Method Article
רמת תגובתי מינים החמצן הוא גבוה כאשר תאים נתקלים בתנאי עקה. כאן אנו מציגים דוגמה מכתים diaminobenzidine '3'-3, כמו גם תיוג cysTMT ו ספקטרומטריית מסה לפרופיל proteome חיזור ב Pseudomonas syringae טיפול עלים עגבניות.
Pseudomonas syringae PV. עגבניות DC3000 זן לא רק גורם למחלות גרגר החיידקים Solanum lycopersicum אלא גם על מינים Brassica, כמו גם על thaliana ארבידופסיס, צמח צייתן גנטית 1,2 המארח. הצטברות של מינים החמצן מגיב (ROS) ב cotyledons מחוסן עם DC3000 מצביע על תפקידו של ROS במוות ויסות תא נמקי בעת מחלה חיידקית גרגר של עגבניות 3. מי חמצן, מרכיב של ROS, מופק לאחר חיסון של שיחי עגבניות עם Pseudomonas 3. מי חמצן ניתן לאתר באמצעות histochemical כתם diaminobenzidine 3'-3 "(DAB) 4. מכתים DAB מגיב עם מי חמצן כדי לייצר חום כתם 4 רקמת העלה. ROS יש תפקיד הרגולציה של הסביבה חמזור הסלולר, אשר יכול לשנות את הסטטוס חיזור של חלבונים מסוימים 5. ציסטאין היא חומצה אמינית חשובה רגישחמזור שינויים. תחת חמצון קל, חמצון הפיך של קבוצות ציסטאין sulfhydryl משמש חיישנים חמזור ו מתמרים האות המווסתים מגוון תהליכים פיזיולוגיים 6,7. טנדם המוניים תג (TMT) ריאגנטים לאפשר זיהוי משתף מרובב quantitation של חלבונים בדגימות שונות באמצעות טנדם ספקטרומטריית מסה 8,9. את תגובתי ציסטאין-TMT (cysTMT) ריאגנטים לאפשר תיוג סלקטיבי quantitation היחסי של ציסטאין המכיל פפטידים ממרחק של עד שש דגימות ביולוגיות. כל תג cysTMT isobaric יש אותה מסה הורה הנומינלי מורכב קבוצה sulfhydryl-reactive, הזרוע MS-נייטרלי spacer ואת הכתב MS / MS 10. לאחר תיוג, הדגימות היו נתונים העיכול פרוטאז. פפטידים ציסטאין, שכותרתו היו מועשר באמצעות שרף המכיל נוגדנים נגד TMT. במהלך ניתוח MS / MS, סדרה של יוני הכתב (כלומר, 126-131 דה) מופיעים באזור מסה נמוכה, מתן מידע על quantitation יחסית.זרימת עבודה יעילה להפחתת המורכבות המדגם, שיפור טווח דינמי ולומדים שינויים ציסטאין. כאן אנו מציגים ניתוח proteomic חיזור של עגבניות ה-pst DC3000 מטופלים (Rio Grande) עוזבת באמצעות טכנולוגיית cysTMT. שיטה זו תפוקה גבוהה יש פוטנציאל להיות מיושם על לימוד אחרים חמזור מוסדר תהליכים פיזיולוגיים.
1. גידול שתילים וחיידקים הכנת
2. חיסון של עגבניות עם pst ו-H 2 O 2 Histochemical הכתם
3. הפקת החלבון
4. לדוגמא הכנה וסימון פפטיד עם cysTMTs
5. הסרת הפירוק ללא הגיב לדוגמא תג
6. לדוגמא העשרה של cysTMT שכותרתו למוצרי פפטידים
7. המוני ניתוח ספקטרומטריית
8. מסד הנתונים חיפוש quantitation
9. נציג תוצאות
תמונה מייצגת של עגבניות עלה צמח מלאה עלה Pseudomonas הוא מחוסןשמוצג באיור 1. ההבדל בין שליטה מטופלים שטופלו Pseudomonas עלים הוא ציין. לאחר העלים מוסרים ומוכתם באמצעות DAB, תהליך דה מכתים מאפשר כתם histochemical להראות סימנים של ROS ברקמה עלה (איור 2). איור 2 א הוא נציג של עלה שליטה עם כתמים לא. 2B איור מייצג עלה שטופלו מכתים Pseudomonas וחיובי לייצור H 2 O 2. דוגמה של פלט נתונים Proteome Discover של חלבון מווסת חמזור דיפרנציאלי מוצגת באיור 3. חלבון זה הוא ferredoxin-1 ידוע חמזור חלבון מוסדר 14 ו הוכח למלא תפקיד בהגנה על עגבניות Pseudomonas PV syringae 15. עוצמת שיא מלאה בין דגימות מחוסן משמש להשיג כימות יחסי, אשר הראו שינויים משמעותיים ferredoxin-1 תקנה חיזור (p <0.05). פסגות בעוצמה גבוהה עולה כי חלבון זה הוא מתחמצן בתגובה לטיפול הפתוגן. איור 4 הוא דוגמה של פלט נתונים Proteome Discover של חלבון שיש לו תקנה חיזור דומה של חלבון בין שליטה לבין מדגם מחוסן. פסגות בעוצמה דומה מציע את נוכחותו של אג"ח דיסולפיד לא מוסדר על ידי שינוי בטיפול. השיטה תהיה מהפכה כמה מדענים לזהות cysteines תגובה חמזור ו disulfides 10.
באיור 1. תמונה מייצגת של עגבניות מחוסן עוזב עם פתרון שליטה (א) ו Pseudomonas (ב ').
איור 2. התמונה נציג מכתים DAB של עגבניות מחוסן עוזב עם פתרון שליטה (א) ו Pseudomonas (ב '). העלים היו מוכתמים באמצעות diaminobenzidine '3'-3. כלורופיל הוסר מעלי ידי הרתחת באתנול 95%. צביעה כהה מעיד על קיומו של H 2 O 2. רק עלים מחוסן עם התרבות חיידקים הראו כתמים כהים.
איור 3. דוגמה של פלט Proteome נתונים של Discover ferredoxin-1, חלבון מווסת חמזור דיפרנציאלי 14. עוצמת שיא מעל השיא זה משמש כימות מוחלטת. עוצמת שיא מלאה בין דגימות מחוסן משמשלבצע כימות יחסי.
איור 4. דוגמה של פלט נתונים Proteome Discover של חלבון שיש לו עוצמת שיא דומה בין שליטה לבין מדגם מחוסן. פסגות בעוצמה דומה מציע את נוכחותו של אג"ח דיסולפיד לא מוסדר על ידי שינוי בטיפול.
פרוטוקול זה מספק מידע על ביצוע מכתים DAB כמו גם cysTMT שכותרתו כימות ציסטאין חיזור. נהלים אלה מועילים לבחון ייצור של ROS, כמו גם השפעה על ויסות חלבון כאשר Solanum lycopersicum הוא מחוסן עם Pseudomonas syringae. השיטות שהוצגו בפרוטוקול זה מספק דרך לבחון ROS בדגימות עלים שלמים בצורה שגורמת את הכמות המינימלית של פגיעה רקמת העלה. הליך תיוג מספק דרך לבחון חלבונים מוסדר חמזור פוטנציאלי על ידי ניצול שיטת תיוג ציסטאין. זה מועיל כאשר בוחנים בשלב מוקדם של תגובת הלחץ.
שיטות כגון תג איזוטופ מקודדת זיקה (ICAT) ו cysTMT ניתן להשתמש בבדיקת פוטנציאליים חלבונים מוסדרים חמזור של דגימות ביולוגיות. ICAT מאפשר תיוג והשוואה של שני מדגמים 12. שתי השיטות לתייג cysteines בחינם והוא יכול לשמש חלבון quantification 10,12. עם זאת, השיטה cysTMT מאפשר ירידה וריאציה ניסיוני וכן ריבוב 10. מספר התגים זמינים מאפשר לחוקרים כוללים משכפל או דוגמאות רבות בתכנון הניסוי שלהם. שיש דוגמאות יותר מספק פוטנציאל למספר גבוה יותר של חלבונים המזוהים. החיסרון העיקרי של השיטה cysTMT היא שזה פוגע באיכות הכוללת של זיהוי החלבון בגלל הצעדים העשרה סלקטיבית cysTMT שכותרתו למוצרי פפטידים (6.5-6.6). מספר פפטידים לזיהוי החלבון תלוי בעיקר במספר שאריות ציסטאין ברצף החלבון. בעיה זו ניתן להתגבר על ידי הגשת חלק מדגם tryptic לפני העשרה לזיהוי ספקטרומטריית מסה חלבון.
בשל אופיו של עיצוב ניסיוני, כמו גם מנגנון תיוג כי שיטת cysTMT מנצל, צעדים מסוימים הן קריטיות. בעת ביצוע חלבון precipitation ו גלולה כביסות (3.9) חשוב לשמור על דגימות קרה כיסתה את הקרח כדי לצמצם פירוק חלבונים. במהלך תיוג cysTMT, הסרת מגיב צמצום (4.6) חשוב כי דגימות עשוי לעבור תיוג הפוך. תיוג הפוך אפשרי אם הפחתת מגיב נשאר המדגם. אם דגימות מופחתים לאחר תיוג, תג cysTMT ניתן להסיר. פעם התוויות נוספות דגימות, רמת ה-pH יש לבדוק (4.7) כדי שיהיה תיוג יעילות אופטימלית. בנוסף, ניתוח נתונים תלוי מה נדרש החוקר ואת המטרה הסופית באמצעות פרוטוקול. זה תלוי גם תוכנות בשימוש כתוכנה לכל אחד מהם יש אלגוריתמים שונים.
ניסוי זה מנצל הפתוגן כמו elicitor לייצור משופר של מינים חמצון תגובתי ב עגבניות, עם זאת, אחרים תגובות מוסדרים חמזור ניתן למדוד בהתאם. זה עיצוב ניסיוני ניתנת להתאמה צמח המערכות האחרות של בעלי חיים.
אין ניגוד עניינים הצהיר.
המחברים מבקשים להודות ד"ר גרג מרטין (אוניברסיטת קורנל) וקבוצתו למתן את המתח DC3000, זרעי עגבניות, וייעוץ. הם רוצים גם להודות לד"ר Zhonglin מו לעזרה עם פרוטוקול DAB ואגף Proteomics במרכז הבינתחומי UF למחקר ביוטכנולוגיה לסיוע בפיתוח השיטה. פרוטוקול להפקת חלבונים שונה מ Hurkman ו טנקה 16. פרוטוקול על cysTMT תיוג, על שלבים 4 עד 6 הותאם על בסיס המוצר המקורי תרמו פישר סיינטיפיק פירס ידנית 17. עבודה זו מומנה על ידי הקרן הלאומית למדע (MCB 0818051 ל S חן).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
שם מגיב | חברה | מספר קטלוגי | |
MetroMix 500 | BWI חברות | TX-500 | |
3,3 ", Diaminobenzidine | Sigma-Aldrich | D8001 | |
ReadyPrep הפקת רצופות ערכת מגיב 3 | ביו רד | 163-2104 | |
CB-X חלבון assay | Geno טכנולוגיה | 786-12x | |
cysTMT ריאגנטים | Thermo Scientific מחקר פירס אבקות חלבון | 90071 | |
Laemmli מאגר לדוגמה | ביו רד | 161-0737 | |
Bio-Safe Comassie (G-250 הכתם) | ביו רד | 161-0786 | |
Microcon טור 3KD | Millipore | 42403 | |
משותקת נגד TMT שרף | Thermo Scientific מחקר פירס אבקות חלבון | 90076 | |
צנטריפוגה עמודה | Thermo Scientific מחקר פירס אבקות חלבון | 89896 | |
Proteopep II C18 עמודה | חדש המטרה | PFC7515-PP2-10 | |
NanoLC-1D HPLC | א.ב. Sciex | 90389 | |
LTQ Orbitrap XL | Thermo Scientific | 0020137580 | |
SpeedVac | Labconco | 7812013 | |
Discoverer Proteome 1.2 התוכנה | Thermo Scientific מחקר פירס אבקות חלבון | ||
טריפסין | Promega | V5111 | |
Oakridge Tube צנטריפוגה | Thermo Scientific Nalgeנה החברה | 3139-0050 | |
Microcentrifuge צינור (2ml) | ארה"ב מדעי | 1620-2700 | |
12% מיני הפושט צורה ולובש צורה TGX Precast ג'ל | ביו רד | 456-1043 | |
גבי טופס > Bio-Safe Coomassie StainBottom של טופס | ביו רד | 161-0786 | |
TMT ערכת ההעשרה | Thermo Scientific מחקר פירס אבקות חלבון | 90077 |
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