작가 네이 선 존슨 수치 준비에 그의 원조에 대 한 감사 하 고 싶습니다. 이 연구는 미국 에너지 부의 사무실의 생물학과 환경 연구 (게놈 과학 프로그램), 전환 (민트) 실험실 감독 연구 개발에 Microbiomes에 의해 투자 되는 팬-omics 프로그램에 의해 지원 되었다 퍼시픽 노스 웨스트 국립 연구소, 국가 연구소의 건강 국립 연구소의 환경 건강 과학 (R01 ES022190)에서 이니셔티브와 NIH (P42 ES027704). KEBJ는 R21 HD084788 개발 하 고 새로운 멀티-omic 추출 기법 검증 재정 지원에 대 한 감사 하 고 싶습니다. 이 작품에는 W. R. 윌 환경 분자 과학 실험실 (EMSL), 미상 국가 과학적인 사용자 시설 평화로운 북 서 국립 연구소 (PNNL)에서 수행 되었다. PNNL은 Battelle 계약 드-AC06-76RL01830에서 DOE에 대 한 운영 하는 멀티 프로그램 국립 연구소 이다.

참고: 매우 젖은 토양 이전 효과에 손해 없이 추출 추출의 lyophilized 수 있습니다. 젖은 토양 또한 사용 될 수 있지만 특정 비율에 시 약을 추가할 때 고려해 야 합니다.
참고:이 좋습니다 추출, 두 50 mL 튜브 (최대 50 mL 튜브 당 10 g 토양) 사이 분할 한다 당 건조 한 토양 중량의 20 g을 사용 하 여. 추출 또는 사용 가능한 샘플에 따라 다름 아래로 확장할 수 있습니다.
참고: 건조 한 토양 샘플 균질 하 고 작은 뿌리와 바위를 제거 하기 위해 3 m m 스크린을 통해 sieved 될 수 있습니다. 샘플 화면에 붙어 얻을 것 이다 젖은 토양 샘플을 체질 하지 마십시오.
1. 토양 세포 세포의 용 해 및 대사, 단백질, 지질 (타이밍 ~ 1 d)의 추출
<ol><li>20 g 토양 샘플 당 메탄올/클로 프롬 호환 되는 두 개의 별도 50 mL 튜브에 10 g를 무게. 조심 선택, 튜브와 함께 클로 프롬 샘플 오염 대부분 플라스틱 거르는 것으로 합니다. 유리를 사용 하 여 언제 든 지 가능한 또는 플라스틱 튜브 폴 리 프로필 렌 또는 소계 (PTFE)에서 만든. 참고: 계속 멋진 얼음 토양 초기 무게 및 균질 단계 동안 가능한.</li>
	<li>각 튜브를 클로 프롬 씻어 스테인레스 스틸과 가닛 구슬의 10 mL를 추가 합니다. 얼음, 차가운 초순의 4 개 mL를 추가 물 (정화 시스템에 대 한 재료의 표 참조) 각 관 (2 개의 관 사이 한 샘플 분할)와 증기 두건으로 얼음 양동이에 샘플을 전송.</li>
	<li>25 mL 유리 혈 청 학적인 피 펫을 사용 하 여, 신속 하 게 얼음 처럼 차가운 2:1 클로 프롬: 메탄올 (v/v) 20 mL를 추가 합니다. 주의: 클로 프롬: 메탄올은 급성 잠재적 건강 영향: 피부 자극, 가능한 화학 화상, 및 호흡 체계에 자극. 그것은 신장, 간, 그리고 심 혼 영향을 미칠 수 있습니다. 적합 한 보호 안경, 의류, 장갑, 착용 하 고 항상 증기 두건에서 작동.</li>
	<li>솔루션으로 뚜껑과 소용돌이 조입니다. 2:1 choloroform:methanol 원핵생물의 세포 벽을 분해 하 고 또한 효소 활동은 합니다.</li>
	<li>50 mL 튜브 소용돌이 첨부 파일 및 수평 냉장고 안에 4 ° C에서 10 분에 대 한 소용돌이를 가능 하면 튜브를 연결 합니다. 다음, 그들을 완전히 진정 위해 ~ 15 분-80 ° C 냉장고 내부 샘플 장소.</li>
	<li>30에 대 한 진폭 60%에서 6 m m (1/4") 프로브 각 샘플을 sonicate 증기 두건 안쪽 프로브 sonicator를 사용 하 여 s 각 얼음에. 주의:이 좋습니다 sonicating 동안 인클로저 및 귀 보호를 감소 시키고 소리를 사용 하 여. 높은 전압은 전원 공급과 높은 주파수 케이블에. 액티브 프로브; 하단 또는 샘플 용기 측면을 만지지 마십시오 그것은 균열 또는 플라스틱을 녹여 수 있습니다.</li>
	<li>많은 열을 생성할 수 있습니다 sonicating 샘플 ~ 15 분,-80 ° C 냉장고에 놓습니다.</li>
	<li>1.5-1.7 단계를 반복 합니다. 참고: 샘플 세포 절차 동안 차가운 체재 다는 것을 확인 하십시오.</li>
	<li>5 분, 4 ° c.에 대 한 4000 x g에서 샘플을 원심 이 시점에서, 샘플 위 대사 산물 레이어, 단백질 interlayer 낮은 지질 층 (및 나머지 파편 펠 릿)으로 구분 됩니다. 그림 1을 참조 하십시오.</li>
	<li>샘플 얼음 양동이에 얼음에 놓고, 증기 두건 및 10 mL 유리 혈 청 학적인 피 펫을 사용 하 여, 내부 레이어를 제거는 위 대사 산물 2 50 mL 튜브에서 하나의 큰 유리 유리병에. 참고: 피할 피 펫;으로 단백질 층의 발음 필요한 경우 대사 산물의 작은 레이어를 남겨 주세요.</li>
	<li>약간 틸트 되도록 낮은 지질 층에 무료 부동 단백질 interlayer 출시 50 mL 튜브. 특 종 단백질 interlayers의 둘 다 신중 하 게 깨끗 한 스테인리스 플랫 헤드 랩 주걱을 사용 하 고 하나의 새로운 50 mL 튜브에 함께 넣어.</li>
	<li>25 mL 유리 혈 청 학적인 피 펫을 사용 하 여 하나의 대형 유리 유리병으로 낮은 지질 레이어를 제거 합니다. 참고: 주목 받는 토양 입자;을 피하려고합니다 그러나 일부 토양 파편 및 입자와 함께 갈망 하는, 지질 나중에 제거 됩니다.</li>
	<li>대사 산물 및 지질 위에 숨 막 유리 튜브와 건조까지 진공 집중 장치에 건조 장소 (지질 ~ 4-5 h metabolites 하룻밤).</li>
	<li>단백질 샘플 튜브를 나머지 파편 펠 렛 튜브 각 얼음 메탄올과 소용돌이의 20 mL를 추가 합니다. 이것은 클로 프롬 그것을 던지기 전에 파편의 어떤 가능한 남은 단백질을 solubilize 하려고 하기 전에 씻어 하 파편 펠 릿에 이루어집니다.</li>
	<li>원심 분리기 파편 펠 릿 및 단백질에 5 분, 4 ° C, 4000 x g interlayer 다음 증기 두건 안쪽 유해 폐기물 컨테이너에 메탄올을 가만히 따르다</li>
	<li>액체 질소에 단백질 및 파편 펠 릿을 동결 하 고 (와 함께 수집가 온도-98 ° C의 매우 낮은 어는 점 데 메탄올 때문-105 ° C의) lyophilizer에서 건조 ~ 2 시간. 참고: 않습니다-건조 하지 펠 릿로 그들은 solubilize 더 어려울 것 이다.</li>
	<li>단백질 중간층 튜브 및 파편 펠 릿의 각각에 20 mL의 단백질 가용 화 버퍼 (4 %SDS, 50 mM tris 버퍼, pH 8.0에서에서 100 m m DTT (DL-dithiothreitol); 보십시오 보충 시 설정) 10 mL를 추가 합니다. 주의: SDS 급성 독성 원인과 가연성 이다. 그것은 피부, 눈, 그리고 기도 자극입니다. 장갑, 안전 안경 착용.</li>
	<li>증기 두건에서 프로브 sonicate 30 20% 진폭에서 샘플 솔루션에 그들을가지고 s. 2 분 동안 소용돌이입니다.</li>
	<li>단백질 중간층 샘플을 solubilize 단백질을 300 rpm, 50 ° C에서 30 분 동안 실험실 관 회전에 넣으십시오.</li>
	<li>가로로 소용돌이 추가 10 분 모든 나머지 그대로 세포를 lyse 파편 샘플 다음 회전 나머지 20 분 단백질 중간층 샘플.</li>
	<li>10 분, 실 온 (RT), 4500 x g에서 샘플의 모든 원심 고 두 50 mL 튜브 각 튜브 샘플 당에서 상쾌한을 수집 합니다.</li>
	<li>가용 화 10 mL 단백질 중간층 펠 릿에 버퍼 sonicate 그리고 소용돌이 이전과 솔루션 및 원심 분리기에 다시 추가 합니다.</li>
	<li>똑같이 두 50 mL 튜브는 supernatants를 결합 하 고 8000 x g 10 분, 고정된 각도 양동이 터에 4 ° C에서 원심. 참고: 최종 원심 분리는 과도 한 오염 humic 물질을 제거 하는 데 필요한.</li>
	<li>각 30 mL 되도록 두 50 mL 튜브는 supernatants를 가만히 따르다. 그런 다음, 각 튜브를 TCA (trichloroacetic 산)의 7.5 mL를 추가 10 mL 유리 혈 청 학적인 피 펫을 사용 하 여. 솔루션으로 소용돌이입니다. 이것은 20 %TCA 각 30ml 샘플에서 (조절), 주의: TCA는 부식성, 독성 및 5 월 피부 화상을 일으킬. 장갑, 안전 안경 착용.</li>
	<li>하룻밤에 2 h-20 ° C 냉동 실에 샘플을 놓습니다. 참고: 단백질 일반적으로 1 시간 이내 침전 됩니다 하지만 왼쪽 하룻밤 (18 h까지) 될 수 있습니다. 참고: TCA 추출 단백질의 가능한 산 성 가수분해 때문 18 h 이상가 게 하지 마십시오. 샘플을 동결 하는 경우 얼음;에 녹여 샘플을 thaw 과거 워밍업 하지 마십시오.</li>
	<li>침전 된 단백질 펠 렛, 원심 4500 x g 10 분, 4 ° C에서 샘플 하 고 폐기물에는 상쾌한 가만히 따르다.</li>
	<li>1 개의 관으로 각 단백질 펠 릿, 소용돌이 및 펠 릿 처럼 조합 100% 얼음 아세톤 10 mL를 추가 합니다.</li>
	<li>원심 관 (를 사용 하 여 균형), 결합 된 펠 릿을 포함 하 고 폐기물에는 상쾌한을 가만히 따르다. 주의: 아세톤 호흡기 및 피부와 눈 자극, 발생할 수 있습니다 고 인화성 액체와 증기 이다. 증기 두건에서 작동, 안전 안 경과 장갑과 실험실 외 투를 착용 하십시오.</li>
	<li>두 번 아세톤 2 mL 튜브 5 분 10000 x g에서 마지막 스핀에 대 한 마지막 전송의 1.5 mL를 사용 하 여 펠 릿을 세척.</li>
	<li>폐기물에는 상쾌한 가만히 따르다 고 건조 펠 릿 거꾸로 연기 후드 ~ 20 분 또는 질소 스트림 아래에 종이 지우기에는 펠 릿 약간 균열 시작 될 때까지.</li>
	<li>펠 릿의 크기에 따라 단백질 가용 화 버퍼의 100-200 µ L를 추가 합니다. 참고: 가능한 샘플에 추가 가용 화 버퍼의 볼륨을 유지. 이후 필터 지원 샘플 준비 (FASP) 열; 당 solubilized 샘플의 50 μ까지 사용할 수 있습니다. 어떤 더 분할할 여러 FASP 열 수 있어야 합니다.</li>
	<li>Sonicate와 소용돌이 솔루션으로 펠 릿. 참고 샘플 humic 물질 후속 원심 분리와 제거 될 것 이다 단백질 함께 계기 인 점도 있을 수 있습니다.</li>
	<li>솔루션으로 단백질을 solubilize 단백질 소화를 진행 하는 샘플 300 rpm, 40 ° C에서 30 분 동안 인큐베이터/셰이 커에 흔들어.</li>
	<li>스냅은 단백질 소화에 대 한 준비까지 액체 질소와-80 ° C 냉동 고가 게에서 샘플을 동결.</li>
</ol>2. 지질 준비 (타이밍 ~ 20 분)
<ol><li>지질 샘플 건조 되 면, 추가 솔루션으로 소용돌이 및 1.5 mL 폴 리 프로필 렌 튜브에 유리병을 2:1 클로 프롬: 메탄올의 200 μ 유리에 추가 200 μ 추가 유리병, 소용돌이 나머지 지질 플라스틱 튜브에 전송.</li>
	<li>4 ° c.에서 5 분 동안 12000 x g에서 샘플에서 파편을 원심</li>
	<li>LC-MS/MS 분석 (LC-MS/MS 보충 방법에 대 한 추가 정보)까지 상쾌한 유리 지질 유리병-20 ° C에서 저장소로 전송 합니다.</li>
	<li>샘플 준비 후 즉시 분석 될 수 없습니다, 경우 지질 산화와 저하를 방지 하기 위해-20 ° C에서 용 매에 저장 될 필요가 있다.</li>
</ol>3. 대사 산물 준비 및 Derivatization (타이밍 ~ 5 h)
<ol><li>추출 다음 날 속도 Vac에서 대사 산물 샘플을 제거 하 고 derivatization 및 GC 분석에 대 한 준비까지-20 ° C에서 건조 저장 합니다. 그렇지 않다면 다음 악기에 대 한 적절 한 프로토콜을 사용 하 여 준비를 GC에는 대사 산물을 실행.</li>
	<li>GC 분석에 대 한 대사 산물을 derivatizing, 직전 양도할 대형 유리 튜브에서 메탄올, vortexing 및 1.5 mL 폴 리 프로필 렌 튜브에 추가 200 μ를 추가 하 여. 한 번 반복 합니다.</li>
	<li>12000 x g 10 분, 4 ° c.에 관을 원심 작은 유리 튜브에는 상쾌한 전송, 추가 숨 막 상단에 속도 Vac에서 완전히 건조.</li>
	<li>샘플 유리병 및 30에 대 한 소용돌이에 methoxyamine 솔루션의 20 µ L을 추가 하 여 metabolites derivatize 중간 속도로 vortexer에 s. 주의: Methoxyamine 염 심한 화상과 눈에 심각한 손상의 원인, 과민성 피부 접촉에 의해 발생할 수 있습니다. 안전 안경, 장갑, 실험실 외 투를 착용 하 고 증기 두건에서 작동.</li>
	<li>목욕 sonicator를 사용 하 여 샘플 완전히 용 해 되도록.</li>
	<li>결로 예방 뚜껑 1000 rpm 떨고 1 h 30 분 동안 37 ° C에서 유지는 인큐베이터에서 샘플을 품 어.</li>
	<li>반전 유리병 뚜껑 표면에 응축 된 방울과 샘플을 섞어 한 번. 1 분, 실시간 1000 x g에 아래로 샘플을 회전</li>
	<li>(주사기를 사용 하 여) 하는 80 µ L n 추가 하 여 수행 하는 silylation-메 틸-N-(trimethylsilyl) 1 %trimethylchlorosilane trifluoroacetamide. 10 초에 대 한 소용돌이입니다. 주의: MSTFA + 1 %TMCS 피부 부식, 심각한 눈 손상, 및 특정 표적 장기 독성을 일으킬 수 있습니다 고 인화성 액체와 증기 이다. 안전 안경, 장갑, 실험실 외 투를 착용 하 고 증기 두건에서 작동.</li>
	<li>30 분 동안 37 ° C에서 흔들어 1000 rpm 유지 응축 방지 뚜껑 인큐베이터에서 샘플을 품 어.</li>
	<li>반전 유리병 뚜껑 표면에 응축 된 방울과 샘플을 섞어 한 번.</li>
	<li>2000 x g, 실시간에 5 분 동안 아래로 샘플을 회전</li>
	<li>GC-MS 분석에 대 한 적절 한 튜브에 반작용된 솔루션을 전송 합니다.</li>
</ol>4. 단백질 소화 (타이밍 ~ 1 d)
<ol><li>5 분, RT, 작은 어떤 파편 든 지를 위한 15000 x g에서 샘플 원심</li>
	<li>필터 원조 샘플 준비 (FASP) 수행 FASP를 사용 하 여 소화 키트 ( 재료의 표참조) 다음 제조 업체의 지침31,32수정:<ol>
<li>8 M 요소 버퍼의 400 μ FASP 열 (500 μ 30 K MWCO 스핀 필터)에 추가 합니다.</li>
		<li>샘플 centrifuging 완료 되 면, 상쾌한 (삭제는 펠 릿)에서 플라스틱 고 8 M 요소는 열에서의 400 μ에 샘플의 최대 50 μ를 추가 합니다. 참고: 추가 열 당 샘플의 최대 50 μ. 50 μ 샘플의 경우 여러 열을 사용 하 고 소화 후에 펩 티 드 결합. 이 볼륨을 가능한 한 낮게 떠날 것이 좋습니다 (30 µ L 이상적 이다)는 FASP를 보장 하기 위해 열 것입니다 모두 제거 SDS 극적으로 질량 spec 분석을 방해할 수 있습니다.</li>
		<li>열 포함된 1.5 mL 튜브에 놓고 30 분, 실시간 14000 x g에서 샘플을 원심</li>
		<li>낭비로 통해 흐름 제거 하 고 열에 8m 우 레 아의 400 μ를 추가 하 고 다시 원심.</li>
		<li>한 번 더 3 요소 린스의 총에 대 한 이전 단계를 반복 합니다. 참고: 샘플은 열에 건조 가까이 있는지 확인 하십시오 어떤 경우 보다 더 ~ 각 스핀 후 필터에 남아 있는 30 µ L centrifuging 계속.</li>
		<li>20 분 14000 x g에서 50mm NH4HCO3 와 원심 분리기의 400 μ를 추가 하 고 폐기물을 버리고 한 번 반복.</li>
		<li>깨끗 한 1.5 mL 원심 분리기 튜브에 열을 전송.</li>
		<li>트립 신 소화 버퍼의 75 μ는 열을 추가 하 고 750 rpm에서 결로 방지 뚜껑 인큐베이터에서 3 h 동안 37 ° C에서 품 어.</li>
		<li>열에 50mm NH4HCO3 40 µ L를 추가 합니다.</li>
		<li>14000 x g 15 분 열 위에 높은 분자량 오염 물질을 유지 하면서 튜브에는 펩 티 드를 수집에서 샘플 원심</li>
		<li>열 및 원심 분리기를 50mm NH4HCO3 40 μ를 다시 추가 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>열, 튜브 ~ 30 µ L, 및 BCA 분석 결과 (Bicinchoninic 산 성 단백질 분석 실험 키트, 참조 테이블의 자료) 속도 Vac에 펩 티 드 다운 건조는 펩 티 드.</li>
	<li>SDS 오염 (보이는 거품)33의심 되는 경우 필요에 따라 정리 단계를 수행 합니다. 고체 상 추출이이 옵션을 선택 하는 경우에 이후에 수행 되어야 합니다. 이 정리 방법에 대 한 자세한 내용은 보충 방법에서 이용하실 수 있습니다.</li>
	<li>MS 분석을 위한 샘플을 희석 하거나 선택적으로 HPLC 분류 (다음 두 단계)에.
</li>
	<li>충분치, 10 m m 염화 편대 버퍼 (pH 10.0) 400 µ L의 볼륨 샘플을 희석.</li>
	<li>C18 열에 해결 ( 재료의 표참조) 0.5 mL/min HPLC 시스템을 사용 하 여 모바일 단계 (A) 10 mM 암모늄 편대, pH 10.0와 (B)에서 10 m m 염화 편대, pH 10.0/이기 (10:90)을 구분 하 여.<ol>
<li>최소 10 ~ 70, 65 %A 분 70 ~ 85, 30 %A 분 85 ~ 95 이상에서 유지 이상 30 %A 통해 100% A 95 %A 처음 10 분, 95 %A 65 %A 그라디언트를 조정 합니다.</li>
		<li>다시 분 95 105 이상 100% A equilibrate 누르고 100 %A 120 분까지 있습니다.</li>
		<li>분수 모든 1.25 분 (96 분수 전체 그라데이션 이상의)를 수집 하 고 마지막으로 12 샘플 또는 24 샘플에 대 한 다른 모든 행의 총에 대 한 모든 행을 결합 (각각 n = 8 또는 n = 4 분수 풀링된).</li>
	</ol>
</li>
	<li>모든 분수 진공에서 건조 하 고 LC-MS/MS 분석까지-20 ° C에서 스토리지에 대 한 각 초순의 15 µ L를 추가 합니다.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Hultman, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-omics+of+permafrost,+active+layer+and+thermokarst+bog+soil+microbiomes.">Multi-omics of permafrost, active layer and thermokarst bog soil microbiomes.</a> Nature. 521, 208-212 (2015).</li><li>White, R. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Moleculo+long-read+sequencing+facilitates+assembly+and+genomic+binning+from+complex+soil+metagenomes.">Moleculo long-read sequencing facilitates assembly and genomic binning from complex soil metagenomes.</a> mSystems. 1, (2016).</li><li>White, R. A., Callister, S. J., Moore, R. J., Baker, E. S., Jansson, J. 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L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temporal+proteome+and+lipidome+profiles+reveal+hepatitis+C+virus-associated+reprogramming+of+hepatocellular+metabolism+and+bioenergetics.">Temporal proteome and lipidome profiles reveal hepatitis C virus-associated reprogramming of hepatocellular metabolism and bioenergetics.</a> PLoS Pathog. 6, e1000719 (2010).</li><li>Alquier, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deletion+of+GPR40+impairs+glucose-induced+insulin+secretion+in+vivo+in+mice+without+affecting+intracellular+fuel+metabolism+in+islets.">Deletion of GPR40 impairs glucose-induced insulin secretion in vivo in mice without affecting intracellular fuel metabolism in islets.</a> Diabetes. 58, 2607-2615 (2009).</li><li>Ding, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+the+accurate+mass+and+time+tag+approach+in+studies+of+the+human+blood+lipidome.">Application of the accurate mass and time tag approach in studies of the human blood lipidome.</a> J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci. 871, 243-252 (2008).</li><li>Rasmussen, A. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systems+virology+identifies+a+mitochondrial+fatty+acid+oxidation+enzyme,+dodecenoyl+coenzyme+A+delta+isomerase,+required+for+hepatitis+C+virus+replication+and+likely+pathogenesis.">Systems virology identifies a mitochondrial fatty acid oxidation enzyme, dodecenoyl coenzyme A delta isomerase, required for hepatitis C virus replication and likely pathogenesis.</a> J Virol. 85, 11646-11654 (2011).</li><li>Manza, L. L., Stamer, S. L., Ham, A. J., Codreanu, S. G., Liebler, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sample+preparation+and+digestion+for+proteomic+analyses+using+spin+filters.">Sample preparation and digestion for proteomic analyses using spin filters.</a> Proteomics. 5, 1742-1745 (2005).</li><li>Wisniewski, J. R., Zougman, A., Nagaraj, N., 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=Universal+sample+preparation+method+for+proteome+analysis.">Universal sample preparation method for proteome analysis.</a> Nat Methods. 6, 359-362 (2009).</li><li>Zhou, J. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+sodium+dodecyl+sulfate-assisted+sample+preparation+method+for+LC-MS-based+proteomics+applications.">Simple sodium dodecyl sulfate-assisted sample preparation method for LC-MS-based proteomics applications.</a> Anal Chem. 84, 2862-2867 (2012).</li><li>Anderson, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decreased+abundance+of+type+III+secretion+system-inducing+signals+in+Arabidopsis+mkp1+enhances+resistance+against+Pseudomonas+syringae.">Decreased abundance of type III secretion system-inducing signals in Arabidopsis mkp1 enhances resistance against Pseudomonas syringae.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 111, 6846-6851 (2014).</li><li>Chourey, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+cellular+lysis/protein+extraction+protocol+for+soil+metaproteomics.">Direct cellular lysis/protein extraction protocol for soil metaproteomics.</a> J Proteome Res. 9, 6615-6622 (2010).</li><li>Kim, S., Gupta, N., Pevzner, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectral+probabilities+and+generating+functions+of+tandem+mass+spectra:+a+strike+against+decoy+databases.">Spectral probabilities and generating functions of tandem mass spectra: a strike against decoy databases.</a> J Proteome Res. 7, 3354-3363 (2008).</li><li>Kim, S., Pevzner, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MS-GF++makes+progress+towards+a+universal+database+search+tool+for+proteomics.">MS-GF+ makes progress towards a universal database search tool for proteomics.</a> Nat Commun. 5, 5277 (2014).</li><li>Cole, J. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phototrophic+biofilm+assembly+in+microbial-mat-derived+unicyanobacterial+consortia:+Model+systems+for+the+study+of+autotroph-heterotroph+interactions.">Phototrophic biofilm assembly in microbial-mat-derived unicyanobacterial consortia: Model systems for the study of autotroph-heterotroph interactions.</a> Front Microbiol. 5, (2014).</li><li>Isaacson, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sample+extraction+techniques+for+enhanced+proteomic+analysis+of+plant+tissues.">Sample extraction techniques for enhanced proteomic analysis of plant tissues.</a> Nat Protoc. 1, 769-774 (2006).</li></ol>

저자 들은 아무 경쟁 금융 관심사 선언 합니다.

그것은 특정 방법, 예를 들어 세포 단계, 적응 시킬 수 있다 그래서 모든 실험실 같은 사용 가능한 장비 해야한다 참고 해야 합니다. 그러나 여기 우리 사용 vortexing sonicating, 큰 50 mL 비드 때리는 사용 하 여 작동 합니다. Lyophilizer-105 ° C의 온도 수집기와 사용할 수 없는 경우 샘플 질소 스트림 아래 건조 수 있습니다. 또한 토양 유형을 크게 다르며 모래, 갯벌, 찰 흙,이 탄, 및 옥 토 (등), 포함 ?...

토양 미생물 지역 사회 평가 탄소 순환, 기후 변화를 이해 하기 위한 중요 한 의미를 갖는다. 그러나 최근 연구는 어려움을, 다양 한 토양 유형 microbiota에 대 한 시퀀스 게놈의 부족 및 감지 하는 단백질의 많은 것의 알 수 없는 기능 등을 강조 했다. 이러한 도전 결과1,,23현재까지 알려진 가장 복잡 한 미생물 지역 사회 토양 때문. 멀티-omic 분석, metagenomic, metatranscriptomic, metaproteomic, metabolomic, 및 lipidomic 연구에서 결과 결합 하는 최근 미생물 존재, 동안에 더 큰 이해를 얻기 위해 수많은 토양 연구에서 구현 되었습니다. 때문에 환경 섭1,,45분자 변화에 대 한 포괄적인 정보를 얻는. 멀티-omic 연구와 함께 한 가지 문제는 질량 분석 (MS)-기반으로 metaproteomic, metabolomic, 및 lipidomic 측정은 일반적으로 각 omic MS 호환6,7 에 대 한 특정 추출 과정 필요 , 8 , 9.이 정확한 절차 확인의 구현을 매우 어렵거나 불가능 한 때 샘플의 한정 된 수량만 사용할 수. 이러한 과제는 우리 동시 대사 산물, 단백질 및 지질 추출 (MPLEx) 방법 작은 샘플 볼륨 또는 대 중을 사용 하 여 정확도 개선 하 고 제공 하는 모든 3 개의 분석에 대 한 빠른 샘플 준비 조사를 자극합니다 10. 데이트 하 고, 이러한 목표를 모두 달성할 수 있는 대체 토양 추출 절차가 필요 하지 않습니다.
글로벌 멀티-omic 단일 토양 샘플의 분석을 사용 하려면 클로 프롬, 메탄올, 물 분판 기반으로 하는 유기 용 매 추출 프로토콜 사용된10이었다. 이 메서드는 원래 총 지질 기사9,11 에 대 한 개발 및 최근에 단일 샘플12,13 에서에서 대사 산물, 단백질과 지질 동시 추출에 대 한 개정 했다 14,15,16,17,18,19,20,,2122, 23,,2425,26,27,28,29,30, 적은 샘플 수량을 사용 하 고 실험적 변화10. MPLEx 프로토콜에서 클로 프롬은 별개 조각으로 샘플 성분의 triphasic 화학 별거를 위한 기초를 제공 하는 물과 혼합할 수 있는. 최고 수성 단계 따라서 친수성 대사, 단백질 디스크 그리고 지질 층 하단 클로 프롬 단계 (그림 1)에서 다음을 포함 합니다. MPLEx 대부분 토양에 적용 될 때 미 립 자 파편 샘플링 튜브의 맨 아래에 축적 하 고 모든 레이어는 수집 된 후 삭제 될 수 있습니다. 그러나 각 토양 유형 다를 수,, 및이 탄 등 높은 유기 토양, 토양 파편 중간 계층에 샘플링 튜브의 바닥에 떨어지지 않습니다. MPLEx 1) 작은 샘플 양이 멀티-omic 분석, 2) 멀티-omic 기사 같은 샘플 감소에서 사용 될 수 있습니다와 같은 동일한 샘플에서 유형 여러 분자를 분리 하면 몇 가지 장점이 제공 전반적인 실험 가변성, 그리고 샘플의 3) 큰 숫자 높은 처리량 연구10훨씬 더 빨리 준비 될 수 있습니다. 함께 이러한 혜택은 토양 샘플 및 그들의 복잡 한 미생물 지역 사회를 평가 하기 위한 더 나은 측정 기능을 제공 하기 위한 중요 합니다.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Chloroform</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>650498</td>
			<td>Stored at -20&#176;C !Caution chloroform has acute potential health effects, skin irritation and possible chemical burns, irritation to the respiratory system, may affect the kidneys, liver, heart. Wear suitable protective glasses, clothing and gloves, work in a fume hood.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>34860</td>
			<td>Stored at -20&#176;C !Caution Methanol may cause respiratory tract, skin and eye irritation, may damage the nerves, kidneys and liver. Wear suitable protective glasses, clothing and gloves, work in a fume hood.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Purified water from Millipore</td>
			<td>Milli-Q</td>
			<td></td>
			<td>Water purification system.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium dodecyl sulfate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>L6026</td>
			<td>!Caution SDS causes acute toxicity and is flammable. It is a skin, eye and airway irritant. Wear gloves and safety glasses.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soil protein extraction kit</td>
			<td>MoBio, NoviPure Soil Protein Extraction Kit, Qiagen</td>
			<td>30000-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DL-dithiothreitol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>43815</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1M Trizma HCL</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T2694</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trichloroacetic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T0699</td>
			<td>!Caution TCA is caustic, toxic and may cause skin burns. Wear gloves and safety glasses.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>650501</td>
			<td>Stored at -20&#176;C !Caution Acetone may cause respiratory tract and skin and eye irritation. Flammable liquid and vapor. Wear safety glasses gloves and a lab coat, work in a fume hood.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Urea</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>208884</td>
			<td>!Caution Urea is an eye and skin irritant, use gloves and safety glasses</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium bicarbonate</td>
			<td>Fluka</td>
			<td>09830</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin</td>
			<td>Promega</td>
			<td>V528A</td>
			<td>20&#181;g vials</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bicinchoninic acid protein assay kit</td>
			<td>Pierce</td>
			<td>23227</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium Formate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>09735</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetonitrile</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>34998</td>
			<td>!Caution Acetonitrile is a skin and eye irritant. Highly flammable. Wear gloves and safety glasses. Work in a fume hood.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trifluoroacetic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T6508</td>
			<td>!Caution TFA is extremely hazardous in case of skin contact, eye contact, ingestion and inhalation. May produce tissue damage particularly on mucous membranes of eyes, mouth and respiratory tract. Skin contact may produce burns. Wear gloves, lab coat, safety glasses and work in a fume hood.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methoxyamine hydrochloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>226904</td>
			<td>!Caution Methoxyamine hydrochloride causes severe burns and serious damage to eyes, may cause sensitization by skin contact. Wear safety glasses, gloves and lab coat, work in a fume hood.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pyridine</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>270970</td>
			<td>!Caution Pyridine can cause skin and eye irritation, central nervous system depression. Vapor may cause flash fire. Wear safety glasses, gloves and lab coat, work in a fume hood.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-Methyl-N-(trimethylsilyl)trifluoroacetamide with 1% trimethylchlorosilane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>69478</td>
			<td>!Caution MSTFA + 1% TMCS can cause skin corrosion, serious eye damage and specific target organ toxicity. Flammable liquid and vapor. Wear safety glasses, gloves and lab coat, work in a fume hood.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P9541</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Milli-Q water purification system</td>
			<td>Millipore</td>
			<td></td>
			<td>model MPGP04001</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortex</td>
			<td>Scientific Industries</td>
			<td>SI-0236</td>
			<td>Vortex Genie 2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Probe sonicator</td>
			<td>FisherBrand</td>
			<td></td>
			<td>model FB505</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Refrigerated centrifuge</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td></td>
			<td>model 5810R</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50mL tube swinging bucket rotor</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>A-4-44</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50mL fixed angle rotor</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>FA-45-6-30</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Balance</td>
			<td>OHAUS</td>
			<td></td>
			<td>model V22PWE150IT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Serological pipette controller</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>12-654-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10mL, 25mL glass serological pipettes</td>
			<td>FisherBrand</td>
			<td>13-678-27F, 13-678-36D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermomixer with Thermotop</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>5382000015, 5308000003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.9 &#8211; 2.0 mm blend stainless steel beads</td>
			<td>NextAdvance</td>
			<td>SSB14B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.15 mm garnet beads</td>
			<td>MoBio</td>
			<td>13122-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic stir plate</td>
			<td>FisherBrand</td>
			<td>11-100-16SH</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic stir bar</td>
			<td>FisherBrand</td>
			<td>14512130</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pH paper strips, pH range 0&#8211;14</td>
			<td>FisherBrand</td>
			<td>M95903</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15mL, 50mL conical polypropylene centrifuge tube</td>
			<td>Genesee Scientific</td>
			<td>21-103 21-108</td>
			<td>chloroform compatible</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50mL vortex attachment</td>
			<td>MoBio</td>
			<td>13000-V1-50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ice bucket</td>
			<td>FisherBrand</td>
			<td>02-591-44</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>27.25x70mm glass vials</td>
			<td>FisherBrand</td>
			<td>03-339-22K</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Breathe Easier plate membranes</td>
			<td>Midwest Scientific</td>
			<td>BERM-2000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alcohol wipes</td>
			<td>Diversified Biotech</td>
			<td>BPWP-1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heater shaker incubator</td>
			<td>Benchmark, Incu-Shaker Mini</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Analog rotisserie tube rotator</td>
			<td>SoCal BioMed, LLC</td>
			<td>82422001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter-Aided-Sample-Prep kit</td>
			<td>FASP; Expedeon</td>
			<td>44250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microplate reader</td>
			<td>Biotek, EPOCH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-20 Degree Celsius Freezer</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>13986149</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-80 Degree Celsius Freezer</td>
			<td>Stirling Ultracold</td>
			<td>SU78OUE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Q-Exactive ion trap mass spectrometer</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agilent 7890A gas chromatograph coupled with a single quadrupole 5975C mass spectrometer</td>
			<td>Agilent Technologies, Inc.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LTQ-Orbitrap Velo</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Waters NanoEquityTM UPLC system</td>
			<td>Millford, MA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>250mL media bottle</td>
			<td>FisherBrand</td>
			<td>1395-250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Waters vial</td>
			<td>Waters</td>
			<td>186002805</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass MS sample vial and inserts</td>
			<td>MicroSolv</td>
			<td>9502S-WCV, 9502S-02ND</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass HPLC vial and snap caps</td>
			<td>MicroSolv</td>
			<td>9512C-0DCV, 9502C-10C-B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HPLC 96-well plate</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>5042-6454</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Large glass vial 27.25x70mm</td>
			<td>FisherBrand</td>
			<td>03-339-22K</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lyophilizer</td>
			<td>Labconco</td>
			<td>7934021</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polished stainless steel flat head spatula</td>
			<td>Spoonula; FisherBrand</td>
			<td>14-375-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kim wipes</td>
			<td>Kimberly-Clark</td>
			<td>34721</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>XBridge C18, 250x4.6 mm, 5 &#956;M with 4.6x20 mm guard column</td>
			<td>Waters</td>
			<td>186003117, 186003064</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agilent 1100 series HPLC system</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>G1380-90000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.7mL centrifuge tube</td>
			<td>Sorenson</td>
			<td>11700</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hamilton Glass Syringes, 5mL, 50&#181;L and 250&#181;L</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>81517, 80975, 81175</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pasteur Pipettes</td>
			<td>FisherBrand</td>
			<td>13-678-20A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pasteur Pipette Bulbs</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Z111597</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bath Sonicator</td>
			<td>Branson 1800 Ultrasonic Cleaner</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Centrifuge</td>
			<td colspan="2">Labconco Centrivap Acid-Resistant Concentrator System</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MicroSpin Columns, C18 Silica</td>
			<td>The Nest Group</td>
			<td>SEM SS18V</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the mplex protocol for multi-omic analyses of soil samples

질량 분석 (MS)-기반된 통합된 metaproteomic, metabolomic, 및 lipidomic (멀티-omic) 연구 우리의 능력을 이해 하 고 환경 및 생물 학적 시스템에서 미생물 지역 사회 특성을 변형 시키고 있다. 이러한 측정도 가장 복잡 한 토양 미생물 커뮤니티의 향상 된 분석 사용 하 고 있습니다 현재까지 알려진 복잡 한 미생물 시스템. 그러나 멀티-omic 분석,, 있다 샘플 준비 과제, 별도 기사는 일반적으로 매우 준비 시간과 필요한 샘플의 양을 증폭 각 omic 연구를 위해 필요 하기 때문. 이 한계를 해결 하기 위해 3-에서-1 방법 같은 토양 샘플에서 대사, 단백질, 지질 (MPLEx)의 동시 추출 용 매 기반 접근을 적응 하 여 만들었습니다. 이 MPLEx 프로토콜은 모두 간단 하 고 많은 샘플 유형에 대 한 강력한 복잡 한 토양 샘플의 한정 된 수량에 대 한 활용 하는 경우에 입증 되었습니다. MPLEx 메서드는 또한 크게 생물학과 환경 물결 따라 변화를 평가 하는 동안 각 미생물 커뮤니티의 구성원의 더 나은 이해를 얻기 위하여 필요한 급속 한 멀티-omic 측정을 사용할 수 있습니다.

MPLEx 프로토콜은 캔자스 네이티브 대초원 토양 (Mollisol 토양)에서 분자를 추출 하는 데 사용 됩니다, triplicate 분석 3376 펩 티 드, 105 지질 및 102 극 대사 (모든 고유 식별)에 대 한 결과 제공. 반면 MPLEx 프로토콜 지질과 대사 산물12,13,14,15,,16<sup cl...

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The MPLEx Protocol for Multi-omic Analyses of Soil Samples

프로토콜은 동시에 하나의 토양 샘플에서 대사 산물, 단백질과 지질을 추출, 감소 샘플 준비 시간 허용 및 한정 된 수량으로 샘플의 멀티-omic 질량 분석 분석을 활성화에 대 한 제공 됩니다.

멀티-omic 토양 샘플의 분석을 위한 MPLEx 프로토콜

Mass spectrometry (MS)-based integrated metaproteomic, metabolomic, and lipidomic (multi-omic) studies are transforming our ability to understand and ...

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Research

JoVE Journal

Chemistry

10.8K 조회수.  Pacific Northwest National Laboratory. 프로토콜은 동시에 하나의 토양 샘플에서 대사 산물, 단백질과 지질을 추출, 감소 샘플 준비 시간 허용 및 한정 된 수량으로 샘플의 멀티-omic 질량 분석 분석을 활성화에 대 한 제공 됩니다.

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Formation of Ordered Biomolecular Structures by the Self-assembly of Short Peptides

In nature, complex functional structures are formed by the self-assembly of biomolecules under mild conditions. Understanding the forces that control self-assembly and mimicking this process in vitro will bring about major advances in the areas of materials science and nanotechnology. Among the available biological building blocks, peptides have several advantages as they present substantial diversity, their synthesis in large scale is straightforward, and they can easily be modified with biological and chemical entities1,2. Several classes of designed peptides such as cyclic peptides, amphiphile peptides and peptide-conjugates self-assemble into ordered structures in solution. Homoaromatic dipeptides, are a class of short self-assembled peptides that contain all the molecular information needed to form ordered structures such as nanotubes, spheres and fibrils3-8. A large variety of these peptides is commercially available.
This paper presents a procedure that leads to the formation of ordered structures by the self-assembly of homoaromatic peptides. The protocol requires only commercial reagents and basic laboratory equipment. In addition, the paper describes some of the methods available for the characterization of peptide-based assemblies. These methods include electron and atomic force microscopy and Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR). Moreover, the manuscript demonstrates the blending of peptides (coassembly) and the formation of a &#34;beads on a string&#34;-like structure by this process.9 The protocols presented here can be adapted to other classes of peptides or biological building blocks and can potentially lead to the discovery of new peptide-based structures and to better control of their assembly.

This paper describes the formation of highly ordered peptide-based structures by the spontaneous process of self-assembly. The method utilizes commercially available peptides and common lab equipment. This technique can be applied to a large variety of peptides and may lead to the discovery of new peptide-based assemblies.

짧은 펩타이드의 자기 조립에 의해 주문 생체 고분자 구조의 형성

In nature, complex functional structures are formed by the self-assembly of biomolecules under mild conditions. Understanding the forces that control ...

연구

화학

Transport of Surface-modified Carbon Nanotubes through a Soil Column

Carbon nanotubes (CNTs) are widely manufactured nanoparticles, which are being utilized in a number of consumer products, such as sporting goods, electronics and biomedical applications. Due to their accelerating production and use, CNTs constitute a potential environmental risk if they are released to soil and groundwater systems. It is therefore essential to improve the current understanding of environmental fate and transport of CNTs. The transport and retention of CNTs in both natural and artificial media have been reported in literature, but the findings widely vary and are thus not conclusive. There are a number of physical and chemical parameters responsible for variation in retention and transport. In this study, a complete procedure of selected multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) is presented starting from their surface modification to a complete set of laboratory column experiments at critical physical and chemical scenarios. Results indicate that the stability of the commercially available MWCNTs are critical with their attached surface functional group which can also influence the transport and retention of MWCNT through the surrounding medium.

Surface properties of a nanoparticle are important for their interaction with the surrounding medium. Therefore the surface modification of carbon nanotubes can be critical for their transport and retention through porous media. Here, lab scale column experiments are used to understand the possible transport and retention of these nanoparticles.

토양 칼럼을 통해 표면 개질 된 카본 나노 튜브의 운송

Carbon nanotubes (CNTs) are widely manufactured nanoparticles, which are being utilized in a number of consumer products, such as sporting goods, ...

A Direct, Early Stage Guanidinylation Protocol for the Synthesis of Complex Aminoguanidine-containing Natural Products

The guanidine functional group, displayed most prominently in the amino acid arginine, one of the fundamental building blocks of life, is an important structural element found in many complex natural products and pharmaceuticals. Owing to the continual discovery of new guanidine-containing natural products and designed small molecules, rapid and efficient guanidinylation methods are of keen interest to synthetic and medicinal organic chemists. Because the nucleophilicity and basicity of guanidines can affect subsequent chemical transformations, traditional, indirect guanidinylation is typically pursued. Indirect methods commonly employ multiple protection steps involving a latent amine precursor, such as an azide, phthalimide, or carbamate. By circumventing these circuitous methods and employing a direct guanidinylation reaction early in the synthetic sequence, it was possible to forge the linear terminal guanidine containing backbone of clavatadine A to realize a short and streamlined synthesis of this potent factor XIa inhibitor. In practice, guanidine hydrochloride is elaborated with a carefully constructed protecting array that is optimized to survive the synthetic steps to come. In the preparation of clavatadine A, direct guanidinylation of a commercially available diamine eliminated two unnecessary steps from its synthesis. Coupled with the wide variety of known guanidine protecting groups, direct guanidinylation evinces a succinct and efficient practicality inherent to methods that find a home in a synthetic chemist&#39;s toolbox.

Here, we present a protocol for direct, early stage guanidinylation that enables rapid total synthesis of aminoguanidine-containing small organic molecules. An advanced synthetic intermediate used in the synthesis of a blood coagulation factor XIa inhibitor was prepared using this protocol.

복잡한 아미노 구아니딘 함유 천연 제품의 합성에 대한 직접, 초기 단계 Guanidinylation 프로토콜

The guanidine functional group, displayed most prominently in the amino acid arginine, one of the fundamental building blocks of life, is an important ...

Protocol for the Synthesis of Ortho-trifluoromethoxylated Aniline Derivatives

Molecules bearing trifluoromethoxy (OCF3) group often show desired pharmacological and biological properties. However, facile synthesis of trifluoromethoxylated aromatic compounds remains a formidable challenge in organic synthesis. Conventional approaches often suffer from poor substrate scope, or require use of highly toxic, difficult-to-handle, and/or thermally labile reagents. Herein, we report a user-friendly protocol for the synthesis of methyl 4-acetamido-3-(trifluoromethoxy)benzoate using 1-trifluoromethyl-1,2-benziodoxol-3(1H)-one (Togni reagent II). Treating methyl 4-(N-hydroxyacetamido)benzoate (1a) with Togni reagent II in the presence of a catalytic amount of cesium carbonate (Cs2CO3) in chloroform at RT afforded methyl 4-(N-(trifluoromethoxy)acetamido)benzoate (2a). This intermediate was then converted to the final product methyl 4-acetamido-3-(trifluoromethoxy)benzoate (3a) in nitromethane at 120 &#176;C. This procedure is general and can be applied to the synthesis of a broad spectrum of ortho-trifluoromethoxylated aniline derivatives, which could serve as useful synthetic building blocks for the discovery and development of new pharmaceuticals, agrochemicals, and functional materials.

Protocol for the Synthesis of Ortho-trifluoromethoxylated Aniline Derivatives

An operationally simple procedure for the synthesis of ortho-trifluoromethoxylated aniline derivatives via a two-step sequence of O-trifluoromethylation of N-aryl-N-hydroxyacetamide followed by thermally induced intramolecular OCF3-migration is reported.

의 합성을위한 프로토콜<em&gt; 직교</em&gt; -trifluoromethoxylated 아닐린 파생 상품

Molecules bearing trifluoromethoxy (OCF3) group often show desired pharmacological and biological properties. However, facile synthesis of ...

A Protocol for the Production of Gliadin-cyanoacrylate Nanoparticles for Hydrophilic Coating

This article presents a protocol for the production of protein-based nanoparticles that changes the hydrophobic surface to hydrophilic by a simple spray coating. These nanoparticles are produced by the polymerization reaction of alkyl cyanoacrylate on the surface of cereal protein (gliadin) molecules. Alkyl cyanoacrylate is a monomer that instantly polymerizes at RT when it is applied to the surface of materials. Its polymerization reaction is initiated by the trace amounts of weakly basic or nucleophilic species on the surface, including moisture. Once polymerized, the polymerized alkyl cyanoacrylates show a strong affinity with the object materials because nitrile groups are in the backbone of poly (alkyl cyanoacrylate). Proteins also work as initiator for this polymerization because they contain amine groups that can initiate the polymerization of cyanoacrylate. If aggregated protein is used as an initiator, protein aggregate is surrounded by the hydrophobic poly(alkyl cyanoacrylate) chains after the polymerization reaction of alkyl cyanoacrylate. By controlling the experimental condition, particles in the nanometer range are produced. The produced nanoparticles readily adsorb to the surface of most materials including glass, metals, plastics, wood, leather, and fabrics. When the surface of a material is sprayed with the produced nanoparticle suspension and rinsed with water, the micellar structure of nanoparticle changes its conformation, and the hydrophilic proteins are exposed to the air. As a result, the nanoparticle-coated surface changes to hydrophilic.

This article presents a protocol for the production of protein-based nanoparticles that changes the hydrophobic surface to hydrophilic. The produced nanoparticle is an assembly of gliadin-cyanoacrylate diblock copolymers. Spray coating with the produced nanoparticle changes the surface of target material to a hydrophilic surface.

친수성 코팅 글 리아 딘 - 시아 노 아크릴 레이트 나노 입자의 생산을위한 프로토콜

This article presents a protocol for the production of protein-based nanoparticles that changes the hydrophobic surface to hydrophilic by a simple spray ...

A Simple and Efficient Protocol for the Catalytic Insertion Polymerization of Functional Norbornenes

Norbornene can be polymerized by a variety of mechanisms, including insertion polymerization whereby the double bond is polymerized and the bicyclic nature of the monomer is conserved. The resulting polymer, polynorbornene, has a very high glass transition temperature, Tg, and interesting optical and electrical properties. However, the polymerization of functional norbornenes by this mechanism is complicated by the fact that the endo substituted norbornene monomer has, in general, a very low reactivity. Furthermore, the separation of the endo substituted monomer from the exo monomer is a tedious task. Here, we present a simple protocol for the polymerization of substituted norbornenes (endo:exo ca. 80:20) bearing either a carboxylic acid or a pendant double bond. The process does not require that both isomers be separated, and proceeds with low catalyst loadings (0.01 to 0.02 mol%). The polymer bearing pendant double bonds can be further transformed in high yield, to afford a polymer bearing pendant epoxy groups. These simple procedures can be applied to prepare polynorbornenes with a variety of functional groups, such as esters, alcohols, imides, double bonds, carboxylic acids, bromo-alkyls, aldehydes and anhydrides.

We describe the catalytic insertion polymerization of 5-norbornene-2-carboxylic acid and 5-vinyl-2-norbornene to form functional polymers with a very high glass transition temperature.

기능 노보 넨의 촉매 삽입 중합을위한 간단하고 효율적인 프로토콜

Norbornene can be polymerized by a variety of mechanisms, including insertion polymerization whereby the double bond is polymerized and the bicyclic ...

A Protocol for Safe Lithiation Reactions Using Organolithium Reagents

Organolithium reagents are powerful tools in the synthetic chemist&#39;s toolbox. However, the extreme pyrophoric nature of the most reactive reagents warrants proper technique, thorough training, and proper personal protective equipment. To aid in the training of researchers using organolithium reagents, a thorough, step-by-step protocol for the safe and effective use of tert-butyllithium on an inert gas line or within a glovebox is described. As a model reaction, preparation of lithium tert-butyl amide by the reaction of tert-butyl amine with one equivalent of tert-butyl lithium is presented.

The safe and proper use of organolithium reagents is described.

유기 리튬 시약을 사용하여 안전 리튬 화의 반응을위한 프로토콜

Organolithium reagents are powerful tools in the synthetic chemist&#39;s toolbox. However, the extreme pyrophoric nature of the most reactive reagents ...

An Optimized Protocol for the Efficient Radiolabeling of Gold Nanoparticles by Using a 125I-labeled Azide Prosthetic Group

Here, we demonstrate a detailed protocol for the radiosynthesis of a 125I-labeled azide prosthetic group and its application to the efficient radiolabeling of DBCO-group-functionalized gold nanoparticles using a copper-free click reaction. Radioiodination of the stannylated precursor (2) was carried out by using [125I]NaI and chloramine T as an oxidant at room temperature for 15 min. After HPLC purification of the crude product, the purified 125I-labeled azide (1) was obtained with high radiochemical yield (75 &plusmn; 10%, n = 8) and excellent radiochemical purity (&gt;99%). For the synthesis of radiolabeled 13-nm-sized gold nanoparticles, the DBCO-functionalized gold nanoparticles (3) were prepared by using a thiolated polyethylene glycol polymer. A copper-free click reaction between 1 and 3 gave the 125I-labeled gold nanoparticles (4) with more than 95% of radiochemical yield as determined by radio-thin-layer chromatography (radio-TLC). These results clearly indicate that the present radiolabeling method using a strain-promoted copper-free click reaction will be useful for the efficient and convenient radiolabeling of DBCO-group-containing nanomaterials.

An Optimized Protocol for the Efficient Radiolabeling of Gold Nanoparticles by Using a 125I-labeled Azide Prosthetic Group

A detailed procedure for the synthesis of a 125I-labeled azide and the radiolabeling of dibenzocyclooctyne (DBCO)-group-conjugated, 13-nm-sized gold nanoparticles using a copper-free click reaction is described.

를 사용하여 금 나노 입자의 효율적인 방사성 표지를위한 최적화 된 프로토콜<sup&gt; (125)</sup&gt; I-표시 아 지드 보철 그룹

Here, we demonstrate a detailed protocol for the radiosynthesis of a 125I-labeled azide prosthetic group and its application to the efficient ...

Protocol for the Solid-phase Synthesis of Oligomers of RNA Containing a 2'-O-thiophenylmethyl Modification and Characterization via Circular Dichroism

Solid-phase synthesis has been used to obtain canonical and modified polymers of nucleic acids, specifically of DNA or RNA, which has made it a popular methodology for applications in various fields and for different research purposes. The procedure described herein focuses on the synthesis, purification, and characterization of dodecamers of RNA 5&#39;-[CUA CGG AAU CAU]-3&#39; containing zero, one, or two modifications located at the C2&#39;-O-position. The probes are based on 2-thiophenylmethyl groups, incorporated into RNA nucleotides via standard organic synthesis and introduced into the corresponding oligonucleotides via their respective phosphoramidites. This report makes use of phosphoramidite chemistry via the four canonical nucleobases (Uridine (U), Cytosine (C), Guanosine (G), Adenosine (A)), as well as 2-thiophenylmethyl functionalized nucleotides modified at the 2&#39;-O-position; however, the methodology is amenable for a large variety of modifications that have been developed over the years. The oligonucleotides were synthesized on a controlled-pore glass (CPG) support followed by cleavage from the resin and deprotection under standard conditions, i.e., a mixture of ammonia and methylamine (AMA) followed by hydrogen fluoride/triethylamine/N-methylpyrrolidinone. The corresponding oligonucleotides were purified via polyacrylamide electrophoresis (20% denaturing) followed by elution, desalting, and isolation via reversed-phase chromatography (Sep-pak, C18-column). Quantification and structural parameters were assessed via ultraviolet-visible (UV-vis) and circular dichroism (CD) photometric analysis, respectively. This report aims to serve as a resource and guide for beginner and expert researchers interested in embarking in this field. It is expected to serve as a work-in-progress as new technologies and methodologies are developed. The description of the methodologies and techniques within this document correspond to a DNA/RNA synthesizer (refurbished and purchased in 2013) that uses phosphoramidite chemistry.

Protocol for the Solid-phase Synthesis of Oligomers of RNA Containing a 2'-O-thiophenylmethyl Modification and Characterization via Circular Dichroism

This article provides a detailed procedure on the solid-phase synthesis, purification, and characterization of dodecamers of RNA modified at the C2&#39;-O-position. UV-vis and circular dichroism photometric analyses are used to quantify and characterize structural aspects, i.e., single-strands or double-strands.

2&#39;- 포스 핀 올리고 뉴클레오타이드를 함유하는 올리고머의 고상 합성을위한 프로토콜<em&gt; O</em&gt; 원형 이색 성을 통한 - 티오 페닐 메틸 변형 및 특성 분석

Solid-phase synthesis has been used to obtain canonical and modified polymers of nucleic acids, specifically of DNA or RNA, which has made it a popular ...

Facile Protocol for the Synthesis of Self-assembling Polyamine-based Peptide Amphiphiles (PPAs) and Related Biomaterials

Polyamine-based Peptide Amphiphiles (PPAs) are a new class of self-assembling amphiphilic biomaterials-related to the peptide amphiphiles (PAs). Traditional PAs possess charged amino acids as solubilizing groups (lysine, arginine), which are directly connected to a lipid segment or can contain a linker region made of neutral amino acids. Tuning the peptide sequence of PAs can yield diverse morphologies. Similarly, PPAs possess a hydrophobic segment and neutral amino acids, but also contain polyamine molecules as water solubilizing (hydrophilic) groups. As is the case with PAs, PPAs can also self-assemble into diverse morphologies, including small rods, twisted nano-ribbons, and fused nano-sheets, when dissolved in water. However, the presence of both primary and secondary amines on a single polyamine molecule poses a significant challenge when synthesizing PPAs. In this paper, we show a simple protocol, based on literature precedents, to achieve a facile synthesis of PPAs using solid phase peptide synthesis (SPPS). This protocol can be extended to the synthesis of PAs and other similar systems. We also illustrate the steps that are needed for cleavage from the resin, identification, and purification.

Facile Protocol for the Synthesis of Self-assembling Polyamine-based Peptide Amphiphiles PPAs and Related Biomaterials

The synthesis of polyamine-based peptide amphiphiles (PPAs) is a significant challenge due to the presence of multiple amine nitrogens, which requires judicious use of protecting groups to mask these reactive functionalities. In this paper, we describe a facile method for the preparation of these new class of self-assembling molecules.

멀티-omic 토양 샘플의 분석을 위한 MPLEx 프로토콜

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Polyamine 기반 펩타이드 Amphiphiles (PPAs) 및 관련된 생체 자기 조립의 합성에 대 한 손쉬운 프로토콜