Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Протеом анализ кохлеарного сенсорного эпителия может оказаться непростой задачей из-за его небольшого размера и потому мембранные белки трудно выделить и идентифицировать. Оба мембрана и растворимые белки могут быть идентифицированы путем объединения нескольких препаративных методов и методик разделения вместе с масс-спектрометрии высокого разрешения.
Протеомика является широко используемым подход, который может дать ответ на сложных биологических систем. Кохлеарный чувствующий эпителий содержит рецепторы, которые преобразовывают механическую энергию звука в электро-химической энергии, обработанного периферической и центральной нервной систем. Несколько протеомические методы были разработаны для изучения кохлеарный внутреннее ухо, например, двухмерным электрофорезом в геле (разница 2D-ПГЛП), антител микрочипов, и масс-спектрометрии (МС). MS является наиболее полным и универсальным инструментом в протеомики и в сочетании с методами разделения может обеспечить углубленный протеома биологических образцов. Методов разделения в сочетании с МС имеет возможность обогатить образцов белка, обнаруживать низкую молекулярную массу и гидрофобных белков, и определить низкие обильные белки путем уменьшения динамического диапазона протеома. Различные стратегии пищеварения могут быть применены ко всей лизата или фракционированного лизата белка для повышения пептид и белокохват последовательность. Использование различных методов разделения, в том числе сильного катионного обмена (SCX), обращенно-фазовой (RP), а также гель-электрофореза элюировали жидкой фракции улавливающего (GELFrEE) могут быть применены для уменьшения сложности образца перед анализом MS для идентификации белков.
Протеомика является изучение сложных биологических систем на основе анализа экспрессии белка, функции, модификации и взаимодействия 1. Некоторые методы были использованы для протеомного анализа внутреннего уха, в том числе антител микрочипов 2, двухмерным электрофорезом в геле 3-5 и Dige 6. Тем не менее, только ограниченное число белков были идентифицированы и охарактеризованы 2,7-10, по сравнению с более чем 10000 генов и выраженных тегов последовательности (ЭБТ), определенных во внутреннем ухе 11,12, MS является наиболее распространенным и всеобъемлющим техника в протеомики для белка характеристики. Анализ сложных протеомических образцов, таких как улитки, может быть сложной задачей. Тем не менее, сочетание нескольких методов разделения с МС позволяет идентифицировать большее количество пептидов и белков, из-за повышенного диапазона динамического концентрации и пиковой мощности 13. Многомерные хроматограPHY уменьшает весьма сложные белковые смеси, позволяя использование различных механизмов адсорбции. Есть два широко используемых MS подходы анализа протеома, дробовик и снизу вверх протеомика. В дробовика протеомики, смесь интактных белков ферментативно переваривается и разделены с использованием многомерного хроматографии с сильной катионообменной хроматографии (SCX), а затем обращенно-фазовой жидкостной хроматографией (ОФЖХ) 14,15. Отделенные пептиды подвергают тандемной MS и поиска в базе данных 15. Основным преимуществом этого метода является то, что тысячи белков могут быть определены в одном анализе и метод лучше подходит для мембранных белков.
В снизу вверх, смесь белок отделяется, как правило, одно-или двухмерного электрофореза, а отдельные полосы белка или пятна вырезали и переваривают с ферментом, таким как трипсин, как правило, в результате чего несколько пептидов. Тем не менее, другой более поздниелы разработан электрофоретическую подход, используемый в восходящих протеомики, является GELFrEE. Этот метод фракционируют образцов белка в жидкой фазе и делает их менее сложными до анализа. Этот метод воспроизводимым, предлагает высокое извлечение белка и уменьшает распределение высоких обильных белков в сложных белковых образцов 16. Пептиды, в результате, разделенных белков, анализируются с помощью МС, с помощью пептидной массовой дактилоскопии или тандем MS (MS / MS), для создания тегов последовательности для поиска в базе данных 17-19. Некоторые из основных преимуществ использования подхода снизу вверх являются возможность получения разделения с высоким разрешением и всеобъемлющий охват белка. Восходящие протеомика является наиболее широко используемым методом в протеомики 20, следовательно, несколько биоинформатики инструменты доступны. Кроме того, белки могут быть разделены в сложной смеси перед пищеварения, так что есть большая вероятность идентификации.
Одна из основных проблем,при помощи внутреннего уха для протеомного анализа является ее небольшой размер, ограничивается доступность и тип клеток разнообразие 21. Кроме того, ключевые белки, которые отличают его функциональность, такие как ионные каналы, перевозчиков и рецепторов, являются мембранные белки, которые могут быть трудно выделить 22. Таким образом, подготовка проб фильтр автоматизированного (ФАСП) является выгодным для протеомных анализа тканей, которые ограничены для извлечения белка и которые требуют моющие средства для растворения мембраны 23. Этот фильтр позволяет MS анализа мембраны и растворимых белков и на способность выделения пептидов от низкой молекулярной массой загрязняющих веществ 23,24.
Настоящий протокол описывает часто используемые протеомических подходы, которые объединяются и изменены, чтобы проанализировать как растворимые, так и мембранные белки и максимально увеличить количество идентификаторов белка от кохлеарного сенсорного эпителия. Мы опишем с помощью дробовика протеомики с ФАСП мульти-дайджестион, ионообменной хроматографии, с высоким разрешением МС, и анализ данных. Кроме того, мы опишем снизу вверх протеомики с GELFrEE, FASP мульти-пищеварения, высокое разрешение MS, и анализа данных.
Заявление по этике
Эксперименты с использованием мышей ткани были утверждены Университета Южной Флориды Институциональная уходу и использованию животных комитета (Протоколы 3931R, 3482R), как изложено в соответствии с руководящими Национальных Институтов Здоровья.
1. Белок Добыча
2. Двухместный триптический Белок Переваривание всей Lysate Использование FASP
3. Эндопротеиназой LysC и триптический Белок Переваривание всей Lysate Использование FASP
4. Обессоливания Пептиды Использование Spin Columns
5. Ионообменная хроматография
6. Ацетон Осадки
До разделения GELFrEE кохлеарный супернатант белок должен быть обессоливали. Ацетон осадки могут быть использованы для обессоливания и концентрат белков.
7. GELFrEE Фракционирование Cochlear сенсорного эпителия
8. 1D гель-электрофореза из GELFrEE фракций
Гель-электрофорез 1D может быть использован для визуализации результатов GELFrEE фракционированием до ферментативного расщепления и анализа MS. GELFrEE белковые фракции могут быть разделены на 4-15% Трис-HCl геле.
9. Белок Переваривание GELFrEE фракции с использованием FASP
Модифицированная процедура ФАСП используется для удаления детергента и переваривания GELFrEE фракций.
10. Подготовка образцов для LC-MS/MS
11. Белок Идентификация
Чтобы получить наиболее полный протеома кохлеарного сенсорного эпителия, быстро ткани рассечение требуется до извлечения белка и пробоподготовки. Два протеомные методы могут быть использованы, дробовика и снизу вверх протеомики. Для подготовки образцов для дробовика протеомики, ФАС...
Ключевые шаги к максимизации идентификации белка от кохлеарного сенсорного эпителия являются: 1) использование нескольких endoproteinases для пищеварения, 2) использование нескольких методов разделения, и 3) использование масс-спектрометра с высоким разрешением. Применение нескольких фер...
Авторы заявляют никакого конкурирующие интересы.
Авторы благодарят доктора Кента Сили, директор Центра по борьбе с наркотиками открытий и инноваций (CDDI) протеомика основной комплекс в Университете Южной Флориды для использования этого объекта. Эта работа была поддержана NIH / NIDCD гранта R01 DC004295 чтобы BHAS
Name | Company | Catalog Number | Comments |
8% Tris-acetate cartridge | Protein Discovery | 42103 | |
Acetone | Sigma-Aldrich | 179124 | |
Acetonitrile | Honeywell | 015-1L | |
AEBSF | Calbiochem | 101500 | |
Ammonium formate | Fisher Scientific | AC16861 | |
Aprotinin | Calbiochem | 616370 | |
ASB-14 | Calbiochem | 182750-5GM | |
Bovine serum albumin | BioRad | 500-0112 | |
C18 column | New Objective | A25112 | 75 μm x 10 cm |
DC Protein Assay | BioRad | 500-0116 | Microplate Assay Protocol |
EDTA | Sigma-Aldrich | E9884 | |
Endoproteinase Lys-C | Sigma-Aldrich | P3428 | |
FASP Protein Digestion Kit | Protein Discovery | 44250 | |
Formic acid | Fluka | 94318 | |
GELFrEE Fractionation System | Protein Discovery | 42001 | GELFrEE 8100 |
Leupeptin | Calbiochem | 108975 | |
MacroSpin Column | The Nest Group | SMM SS18V | Silica C18 |
Microcystin | Calbiochem | 475815 | |
Pepstatin | Sigma-Aldrich | P5318 | |
Polysulfoethyl A Column | The Nest Group | 202SE0503 | |
Sodium dodecyl sulfate (SDS) | Sigma-Aldrich | L3771 | |
Sonic Dismembrator | Thermo Fisher | 15-338-53 | Model 100 |
Trypsin | Sigma-Aldrich | T6567 | Proteomics Grade |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены