Method Article
세포가 스트레스 조건을 만났을때 반응 산소 종 수준이 상승하고 있습니다. 여기 3'-3 'diaminobenzidine의 염색법의 예제뿐만 아니라 산화 환원 프로테옴을 프로파일하기 위해 cysTMT 라벨 및 질량 분광법을 보여 모나스 syringae 토마토 잎사귀를 치료.
모나스 syringae PV. 토마토 스트레인 DC3000은 Arabidopsis thaliana, 유전적으로 취급하기 쉬운 호스트 식물 1,2에 Solanum lycopersicum에서뿐만 아니라 Brassica 종의 세균성 반점 질환의 원인뿐만 아니라뿐만 아니라. DC3000으로 주사 cotyledons의 반응성 산소 종 (ROS)의 축적 토마토 3의 세균성 반점 병 중에 modulating 괴사성 세포 사망의 ROS의 역할을 나타냅니다. 과산화수소, ROS의 구성 요소는 모나스 3 토마토 식물의 접종 후 제작합니다. 과산화수소는 histochemical 얼룩 3'-3 'diaminobenzidine (DAB) 4를 사용하여 감지가 가능하다. DAB의 염색법은 잎 조직 4 얼룩 갈색을 생성하는 과산화수소와 반응. ROS는 5 특정 단백질의 산화 환원 상태를 변경할 수 세포 산화 환원 환경의 규제 역할을하고 있습니다. 시스테인은에 민감한 중요한 아미노산이다산화 환원 변경됩니다. 온화한 산화에서 시스테인 sulfhydryl 그룹의 가역 산화은 생리적 과정 6,7의 다양한 규제 산화 환원 센서 및 신호 변환기 역할을한다. 탠덤 질량 태그 (TMT) 시약이 동시 신분증을 활성화하고 탠덤 질량 분광법 8,9를 사용하여 서로 다른 샘플에서 단백질의 quantitation를 멀티플렉싱. 시스테인, 반응 TMT (cysTMT) 시약은 선택 라벨링과 상대적 quantitation 시스테인 함유 여섯 생물 학적 샘플이 최대의 펩티드을 가능하게합니다. 각 isobaric cysTMT 태그는 같은 명목 부모가 질량을 가지고 있으며, sulfhydryl, 반응 그룹, MS-중립 스페이서 팔과 MS / MS 기자는 10로 구성되어 있습니다. 라벨 후, 샘플 테아제 소화에 따라 달라질 수 있었다. 시스테인-라벨이 펩티드는 안티 TMT 항체를 포함하는 수지를 사용하여 풍부하게되었다. MS / MS 분석을하는 동안 기자 이온 일련의 (예 : 126-131 다)는 상대적 quantitation에 대한 정보를 제공하고, 낮은 대량 지역에서 등장.작업 흐름, 샘플 복잡도를 줄이고 동적 범위 향상과 시스테인 수정 사항을 공부에 대한 효과적입니다. 여기서 우리가 PST DC3000 취급 토마토의 산화 환원 proteomic 분석을 제시 (리오 그란데) cysTMT 기술을 사용하여 떠난다. 이것은 높은 처리량 방법은 다른 산화 환원 - 규제 생리적 과정을 연구에 적용할 수있는 잠재력을 가지고 있습니다.
1. 성장하는 모종 및 준비 박테리아
2. PST 및 H 2 O 2 토마토의 접종 얼룩 Histochemical
3. 단백질 추출
4. cysTMTs과 샘플 준비 및 펩타이드의 라벨링
5. 비 반응 태그 샘플 분획화 제거
6. cysTMT 라벨-펩티드의 샘플 농축
7. 질량 분광법 분석
8. 데이터베이스 검색 및 Quantitation
9. 대표 결과
제어 토마토 식물 잎과 모나스 주사 나뭇잎의 대표 이미지입니다그림 1에 표시된. 처리 제어 및 모나스 취급 나뭇잎 사이의 차이가 관찰된다. 나뭇잎을 제거하고 드 염색법 프로세스가 잎 조직에서 ROS의 흔적 (그림 2)를 표시 histochemical 얼룩을 허용합니다. DAB를 사용 물들일 후 그림 2A 아무 염색법과 제어 나뭇잎의 대표입니다. 그림 2B는 대표 H 2 O 2 생산을위한 모나스와 긍정적인 염색법으로 취급 나뭇잎의. differentially 산화 환원 규제 단백질의 프로테옴 디스 데이터 출력의 예제는 그림 3에 표시됩니다. 이 단백질은 알려진 산화 환원 조절 단백질 ferredoxin-1 14이며, 모나스 syringae PV 토마토 15에 대한 방어 역할을 보여줘왔다. 제어 및 주사 샘플 사이의 피크 강도는 ferredox에 상당한 변화를 보여 상대적 부량를 얻기 위해 사용됩니다에서-1 산화 환원 조절 (P <0.05). 높은 강도 봉우리는이 단백질은 병원균 치료에 대한 응답으로 산화되는 것을 권해드립니다. 그림 4는 컨트롤과 주사 샘플 사이에 단백질의 산화 환원 유사한 규정을 가지고 단백질의 프로테옴 디스 데이터 출력의 예입니다. 유사한 강도의 봉우리는 치료의 변화에 의해 규제되지 이황화 채권의 존재를 제안합니다. 방법은 과학자들이 산화 환원 반응 cysteines 및 disulfides 10을 감지하는 방법 대변혁을 가져올 것이다.
그림 1. 주사 토마토의 대표 이미지 제어 솔루션 ()와 모나스 (B)로 떠난다.
그림 2. 주사 토마토의 DAB의 염색법의 대표 이미지 제어 솔루션 ()와 모나스 (B)로 떠난다. 낙엽은 3'-3 'diaminobenzidine을 사용 물들어 있었다. 엽록소는 95 % 에탄올에 끓고하여 나뭇잎에서 제거되었습니다. 다크 염색법은 H 2 O 2의 존재를 나타냅니다. 단 박테리아 문화는 어두운 염색법을 보여주 함께 주사 떠난다.
그림 3. ferredoxin-1의 프로테옴 디스 데이터 출력, differentially 산화 환원 규제 단백질 14 예. 각 피크 위에 피크 강도는 절대 부량에 사용됩니다. 제어 및 주사 샘플 사이의 피크 강도가 사용됩니다상대 부량을 수행합니다.
그림 4. 컨트롤과 주사 샘플 간의 유사 피크 강도를 가진 단백질의 프로테옴 디스 데이터 출력의 예. 유사한 강도의 봉우리는 치료의 변화에 의해 규제되지 이황화 채권의 존재를 제안합니다.
이 프로토콜은 DAB의 염색법을 수행 관한 정보뿐만 아니라 cysTMT 분류 산화 환원 시스테인 부량를 제공합니다. 이러한 절차는 ROS의 생산뿐만 아니라 Solanum lycopersicum는 모나스 syringae으로 주사되는 단백질 규제에 대한 영향을 조사에 유용합니다. 이 프로토콜에 제시된 방법은 잎 조직 손상의 최소 금액을 일으키는 방식으로 전체 잎 샘플에서 ROS를 검사하는 방법을 제공합니다. 라벨 절차는 시스테인 라벨링 방법을 이용하여 잠재적으로 산화 환원 규제 단백질을 검사하는 방법을 제공합니다. 스트레스 반응의 초기 단계 검사 때 유용합니다.
이러한 동위 원소 코딩된 친화 태그 (ICAT)와 cysTMT 같은 방법은 생물 학적 샘플에서 잠재적인 산화 환원 조절 단백질 검사에 사용될 수 있습니다. ICAT는 라벨 두 샘플 12 비교 있습니다. 두 방법 모두 무료 cysteines을 라벨과 quantific 단백질에 사용할 수ation 10,12. 그러나 cysTMT 방법은 실험적인 변형의 감소뿐만 아니라 10 멀티플렉싱을 허용합니다. 사용 가능한 태그의 수는 연구자들이 실험적인 디자인으로 복제하거나 여러 샘플을 포함시킬 수 있습니다. 샘플이 더 많다는 것은 확인된 단백질의 높은 숫자의 가능성을 제공합니다. cysTMT 기법의 가장 큰 단점은 그것 때문에 cysTMT 표시된-펩티드 (6.5-6.6)에 대한 선택적 농축 단계의 단백질 식별의 전반적인 품질을 떨어뜨리고있다는 것입니다. 단백질 식별을위한 펩티드의 수는 단백질 시퀀스에있는 시스테인 잔류물의 수에 따라 크게 달라집니다. 이 문제는 질량 분광법 단백질 식별을 위해 농축 전에 tryptic 샘플의 일부를 제출하여 극복할 수 있습니다.
실험적인 디자인뿐만 아니라 cysTMT 메서드가 활용하는 레이블링 메커니즘의 특성으로 인해 특정 단계가 중요합니다. 단백질 preci을 수행하는 동안pitation 및 펠렛 washings (3.9)은 단백질 저하를 줄이기 위해 얼음을 차게 샘플을 유지하는 것이 중요합니다. 샘플 역방향 라벨을 받다 수 있으므로 cysTMT 라벨 동안 줄이는 시약 (4.6)의 제거가 중요합니다. 시약을 줄이는 것은 표본에 남아있다면 역방향 라벨이 가능합니다. 샘플 라벨 이후에 감소하는 경우 cysTMT 태그는 제거할 수 있습니다. 레이블 샘플에 추가됩니다되면 ph 수준은 최적의 레이블링 효율성을 위해 (4.7) 확인되어야합니다. 또한, 데이터 분석은 연구자와 프로토콜을 사용하는 궁극적인 목표는 요구되는 무엇에 따라 달라집니다. 또한 각각의 소프트웨어가 서로 다른 알고리즘을 가지고 사용중인 소프트웨어에 따라 달라집니다.
이 실험은 토마토의 반응 산화 종 향상된 생산을위한 elicitor와 같은 병원체 활용되지만, 기타 산화 환원 조절 반응이 적절하게 측정할 수 있습니다. 이 실험 설계는 다른 식물과 동물 시스템에 적용할 수있다.
관심의 어떠한 충돌 선언 없습니다.
저자 DC3000 스트레인, 토마토 종자 및 조언을 제공하는 닥터 그렉 마틴 (코넬 대학)와 그의 그룹을 감사드립니다. 또한 박사 Zhonglin은 그 방법 개발 지원을위한 바이오 연구 University of Florida는 학제간 센터에서 DAB 프로토콜 및 Proteomics 부문과 관련하여 도움이 MOU 체결 감사드립니다. 단백질 추출을위한 프로토콜은 Hurkman와 다나카 16 일부터 바뀌었습니다. 6 cysTMT 라벨, 4 단계의 프로토콜은 원래 써모 피셔 과학 피어스 제품 설명서를 17 일 기준으로 적응되었다. 이 작품은 국립 과학 재단 (S 첸에 MCB 0,818,051)에 의해 재정 지원되었다.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
시약의 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | |
MetroMix 500 | BWI 회사 | TX-500 | |
3,3 '-Diaminobenzidine | 시그마 - 올드 리치 | D8001 | |
ReadyPrep 선형 추출 키트 시약 3 | 바이오 방사선 | 163-2104 | |
CB-X 단백질 분석 | 제노 기술 | 786-12x | |
cysTMT 시약 | 온도 과학 피어스 단백질 연구 제품 | 90,071 | |
Laemmli 샘플 버퍼 | 바이오 방사선 | 161-0737 | |
바이오 안전 Comassie (G-250 얼룩) | 바이오 방사선 | 161-0786 | |
Microcon 3KD 칼럼 | Millipore | 42,403 | |
고정화 방지 TMT 수지 | 온도 과학 피어스 단백질 연구 제품 | 90,076 | |
원심 칼럼 | 온도 과학 피어스 단백질 연구 제품 | 89,896 | |
Proteopep II C18 컬럼 | 새로운 목표 | PFC7515-PP2-10 | |
NanoLC-1D HPLC | AB Sciex | 90,389 | |
LTQ Orbitrap XL | 써모 과학 | 0020137580 | |
SpeedVac | Labconco | 7,812,013 | |
프로테옴 Discoverer가 1.2 소프트웨어 | 온도 과학 피어스 단백질 연구 제품 | ||
트립신 | Promega | V5111 | |
Oakridge의 원심 분리기 튜브 | 써모 과학 NalgeNE 회사 | 3139-0050 | |
Microcentrifuge 튜브 (2ml) | 미국 과학 | 1620-2700 | |
12% 미니 프로 테우스 TGX 프리 캐스트 젤 | 바이오 방사선 | 456-1043 | |
양식의 맨 위로 양식> 바이오 안전 Coomassie StainBottom | 바이오 방사선 | 161-0786 | |
TMT 농축 키트 | 온도 과학 피어스 단백질 연구 제품 | 90,077 |
JoVE'article의 텍스트 или 그림을 다시 사용하시려면 허가 살펴보기
허가 살펴보기This article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. 판권 소유