עבודה זו נתמכה על ידי NIH / NIDCR גרנט 1R01DE019796.

את זרימות עבודת ליאו הוצגו מאפשרות תיוג היציב איזוטופ של חלבון מקוצר ופפטידים סינטטיים. ניסויים אלו כמובן זמן (איור 1) חלים על מחקרי proteomics השוואתיים וכמותית, כמו גם מחקר פרוטאז. כל עבודה מורכבת משני שלבים ניסיוניים (איור 2):) זמן הדגימה תיפתר של התגובה המתאימה 18 O-איזוטופ היציב בקידוד (מחשוף פרוטאז קטליזאטור פפטיד; תגובת חילופי קטליזאטור-פרוטאז carboxyl חמצן; חילופי חמצן carboxyl חומצת קטליזאטור תגובה) ו-B) ניתוח על ידי ספקטרומטריית מסה וייצוג גרפי של 18 קינטיקה O-התאגדות. ניסויי TimeCourse א I. Paleo-TimeCourse: תיוג פרוטאז-קטליזאטור של שסעי proteolytic <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> (אופציונלי) אג&quot;ח דיסולפיד של חלבונים (10 מיקרומטר) ופפטידים (250 מיקרומטר) מופחתים עם DTT (2.5 מ&quot;מ ריכוז סופי)ב25 מ&quot;מ NH 4 3 HCO (הן טריות) על ידי דגירה למשך 30 דקות ב 50 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> (אופציונלי) cysteines חינם הם alkylated עם iodoacetamide (ריכוז סופי 10 מ&quot;מ) 25 מ&quot;מ NH 3 4 HCO ידי דגירה למשך 30 דקות בטמפרטורת חדר בחושך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בהתאם לפרוטאז של עניין, פתרוני חלבון / פפטיד צריכים להיות ניקה-מעלה כדי להסיר חיץ שייר וסוכן אלקילציה. השתמש PepClean C-18 עמודות ספין (Thermo) לניקוי ופפטיד Vivaspin ריכוז צנטריפוגלי (סארטוריוס) להחליף למאגרי דגימות חלבון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Redissolve / פפטידים להחליף / חלבונים בחיץ תגובת פרוטאז μl 20 (ECE-1: 50 מ&quot;מ MES-KOH, 5.5 pH; טריפסין: 25 מ&quot;מ NH 4 3 HCO, pH 8.0) המכיל 1:1 (v / v) הסופי H 2 18 O (95%, סיגמא Isotec). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לסגת מדגם נקודת זמן אפס לפני התוספת של פרוטאז: המיקס 0.5 μl של תערובת התגובה ו0.5 אלפא μl cyano-4-hydroxycinnamicחומצת מטריצה ​​(10 מ&quot;ג / מ&quot;ל ​​באצטוניטריל 50%, 0.1% TFA). מדגם כתם על צלחת Opti-TOF 384 MALDI יעד (א.ב. SCIEX) ולהשאיר את טיפי ממס בטמפרטורת חדר עד יבש (כ 5 דקות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פיצול פתרון התגובה לשני aliquots. Aliquot יהיה הראשון מודגרות עם פרוטאז עניין (ECE-1: 75 ננומטר; טריפסין: 0.04 nM) בטמפרטורת חדר או הטמפרטורה המומלצת לאנזים מסוים. Aliquot השני יהיה דגר בלי פרוטאז וישמש כמדגם שליטה. Aliquot הראשון מייצג מדגם סטנדרטי לפרוטאז קטליזאטור 18 O-תיוג והוא יכול לשמש לפפטיד וזיהוי חלבונים, זיהוי של פעילות חלבונים וניטור של תגובות ביקוע proteolytic. Aliquot השני משמש להראות ש18 O-התאגדות הוא מושרה על ידי פרוטאז, ולכן, לא תיוג ולא המחשוף צפוי למדגם זה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עקוב תגובה על ידי הסרת aliquots תגובה והבחין בם כdescribed תחת שלב 5 במרווחי זמן כנראה לנכון. את תנאי התגובה שתוארו לעיל משמשים לניטור תגובת פרוטאוליטי לתקופה של עד ארבעה ימים (24 ​​נקודות בערך). התחל דגימה כל 5 דקות עד 30 דקות, ולאחר מכן לזהות את כל 30 דקות עד 2 שעות, ולאחר מכן כל שעה עד שעות 8 וכל 8 שעות עד 4 ימים. מוצרי ביקוע אמורים להופיע תוך 12 השעות הראשונות והמצע צריך להיות לגמרי הידרוליזה לאחר 24 שעות. זמני דגירת תגובה מורחבים מאפשרים להגדיר תוצרי תגובה יציבים שאינם דיסקרטיים מתגובת ביניים, אשר מעובדים עוד יותר. בהתאם לשאלת מחקר וזוגות הניתנים אנזימי מצע, זמנים ייכונו וטמפרטורת דגירה יש להיות מווסת על מנת להבטיח דגימת תגובה אופטימלית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר שנקודת זמן התגובה הסופית הבחינה או במרווחים בין ייכונו מורחבים, צלחת יעד MALDI מוגשת לניתוח MALDI-TOF/TOF MS / MS כמפורט להלן (סעיף ב &#39;). </li></ol> השני. Paleo-TimeCourse: Postdigתיוג estion של termini proteolytic <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> (אופציונלי) אג&quot;ח דיסולפיד של חלבונים (10 מיקרומטר) ופפטידים (250 מיקרומטר) מופחתים עם DTT (2.5 מ&quot;מ ריכוז סופי) ב25 מ&quot;מ NH 4 3 HCO (הן מוכנות טריות) על ידי דגירה למשך 30 דקות ב 50 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> (אופציונלי) cysteines חינם הם alkylated עם iodoacetamide (ריכוז סופי 10 מ&quot;מ) 25 מ&quot;מ NH 3 4 HCO ידי דגירה למשך 30 דקות בטמפרטורת חדר בחושך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בהתאם לפרוטאז של עניין, פתרוני חלבון / פפטיד צריכים להיות ניקה-מעלה כדי להסיר חיץ שייר וסוכן אלקילציה. השתמש PepClean עמודות C-18 ספין לניקוי הפפטיד וVivaspin ריכוז צנטריפוגלי לחילופי חיץ חלבון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Redissolve / להחליף את ניקה-up מוצרי פפטיד / חלבונים בחיץ תגובת פרוטאז μl 20 (לדוגמא טריפסין: 25 מ&quot;מ NH 4 3 HCO, 8.0 pH) ולעכל עם פרוטאז עניין להשלמה (למשל טריפסין: 0.04 nM 3;7 מעלות צלזיוס; 12 שעות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מוצרי ביקוע ניקוי עם PepClean עמודות C-18 ספין. צעד זה יהיה לבטל פעילות הפרוטאז שיורית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Redissolve / להחליף את ניקה-up מוצרי פפטיד בחיץ תגובת פרוטאז μl 20 (טריפסין: 25 המ&quot;מ NH 4 3 HCO, 8.0 pH) המכיל 1:1 (v / v) הסופי H 2 18 O. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לסגת מדגם נקודת זמן אפס לפני התוספת של אנזים: 0.5 μl המיקס של תערובת התגובה ומטריצת 0.5 μl אלפא cyano-4-hydroxycinnamic חומצה (10 מ&quot;ג / מ&quot;ל ​​באצטוניטריל 50%, 0.1% TFA). ספוט מדגם על צלחת יעד MALDI ולהשאיר את טיפי ממס בטמפרטורת חדר עד יבש (כ 5 דקות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פיצול פתרון התגובה לשני aliquots. Aliquot יהיה הראשון מודגרות עם פרוטאז של עניין (למשל טריפסין: 0.04 nM) בטמפרטורת חדר או הטמפרטורה המומלצת לאנזים מסוים. Aliquot השני יהיה דגר בלי פרוטאז וישמש כבקרה. 1aliquot מייצג מדגם סטנדרטי לפרוטאז קטליזאטור תיוג 18 O-postdigestion ויכול לשמש לפפטיד וכימות חלבון. Aliquot השני משמש להראות ש18 O-התאגדות מזורזת על ידי פרוטאז ולפיכך לא תיוג צפוי למדגם זה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עקוב תגובה על ידי הסרת aliquots תגובה והבחין בם כאמור בשלב 7.) במרווחי זמן כנראה לנכון. לדוגמה, אנו הבחנו בתחילה כל 5 דקות עד 30 דקות וכל 15 דקות לאחר שלפקח תגובת חילופי חמצן carboxyl מזורזת על ידי טריפסין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר שנקודת זמן התגובה הסופית הבחינה או במרווחים בין ייכונו מורחבים צלחת יעד MALDI מוגשת לניתוח MALDI-TOF/TOF MS / MS כמפורט להלן (סעיף ב &#39;). </li></ol> ג. Aleo-TimeCourse: תיוג חומצת קטליזאטור של קבוצות carboxyl <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירת פפטידים בודדים (50 ננומטר) עם 1:1 (v / v) 18 הו מים מועשרים בtהוא נוכחות או עדר (שליטה) של 0.1% (v / v) חומצת trifluoroacetic סופית (30 μl נפח כולל). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדוגמה את תוצרי התגובה היומית ל48 ימים על ידי שיתוף איתור aliquot μl 0.5 של התערובת עם 0.5μl של מטריצת cyano-4-hydroxycinnamic חומצת אלפא (10 מ&quot;ג / מ&quot;ל ​​באצטוניטריל 50%, 0.1% TFA) ישירות על יעד MALDI צלחת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בין מרווחים ייכונו ואחרי שהבחין בנקודת זמן התגובה הסופית להגיש צלחת יעד MALDI לניתוח MALDI-TOF/TOF MS / MS כמתואר להלן בסעיף ב &#39; </li></ol> ב MALDI-TOF/TOF רכישת MS / MS נתונים וניתוח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספקטרום המוני נרכשים על MALDI TOF / TOF Analyzer 4800 (א.ב. SCIEX). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני הניתוח, המכשיר מכויל בתערובת של סטנדרטי פפטיד (ערכת תקנים המונית לכיול של AB SCIEX מכשירי TOF / TOF) עם סובלנות מרבית המוני מדידת שגיאה של ± 50 עמודים לדקה ומספר מינימאלי של שישה שיאים להתאים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> MS הספקטרום (טווח המוני400 - 4000 מ &#39;/ z) נרכשים בשלושה עותקים באמצעות מצב יון חיובי עם עצמה מתכווננת ליזר (3400 - 3800; גודל צעד 50) עם טווח מקובל בסיס שיא עוצמת 2000 - 45000. יריות בודדות נרכשות ל- ספקטרום משנה, עם 400 יריות / ספקטרום כלל, לעצור תנאים ייכנסו לתוקף לאחר 800 תת ספקטרומים נרכשים (תעבור או ייכשל) או 400 קריטריונים לקבלה עוקף תת תחזיות. במקרה של דגימות נמוכות בשפע או בנוכחות רקע ביולוגי מורכב לקצה התחתון של טווח גילוי הטרשת הנפוצה יש להעלות עד 800 מ &#39;/ z. בנוסף, ייתכן שיהיה צורך להסיר מלח ותרכובות אחרות המפריעות בצעד ניקוי מדגם כפי שתואר קודם לכן או על ידי הפרדת LC. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קבצי נתוני MS (קבצים. t2d) מיוצאים מתוכנת 4000 סדרת סייר נתוני רכישה ומיובאת למערכת שלנו בבית מעבדת המידע, שעושה שימוש בתוכנה זקקה קמע (מטריקס מדע) לעיבוד וזיהוי ספקטרלי שיא. מעטפות איזוטופיםהם deconvoluted ויחסים 18 O-התאגדות שנקבעו באופן אוטומטי באמצעות אלגוריתם דומה לזה שתואר על ידי מייסון ואח&#39; 12. והותאם על ידי הקבוצה שלנו 9. לחלופין, כלי תוכנה כגון ZoomQuant 13 ו 14 צפע, כמו גם חבילות תוכנה מסחריות, כBioWorks Xpress (תרם הפישר סיינטיפיק) וקמע זקק quantitation ארגז כלים (מטריקס מדע) יכול deconvolute 18 נתונים מסוג O 15,16. יחסי O-18 התאגדות מבוטאים את התרומה היחסית של מיני איזוטופ פפטיד בודדים (כלומר, פפטידים המכילים 16 O, 1 O או 18 O 18 2) למעטפה האיזוטופי כולו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור כל ניסוי TimeCourse, המונים המולקולריים ([M + H] +) לכל מיני פפטיד שהתגלו נשלפים מהקבצים המשויכים MS הנתונים והערכים זרקו לפח ברוחב המוני ppm 100. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl">t לפחות שלושה [M + H] + מוגדרים יידרש כדי לאכלס סל. במקרה של מצעים ידועים, רשימת הסל המסונן בהשוואה לרשימה של מוצרי ביקוע proteolytic חזתה מרצף פפטיד המצע באמצעות כלי ExPASy FindPept 17 <a href="http://au.expasy.org/tools/findpept.html" target="_blank">(http://au.expasy.org/tools/findpept.html)</a> ו 200 סובלנות קבלת שגיאה המונית עמודים לדקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> MS / MS הספקטרום נרכש לכל הערכים ההמוניים של מוצרי ביקוע החזויים על ידי כלי FindPept וערכים לסל שיש להם 18 O-Incorporations קשורים בם. נתוני MS / MS נרכשים על מנתח 4800 MALDI TOF / TOF במצב יון 1kV רפלקטור החיובי, בעצמה קבועה ליזר של 4200 ו-CID גז במצב כבוי. 50 יריות נרכשות בדפוס אקראי לכל ספקטרום משנה עד לסך של 40-ספקטרום משנה לנקודה (מניב כולל של 2000 / יריות ספוט). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קבצי נתוני MS (קבצים. t2d) MS / מיוצאים מהסדרה 4000 Exploתוכנת rer נתוני רכישה ומיובא לתוך מערכת מידע המעבדה בבית שלנו, פסגות מזוהות ורשימות MS / MS שיא קשורות עם נתוני MS זרקו לפח המתאימים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לזיהוי הפפטיד, רשימות MS / MS שיא הם חפשו מול מסד נתוני SwissProt באמצעות מנוע חיפוש קמע עם פרמטרי החיפוש הבאים: אין הספציפיות אנזים, יון 150 עמודים לדקה מבשרת ו0.2 טולרנסים המוניים יון בר אבא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזדהויות פפטיד בנוסף ניתן לאמת באמצעות נתוני Explorer התוכנה (א.ב. SCIEX) יאשר את 18 דפוסי O-התאגדות האופייניים ברחבי יוני בר y-סדרה כפי שתואר על ידי שבצ&#39;נקו et al. 18. </li></ol> הכנת ג זמן ספקטרלית ו18 מגרשים O-התאגדות חלקות הזמן Spectral: קבצי נתוני MS (. קבצי t2d) לכל נקודת זמן תגובה מיוצאות מתוכנת סייר הנתונים כASCII-קבצים באמצעותמאקרו ויובא לניתוח נתונים ותוכנה גרפית (למשל מקור על ידי OriginLab) ומוצג כחלקות מפל (איור 3). 18 מגרשים O-התאגדות: לכל אחד ממוצרי ביקוע פפטיד זרק לפח, את התרומה היחסית של מיני איזוטופ פפטיד בודדים (16 O, 18 1 O או 18 O 2) מופקת על פני כל נקודתי זמן התגובה וזממה נגד זמן (איור 4).

<ol>
	<li>Bender, M., Kemp, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxygen-18+Studies+of+the+Mechanism+of+the+alpha-Chymotrypsin-catalyzed+Hydrolysis+of+Esters.">Oxygen-18 Studies of the Mechanism of the alpha-Chymotrypsin-catalyzed Hydrolysis of Esters.</a> Journal of the American Chemical Society. 79, 111-116 (1957).</li><li>Sharon, N., Grisaro, V., Neumann, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pepsin-catalyzed+exchange+of+oxygen+atoms+between+water+and+carboxylic+acids.">Pepsin-catalyzed exchange of oxygen atoms between water and carboxylic acids.</a> Archives of Biochemistry and Biophysics. 97, 219-221 (1962).</li><li>Antonov, V., Ginodman, L., Rumsh, L., Kapitannikov, Y., Barshevskaya, T., Yavashev, L., Gurova, A., Volkova, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+on+the+mechanisms+of+action+of+proteolytic+enzymes+using+heavy+oxygen+exchange.">Studies on the mechanisms of action of proteolytic enzymes using heavy oxygen exchange.</a> European Journal of Biochemistry. 117, 195-200 (1981).</li><li>Fenselau, C., Yao, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=18O2-labeling+in+quantitative+proteomic+strategies:+a+status+report.">18O2-labeling in quantitative proteomic strategies: a status report.</a> Journal of Proteome Research. 8, 2140-2143 (2009).</li><li>Miyagi, M., Rao, K. C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteolytic+18O-labeling+strategies+for+quantitative+proteomics.">Proteolytic 18O-labeling strategies for quantitative proteomics.</a> Mass Spectrom. Rev. 26, 121-136 (2007).</li><li>Ye, X., Luke, B., Andresson, T., Blonder, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=18O+stable+isotope+labeling+in+MS-based+proteomics.">18O stable isotope labeling in MS-based proteomics.</a> Brief Funct. Genomic Proteomic. 8, 136-144 (2009).</li><li>Bantscheff, M., Schirle, M., Sweetman, G., Rick, J., Kuster, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+mass+spectrometry+in+proteomics:+a+critical+review.">Quantitative mass spectrometry in proteomics: a critical review.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 389, 1017-1031 (2007).</li><li>Yao, X., Afonso, C., Fenselau, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissection+of+proteolytic+18O+labeling:+endoprotease-catalyzed+16O-to-18O+exchange+of+truncated+peptide+substrates.">Dissection of proteolytic 18O labeling: endoprotease-catalyzed 16O-to-18O exchange of truncated peptide substrates.</a> Journal of Proteome Research. 2, 147-152 (2003).</li><li>Robinson, S., Niles, R. K., Witkowska, H. E., Rittenbach, K. J., Nichols, R. J., Sargent, J. A., Dixon, S. E., Prakobphol, A., Hall, S. C., Fisher, S. J., Hardt, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+mass+spectrometry-based+strategy+for+detecting+and+characterizing+endogenous+proteinase+activities+in+complex+biological+samples.">A mass spectrometry-based strategy for detecting and characterizing endogenous proteinase activities in complex biological samples.</a> Proteomics. 8, 435-445 (2008).</li><li>Cottrell, G. S., Padilla, B. E., Amadesi, S., Poole, D. P., Murphy, J. E., Hardt, M., Roosterman, D., Steinhoff, M., Bunnett, N. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endosomal+endothelin-converting+enzyme-1:+a+regulator+of+beta-arrestin-dependent+ERK+signaling.">Endosomal endothelin-converting enzyme-1: a regulator of beta-arrestin-dependent ERK signaling.</a> The Journal of Biological Chemistry. 284, 22411-22425 (2009).</li><li>Subramanian, S., Hardt, M., Choe, Y., Niles, R. K., Johansen, E. B., Legac, J., Gut, J., Kerr, I. D., Craik, C. S., Rosenthal, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hemoglobin+cleavage+site-specificity+of+the+Plasmodium+falciparum+cysteine+proteases+falcipain-2+and+falcipain-3.">Hemoglobin cleavage site-specificity of the Plasmodium falciparum cysteine proteases falcipain-2 and falcipain-3.</a> PLoS ONE. 4, e5156 (2009).</li><li>Mason, C., Therneau, T., Eckel-Passow, J., Johnson, K., Oberg, A., Olson, J., Nair, K., Muddiman, D. C., Bergen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+method+for+automatically+interpreting+mass+spectra+of+18O-labeled+isotopic+clusters.">A method for automatically interpreting mass spectra of 18O-labeled isotopic clusters.</a> Molecular &amp; Cellular Proteomics. 6, 305-318 (2007).</li><li>Hicks, W. A., Halligan, B. D., Slyper, R. Y., Twigger, S. N., Greene, A. S., Olivier, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+quantification+and+identification+using+18O+labeling+with+an+ion+trap+mass+spectrometer+and+the+analysis+software+application+"ZoomQuant&amp;quot.">Simultaneous quantification and identification using 18O labeling with an ion trap mass spectrometer and the analysis software application "ZoomQuant&amp;quot.</a> J. Am. Soc. Mass Spectrom. 16, 916-925 (2005).</li><li>Qian, W. -. J., Petritis, B. O., Nicora, C. D., Smith, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trypsin-catalyzed+oxygen-18+labeling+for+quantitative+proteomics.">Trypsin-catalyzed oxygen-18 labeling for quantitative proteomics.</a> Methods Mol. Biol. 753, 43-54 (2011).</li><li>Ye, X., Luke, B. T., Johann, D. J., Ono, A., Prieto, D. A., Chan, K. C., Issaq, H. J., Veenstra, T. D., Blonder, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimized+method+for+computing+(18)O/(16)O+ratios+of+differentially+stable-isotope+labeled+peptides+in+the+context+of+postdigestion+(18)O+exchange/labeling.">Optimized method for computing (18)O/(16)O ratios of differentially stable-isotope labeled peptides in the context of postdigestion (18)O exchange/labeling.</a> Anal. Chem. 82 (18), 5878-5886 (2010).</li><li>Hardt, M., Lam, D. K., Dolan, J. C., Schmidt, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surveying+proteolytic+processes+in+human+cancer+microenvironments+by+microdialysis+and+activity-based+mass+spectrometry.">Surveying proteolytic processes in human cancer microenvironments by microdialysis and activity-based mass spectrometry.</a> Proteomics Clin. Appl. 5, 636-643 (2011).</li><li>Gattiker, A., Bienvenut, W., Bairoch, A., Gasteiger, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FindPept,+a+tool+to+identify+unmatched+masses+in+peptide+mass+fingerprinting+protein+identification.">FindPept, a tool to identify unmatched masses in peptide mass fingerprinting protein identification.</a> Proteomics. 2, 1435-1444 (2002).</li><li>Shevchenko, A., Chernushevich, I., Ens, W., Standing, K. G., Thomson, B., Wilm, M., Mann, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+'de+novo'+peptide+sequencing+by+a+combination+of+nanoelectrospray,+isotopic+labeling+and+a+quadrupole/time-of-flight+mass+spectrometer.">Rapid 'de novo' peptide sequencing by a combination of nanoelectrospray, isotopic labeling and a quadrupole/time-of-flight mass spectrometer.</a> Rapid Commun. Mass Spectrom. 11, 1015-1024 (1997).</li><li>Niles, R. K., Witkowska, H. E., Allen, S., Hall, S. C., Fisher, S. J., Hardt, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acid-catalyzed+oxygen-18+labeling+of+peptides.">Acid-catalyzed oxygen-18 labeling of peptides.</a> Analytical Chemistry. 81, 2804-2809 (2009).</li><li>Bender, M., Stone, R., Dewey, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+of+Isotopic+Oxygen+Exchange+between+Substituted+Benzoic+Acids+and+Water.">Kinetics of Isotopic Oxygen Exchange between Substituted Benzoic Acids and Water.</a> Journal of the American Chemical Society. 78, 319-321 (1956).</li><li>Kuster, B., Schirle, M., Mallick, P., Aebersold, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scoring+proteomes+with+proteotypic+peptide+probes.">Scoring proteomes with proteotypic peptide probes.</a> Nature Reviews Molecular Cell Biology. 6, 577-583 (2005).</li></ol>

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

על ידי שילוב של תיוג איזוטופ יציב וספקטרומטריית מסות ברזולוציה גבוהה באופן הזמן נפתר, שיטת Paleo-TimeCourse מאפשרת לניתוח דינמי של הדור של מוצרי פפטיד. הבדיקה יכולה לשמש ליצירת פפטידים שכותרת isotopically יציבים ללימודי proteomics כמותיים ואיכותיים ולהעריך את הקינטיקה של פפטידים שprot...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם חומר </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגים </td></tr><tr><td> PepClean עמודות C-18 ספין </td><td> Thermo </td><td> 89870 </td></tr><tr><td> צלחת יעד Opti-TOF 384 MALDI </td><td> א.ב. SCIEX </td><td> 1016629 </td></tr><tr><td> 4800 MALDI TOF / TOF </td><td> א.ב. SCIEX </td><td></td></tr></tbody></table> טבלת 1. חומרים <table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם מגיב </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגים </td></tr><tr><td> חומצת אלפא-4-hydroxycinnamic cyano </td><td> סיגמה אולדריץ </td><td> 70990-1G-F </td></tr><tr><td> שור אלבומין (BSA) </td><td> סיגמה אולדריץ </td><td> A3294-10G </td></tr><tr><td> Dithiothreitol (DTT) </td><td&gt; Acros </td><td> 16568-0050 </td></tr><tr><td> Iodoacetamide (IAM) </td><td> סיגמה אולדריץ </td><td> 1149-5G </td></tr><tr><td> אנדותלין converting enzyme-1 (ECE-1) </td><td> מו&quot;פ מערכות </td><td> 1784-ZN </td></tr><tr><td> טריפסין זהב </td><td> Promega </td><td> V5280 </td></tr><tr><td> מי O-18, 97% אטום 18 O </td><td> סיגמה אולדריץ </td><td> 329878-1G </td></tr><tr><td> Trifluoroacetic חומצה (TFA) </td><td> Thermo </td><td> 28904 </td></tr><tr><td> ערכת תקנים המונית לכיול של AB SCIEX מכשירי TOF / TOF </td><td> א.ב. SCIEX </td><td> 4333604 </td></tr></tbody></table> טבלת 2. ריאגנטים

protease- and acid-catalyzed labeling workflows employing 18o-enriched water

איזוטופים יציבים הם כלים חיוניים בספקטרומטריית מסה ביולוגית. מבחינה הסטורית, 18 איזוטופים יציבים O-נעשו שימוש הנרחב כדי ללמוד את המנגנונים קטליטי של אנזימים פרוטאוליטים 1-3. עם כניסתו של פרוטאומיקה המונית ספקטרומטריית מבוססת, התאגדות enzymatically-הקטליזאטור של 18 O-אטומים ממים יציבים מועשרים isotopically הפכה שיטה פופולרית כמותית להשוות את רמת ביטוי חלבון (נבדק על ידי Fenselau ויאו 4, מיאגי וRao 5 ו יה et al. 6). 18 O-התיוג מהווה חלופה פשוטה וזולה לחומרים כימיים (למשל iTRAQ, ICAT) ו( למשל SILAC) טכניקות תיוג מטבוליות 7. בהתאם לפרוטאז המנוצל, 18 O-תיוג יכול לגרום להתאגדות של עד שני 18 O-אטומים בקבוצת carboxyl C-המסוף של מוצר המחשוף 3 </sup&gt;. תגובת התיוג נחלקת לשני תהליכים עצמאיים, ביקוע האג&quot;ח פפטיד ותגובת חילופי חמצן carboxyl 8. בPaleo (עמ rotease-דואר abeling l ssisted mploying 18 הו מים מועשרים) הסתגלות של O-תיוג האנזימטית 18, שנוצלו 50% 18 הו מים מועשרים להניב חתימות איזוטופ ייחודיות. בשילוב עם רזולוציה גבוהה מטריצה ​​בסיוע יינון desorption ליזר זמן של טיסת טנדם ספקטרומטריית מסה (MALDI-TOF/TOF MS / MS), את מעטפות איזוטופ אופייניות יכול לשמש כדי לזהות מוצרי ביקוע עם רמה גבוהה של פירוט. קודם לכן יש לנו להשתמש Paleo-המתודולוגיה כדי לזהות ולאפיין פרוטאזות אנדוגניים 9 ולנטר תגובות proteolytic 10-11. מאז Paleo מקודד את עצם מהותה של תגובת ביקוע פרוטאוליטי, ההתקנה הניסיונית היא enri פשוט וביוכימייםצעדי chment של מוצרי ביקוע ניתן לעקוף. Paleo-השיטה ניתן להרחיב בקלות ל( i) ניסויים כמובן הזמן שמפקחים על הדינמיקה של תגובות ביקוע proteolytic ו (ב) ניתוח של proteolysis בדגימות ביולוגיות מורכבות המייצגות את התנאים פיסיולוגיים. ניסויי Paleo-TimeCourse לעזור זיהוי צעדים מגבילי קצב עיבוד ביניים תגובה בתגובות מסלול proteolytic מורכבות. יתר על כן, Paleo-התגובה מאפשרת לנו לזהות אנזימים פרוטאוליטים כגון טריפסין פרוטאז סרין, כי הוא מסוגל ליחבוש את מוצרי הביקוע ולזרז את ההתאגדות של 18 2 O-Atom. &quot;תיוג כפול&quot; אנזימים כאלה יכולים לשמש לpostdigestion 18 O-תיוג, שבפפטידים מסומנים באופן בלעדי על ידי תגובת חילופי חמצן carboxyl. האסטרטגיה השלישית שלנו משתרעת תיוג מעסיק 18 הו מים מועשרים מעבר אנזימים ומשתמשת בתנאי pH חומצי להציג סימן איזוטופ יציב O-18atures לפפטידים.

אנחנו השתמשנו בעבודת Paleo-TimeCourse דינמי לפקח על ההתאגדות של 18 איזוטופים O-יציבים למוצרי ביקוע פפטיד שנוצרו על ידי אנזימי מפרקי חלבונים. הגישה שהוצגה היא כלי תכליתי יחסית ללמוד מסלולי עיבוד proteolytic למצע שונה ושילובי פרוטאז. באמצעות דגימת תגובות proteolytic שוב ושוב במהלך ...

Watch this Scientific Journal Video about Protease- and Acid-catalyzed Labeling Workflows Employing 18O-enriched Water at JoVE.com

Protease- and Acid-catalyzed Labeling Workflows Employing 18O-enriched Water

זרימות עבודת תיוג איזוטופים יציבות המעסיקות<sup&gt; 18</sup&gt; O מועשר במים (ליאו זרימות עבודה) הם כלים מגוונים ללימודי proteomics כמותיים ואיכותיים. בתהליכי עבודה בסיוע פרוטאז (Paleo),<sup&gt; 18</sup&gt; O-אטומים הם הציגו על ידי מחשוף פרוטאוליטי ותגובות חליפי חמצן carboxyl מתווך על ידי פרוטאזות. בחומצת קטליזאטור זרימת העבודה (Aleo),<sup&gt; 18</sup&gt; O-אטומים הם הציגו על ידי חילופי החמצן carboxyl ב-pH הנמוך.

פרוטאז וחומצת קטליזאטור זרימות עבודת תיוג המעסיק<sup&gt; 18</supמים&gt; O-מועשר

Stable isotopes are essential tools in biological mass spectrometry. Historically, 18O-stable isotopes have been extensively used to study the catalytic ...

protease-acid-catalyzed-labeling-workflows-employing-18o-enriched

Research

JoVE Journal

Biology

Protease- and Acid-catalyzed Labeling Workflows Employing 18O-enriched Water

11.9K Views.  Boston Biomedical Research Institute. זרימות עבודת תיוג איזוטופים יציבות המעסיקות 18 O מועשר במים (ליאו זרימות עבודה) הם כלים מגוונים ללימודי proteomics כמותיים ואיכותיים. בתהליכי עבודה בסיוע פרוטאז (Paleo), 18 O-אטומים הם הציגו על ידי מחשוף פרוטאוליטי ותגובות חליפי חמצן carboxyl מתווך על ידי פרו...

Video: Protease- and Acid-catalyzed Labeling Workflows Employing 18O-enriched Water

Measuring Exocytosis in Neurons Using FM Labeling

The ability to measure the kinetics of vesicle release can help provide insight into some of the basics of neurotransmission.  Here we used real-time imaging of vesicles labeled with FM dye to monitor the rate of presynaptic vesicle release.  FM4-64 is a red fluorescent amphiphilic styryl dye that embeds into the membranes of synaptic vesicles as endocytosis is stimulated.  Lipophilic interactions cause the dye to greatly increase in fluorescence, thus emitting a bright signal when associated with vesicles and a nominal one when in the extracellular fluid. After a wash step is used to help remove external dye within the plasma membrane, the remaining FM is concentrated within the vesicles and is then expelled when exocytosis is induced by another round of electrical stimulation. The rate of vesicles release is measured from the resulting decrease in fluorescence.  Since FM dye can be applied external and transiently, it is a useful tool for determining rates of exocytosis in neuronal cultures, especially when comparing the rates between transfected synapses and neighboring control boutons.



The ability to measure the kinetics of vesicle release can help provide insight into some of the basics of neurotransmission. Here we used real-time imaging of vesicles labeled with the red fluorescent dye FM 4-64 to measure the rate of presynaptic vesicle release in hippocampal neuronal cultures.

מדידת Exocytosis בנוירונים באמצעות תיוג FM

The ability to measure the kinetics of vesicle release can help provide insight into some of the basics of neurotransmission.  Here we used real-time ...

Morris Water Maze Experiment

The Morris water maze is widely used to study spatial memory and learning. Animals are placed in a pool of water that is colored opaque with powdered non-fat milk or non-toxic tempera paint, where they must swim to a hidden escape platform. Because they are in opaque water, the animals cannot see the platform, and cannot rely on scent to find the escape route. Instead, they must rely on external/extra-maze cues. As the animals become more familiar with the task, they are able to find the platform more quickly. Developed by Richard G. Morris in 1984, this paradigm has become one of the "gold standards" of behavioral neuroscience.

The Morris water maze is a well-accepted tool used to document the involvement of the hippocampus in a behavioral task.

מבוך מוריס מים הניסוי

The Morris water maze is widely used to study spatial memory and learning. Animals are placed in a pool of water that is colored opaque with powdered ...

Sigma's Non-specific Protease Activity Assay - Casein as a Substrate

Proteases break peptide bonds. In the lab, it is often necessary to measure and/or compare the activity of proteases. Sigma's non-specific protease activity assay may be used as a standardized procedure to determine the activity of proteases, which is what we do during our quality control procedures. In this assay, casein acts as a substrate. When the protease we are testing digests casein, the amino acid tyrosine is liberated along with other amino acids and peptide fragments. Folin and Ciocalteus Phenol, or Folin's reagent primarily reacts with free tyrosine to produce a blue colored chromophore, which is quantifiable and measured as an absorbance value on the spectrophotometer. The more tyrosine that is released from casein, the more the chromophores are generated and the stronger the activity of the protease. Absorbance values generated by the activity of the protease are compared to a standard curve, which is generated by reacting known quantities of tyrosine with the F-C reagent to correlate changes in absorbance with the amount of tyrosine in micromoles. From the standard curve the activity of protease samples can be determined in terms of Units, which is the amount in micromoles of tyrosine equivalents released from casein per minute.
To view this article in Chinese, <a href="http://jove.com/index/details.stp?ID=910">click here</a>

Proteases break peptide bonds. In the lab, it is often necessary to measure and/or compare the activity of proteases. Sigma's non-specific protease activity assay may be used as a standardized procedure to determine the activity of proteases.

סיגמא של Non-ספציפיים פעילות Assay פרוטאז - קזאין כמו מצע

Proteases break peptide bonds. In the lab, it is often necessary to measure and/or compare the activity of proteases.  Sigma's non-specific protease ...

Fluorescent Labeling of Drosophila Heart Structures

The Drosophila melanogaster dorsal vessel, or heart, is a tubular structure comprised of a single layer of contractile cardiomyocytes, pericardial cells that align along each side of the heart wall, supportive alary muscles and, in adults, a layer of ventral longitudinal muscle cells. The contractile fibers house conserved constituents of the muscle cytoarchitecture including densely packed bundles of myofibrils and cytoskeletal/submembranous protein complexes, which interact with homologous components of the extracellular matrix. Here we describe a protocol for the fixation and the fluorescent labeling of particular myocardial elements from the hearts of dissected larvae and semi-intact adult Drosophila. Specifically, we demonstrate the labeling of sarcomeric F-actin and of &alpha;-actinin in larval hearts. Additionally, we perform labeling of F-actin and &alpha;-actinin in myosin-GFP expressing adult flies and of &alpha;-actinin and pericardin, a type IV extracellular matrix collagen, in wild type adult hearts. Particular attention is given to a mounting strategy for semi-intact adult hearts that minimizes handling and optimizes the opportunity for maintaining the integrity of the cardiac tubes and the associated tissues. These preparations are suitable for imaging via fluorescent and confocal microscopy. Overall, this procedure allows for careful and detailed analysis of the structural characteristics of the heart from a powerful genetically tractable model system.

Fluorescent Labeling of Drosophila Heart Structures

Here we describe a basic protocol for fluorescent labeling of different elements of heart tubes from larva and adult Drosophila melanogaster. These specimens are well-suited for imaging via fluorescent or confocal microscopy. This technique permits detailed structural analysis of the features of the hearts from a powerful model organism.

תיוג של פלורסנט תסיסנית לב מבנים

The Drosophila melanogaster dorsal vessel, or heart, is a tubular structure comprised of a single layer of contractile cardiomyocytes, pericardial cells ...

Use of the Protease Fluorescent Detection Kit to Determine Protease Activity

The Protease Fluorescent Detection Kit provides ready-to-use reagents for detecting the presence of protease activity. This simple assay to detect protease activity uses casein labeled with fluorescein isothiocyanate (FITC) as the substrate.
Protease activity results in the cleavage of the FITC-labeled casein substrate into smaller fragments, which do not precipitate under acidic conditions. After incubation of the protease sample and substrate, the reaction is acidified with the addition of trichloroacetic acid (TCA). The mixture is then centrifuged with the undigested substrate forming a pellet and the smaller, acid soluble fragments remaining in solution. The supernatant is neutralized and the fluorescence of the FITC-labeled fragments is measured.
The described kit procedure detects the trypsin protease control at a concentration of approximately 0.5 &mu;g/ml (5 ng of trypsin added to the assay). This sensitivity can be increased with a longer incubation time, up to 24 hours. The assay is performed in microcentrifuge tubes and procedures are provided for fluorescence detection using either cuvettes or multiwell plates.

The Protease Fluorescent Detection Kit is designed for the measurement of protease activity using fluorometry. It is also suitable for detection of trace amounts of protease contamination. The method is based on the proteolytic hydroysis of a proprietary formulation of a FITC-labeled casein substrate.

שימוש בערכת איתור פלורסנט פרוטאז לקבוע פעילות פרוטאז

The Protease Fluorescent Detection Kit provides ready-to-use reagents for detecting the presence of protease activity. This simple assay to detect ...

Preparation of Drosophila Polytene Chromosome Squashes for Antibody Labeling

Drosophila has long been a favorite model system for studying the relationship between chromatin structure and gene regulation due to the cytological advantages provided by the giant salivary gland polytene chromosomes of third instar larvae.  In this tissue the chromosomes undergo many rounds of replication in the absence of cell division giving rise to approximately 1000 copies.  The DNA remains aligned after each replicative cycle resulting in greatly enlarged chromosomes that provide a unique opportunity to correlate chromatin morphology with the localization of specific proteins.  Consequently, there has been a high level of interest in defining the epigenetic modifications present at different genes and at different stages of the transcription process. An important tool for such studies is the labeling of polytene chromosomes with antibodies to the enzyme, transcription factor, or histone modification of interest. This video protocol illustrates the squash technique used in the Johansen laboratory to prepare Drosophila polytene chromosomes for antibody labeling.

This video protocol illustrates the squash technique used in the Johansen laboratory to prepare Drosophila polytene chromosomes for antibody labeling.

הכנת מועכת תסיסנית Polytene כרומוזום עבור סימון נוגדן

Drosophila has long been a favorite model system for studying the relationship between chromatin structure and gene regulation due to the cytological ...

ReAsH/FlAsH Labeling and Image Analysis of Tetracysteine Sensor Proteins in Cells

Fluorescent proteins and dyes are essential tools for the study of protein trafficking, localization and function in cells. While fluorescent 
proteins such as green fluorescence protein (GFP) have been extensively used as fusion partners to proteins to track the properties of a protein of interest1, recent 
developments with smaller tags enable new functionalities of proteins to be examined in cells such as conformational change and protein-association 2, 3. One small 
tag system involves a tetracysteine motif (CCXXCC) genetically inserted into a target protein, which binds to biarsenical dyes, ReAsH (red fluorescent) and FlAsH 
(green fluorescent), with high specificity even in live cells 2. The TC/biarsenical dye system offers far less steric constraints to the host protein than 
fluorescent proteins which has enabled several new approaches to measure conformational change and protein-protein interactions 4-7. We recently developed 
a novel application of TC tags as sensors of oligomerization in cells expressing mutant huntingtin, which when mutated aggregates in neurons in Huntington 
disease 7. Huntingtin was tagged with two fluorescent dyes, one a fluorescent protein to track protein location, and the second a TC tag which only 
binds biarsenical dyes in monomers. Hence, changes in colocalization between protein and biarsenical dye reactivity enabled submicroscopic oligomer 
content to be spatially mapped within cells. Here, we describe how to label TC-tagged proteins fused to a fluorescent protein (Cherry, GFP or CFP) 
with FlAsH or ReAsH in live mammalian cells and how to quantify the two color fluorescence (Cherry/FlAsH, CFP/FlAsH or GFP/ReAsH combinations).

The biarsenical dyes FlAsH and ReAsH bind specifically to tetracysteine motifs in proteins and can selectively label proteins in live cells. Recently this labeling strategy has been used to develop sensors for different protein conformations or oligomeric states. We describe the labeling approach and methods to quantitatively analyze binding.

ReAsH / פלאש סימון ניתוח מקדימה של חלבונים בתאים חיישן Tetracysteine

Fluorescent proteins and dyes are essential tools for the study of protein trafficking, localization and function in cells.  While fluorescent 
proteins ...

GC-based Detection of Aldononitrile Acetate Derivatized Glucosamine and Muramic Acid for Microbial Residue Determination in Soil

Quantitative approaches to characterizing microorganisms are crucial for a broader understanding of the microbial status and function within ecosystems. Current strategies for microbial analysis include both traditional laboratory culture-dependent techniques and those based on direct extraction and determination of certain biomarkers1, 2. Few among the diversity of microbial species inhabiting soil can be cultured, so culture-dependent methods introduce significant biases, a limitation absent in biomarker analysis.
The glucosamine, mannosamine, galactosamine and muramic acid have been well served as measures of both the living and dead microbial mass, of these the glucosamine (most abundant) and muramic acid (uniquely from bacterial cell) are most important constituents in the soil systems3, 4. However, the lack of knowledge on the analysis restricts the wide popularization among scientific peers. Among all existing analytical methods, derivatization to aldononitrile acetates followed by GC-based analysis has emerged as a good option with respect to optimally balancing precision, sensitivity, simplicity, good chromatographic separation, and stability upon sample storage5.
Here, we present a detailed protocol for a reliable and relatively simple analysis of glucosamine and muramic acid from soil after their conversion to aldononitrile acetates. The protocol mainly comprises four steps: acid digestion, sample purification, derivatization and GC determination. The step-by-step procedure is modified according to former publications6, 7. In addition, we present a strategy to structurally validate the molecular ion of the derivative and its ion fragments formed upon electron ionization. We applied GC-EI-MS-SIM, LC-ESI-TOF-MS and isotopically labeled reagents to determine the molecular weight of aldononitrile acetate derivatized glucosamine and muramic acid; we used the mass shift of isotope-labeled derivatives in the ion spectrum to investigate ion fragments of each derivatives8. In addition to the theoretical elucidation, the validation of molecular ion of the derivative and its ion fragments will be useful to researchers using &delta;13C or ion fragments of these biomarkers in biogeochemical studies9, 10.

We describe a method protocol for the GC-based analysis of the aldonitrile acetate derivatives of glucosamine and muramic acid extracted from soil. For elucidation of the chemical mechanism, we also present a strategy to confirm the structure of the derivative and the ion fragments formed upon electron ionization.

GC מבוסס זיהוי של אצטט חומצה Aldononitrile גלוקוזאמין Muramic Derivatized לקביעת שאריות מיקרוביאלית בקרקע

Quantitative approaches to characterizing microorganisms are crucial for a broader understanding of the microbial status and function within ecosystems. ...

Measuring Cell Cycle Progression Kinetics with Metabolic Labeling and Flow Cytometry

Precise control of the initiation and subsequent progression through the various phases of the cell cycle are of paramount importance in proliferating cells. Cell cycle division is an integral part of growth and reproduction and deregulation of key cell cycle components have been implicated in the precipitating events of carcinogenesis 1,2. Molecular agents in anti-cancer therapies frequently target biological pathways responsible for the regulation and coordination of cell cycle division 3. Although cell cycle kinetics tend to vary according to cell type, the distribution of cells amongst the four stages of the cell cycle is rather consistent within a particular cell line due to the consistent pattern of mitogen and growth factor expression. Genotoxic events and other cellular stressors can result in a temporary block of cell cycle progression, resulting in arrest or a temporary pause in a particular cell cycle phase to allow for instigation of the appropriate response mechanism. 
The ability to experimentally observe the behavior of a cell population with reference to their cell cycle progression stage is an important advance in cell biology. Common procedures such as mitotic shake off, differential centrifugation or flow cytometry-based sorting are used to isolate cells at specific stages of the cell cycle 4-6. These fractionated, cell cycle phase-enriched populations are then subjected to experimental treatments. Yield, purity and viability of the separated fractions can often be compromised using these physical separation methods. As well, the time lapse between separation of the cell populations and the start of experimental treatment, whereby the fractionated cells can progress from the selected cell cycle stage, can pose significant challenges in the successful implementation and interpretation of these experiments.
Other approaches to study cell cycle stages include the use of chemicals to synchronize cells. Treatment of cells with chemical inhibitors of key metabolic processes for each cell cycle stage are useful in blocking the progression of the cell cycle to the next stage. For example, the ribonucleotide reductase inhibitor hydroxyurea halts cells at the G1/S juncture by limiting the supply of deoxynucleotides, the building blocks of DNA. Other notable chemicals include treatment with aphidicolin, a polymerase alpha inhibitor for G1 arrest, treatment with colchicine and nocodazole, both of which interfere with mitotic spindle formation to halt cells in M phase and finally, treatment with the DNA chain terminator 5-fluorodeoxyridine to initiate S phase arrest 7-9. Treatment with these chemicals is an effective means of synchronizing an entire population of cells at a particular phase. With removal of the chemical, cells rejoin the cell cycle in unison. Treatment of the test agent following release from the cell cycle blocking chemical ensures that the drug response elicited is from a uniform, cell cycle stage-specific population. However, since many of the chemical synchronizers are known genotoxic compounds, teasing apart the participation of various response pathways (to the synchronizers vs. the test agents) is challenging. 
Here we describe a metabolic labeling method for following a subpopulation of actively cycling cells through their progression from the DNA replication phase, through to the division and separation of their daughter cells. Coupled with flow cytometry quantification, this protocol enables for measurement of kinetic progression of the cell cycle in the absence of either mechanically- or chemically- induced cellular stresses commonly associated with other cell cycle synchronization methodologies 10. In the following sections we will discuss the methodology, as well as some of its applications in biomedical research.

Tracking subtle changes in the progression and kinetics of cell cycle stages can be accomplished by use of a combination of metabolic labeling of nucleic acids with BrdU and total genomic DNA staining via Propidium Iodide. This method avoids the need of chemical synchronization of cycling cells, thereby preventing the introduction of non-specific DNA damage, which in turn affects cell cycle progression.

מדידת מחזור התא קינטיקס התקדמות עם סימון מטבוליות cytometry זרימה

Precise control of the initiation and subsequent progression through the various phases of the cell cycle are of paramount importance in proliferating ...

Mouse Islet of Langerhans Isolation using a Combination of Purified Collagenase and Neutral Protease

The interrogation of beta cell gene expression and function in vitro has squarely shifted over the years from the study of rodent tumorigenic cell lines to the study of isolated rodent islets. Primary islets offer the distinct advantage that they more faithfully reflect the biology of intracellular signaling pathways and secretory responses. Whereas the method of islet isolation using tissue dissociating enzyme (TDE) preparations has been well established in many laboratories1-4, variations in the consistency of islet yield and quality from any given rodent strain limit the extent and feasibility of primary islet studies. These variations often occur as a result of the crude partially purified TDEs used in the islet isolation procedure; TDEs frequently exhibit lot-to-lot variations in activity and often require adjustments to the dose of enzyme used. A small number of reports have used purified TDEs for rodent cell isolations5, 6, but the practice is not widespread despite the routine use and advantages of purified TDEs for human islet isolations. In collaboration with VitaCyte, LLC (Indianapolis, IN), we developed a modified mouse islet isolation protocol based on that described by Gotoh7, 8, in which the TDEs are perfused directly into the pancreatic duct of mice, followed by crude tissue fractionation through a Histopaque gradient9, and isolation of purified islets. A significant difference in our protocol is the use of purified collagenase (CIzyme MA) and neutral protease (CIzyme BP) combination. The collagenase was characterized by the use of a6 fluorescence collagen degrading activity (CDA) assay that utilized fluorescently labeled soluble calf skin fibrils as substrate6. This substrate is more predictive of the kinetics of collagen degradation in the tissue matrix because it relies on native collagen as the substrate. The protease was characterized with a sensitive fluorescent kinetic assay10. Utilizing these improved assays along with more traditional biochemical analysis enable the TDE to be manufactured more consistently, leading to improved performance consistency between lots. The protocol described in here was optimized for maximal islet yield and optimal islet morphology using C57BL/6 mice. During the development of this protocol, several combinations of collagenase and neutral proteases were evaluated at different concentrations, and the final ratio of collagenase:neutral protease of 35:10 represents enzyme performance comparable to Sigma Type XI. Because significant variability in average islet yields from different strains of rats and mice have been reported, additional modifications of the TDE composition should be made to improve the yield and quality of islets recovered from different species and strains.

A detailed description of mouse islet isolation is described using the technique of in situ pancreatic ductal cannulation and perfusion of a combination of purified collagenase and neutral protease.

העכבר איילט בידוד נגרהנס באמצעות שילוב של collagenase המטוהר ופרוטאז הניטראלי

The interrogation of beta cell gene expression and function in vitro has squarely shifted over the years from the study of rodent tumorigenic cell lines ...