانسون | ||
مساح بلس HPLC نظام | أداة | ThermoFisher علمي | ||
VersaDoc التصوير نظام | أداة | BioRad |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved