Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
В сочетании предшественника изотопная маркировка и изобарической мечения (cPILOT) является количественной стратегией протеомики, что увеличивает возможности выборки мультиплексирования изобарических тегов. Этот протокол описывает применение cPILOT тканей от модели мыши болезни и дикого типа управления Альцгеймера.
Существует растущий спрос проанализировать многие биологические образцы для понимания болезни и обнаружения биомаркеров. Количественные стратегии протеомики, которые позволяют одновременное измерение нескольких образцов стало широко распространенным и значительно уменьшить экспериментальные затраты и время. В нашей лаборатории разработан метод, называемый комбинированным предшественником изотопная маркировкой и изобарической мечения (cPILOT), что повышает образец мультиплексирования традиционной маркировки изотопной или изобарических подходов мечения. Глобальный cPILOT может быть применен к образцам, происходящим из клеток, тканей, телесных жидкостей, или целых организмов и дает информацию о относительных содержаниях белка в различных условиях образца. cPILOT работает на 1) с использованием низких рН буферных условий для селективного dimethylate пептида N-концы и 2) с использованием высоких рН буфера условий для обозначения первичных аминов остатков лизина с коммерчески доступных реагентов изобарических (см Таблицу материалов / реагентов). СтепеньОбразец мультиплексирование доступно зависят от количества меток, используемых предшественников и изобарического реагента мечения. Здесь мы представляем 12-Plex анализа с использованием легкой и тяжелой Диметилирование в сочетании с шестью Plex изобарических реагентов для анализа 12 образцов из тканей мышей в одном анализе. Enhanced мультиплексирование полезно для снижения экспериментального времени и затрат, и что более важно, что позволяет проводить сравнения между многими условиями выборок (биологическими повторностями, стадией заболевания, медикаментозным лечением, генотипами или продольными временными точками) с менее экспериментальным уклоном и ошибками. В этой работе, глобальный cPILOT подход используются для анализа мозга, сердца и ткани печени через биологические повторы от модели мыши болезни и дикого типа управления Альцгеймер. Глобальный cPILOT может быть применен для изучения других биологических процессов, и выполненного с возможностью увеличения мультиплексирования образца до более чем 20 образцов.
Протеомика часто включает в себя анализ многих образцов, используемых для лучшего понимания болезненных процессов, кинетики ферментов, посттрансляционные модификации, реакция на стимулы окружающей среды, реакцию на терапевтические процедуры, обнаружение биомаркер или механизмы наркотиков. Количественные методы могут быть использованы для измерения относительных различий в уровне белка через образцы и может быть этикетками, свободными или включают изотопную метку (метаболический, химический или ферментативный). Устойчивые методы изотопного мечения выросли в популярности, поскольку они позволяют многие образцы, которые будут проанализированы одновременно и пригодны для образцов из различных клеток, тканей, телесных жидкостей, или целых организмов. Изотоп маркировка метода 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 увеличение пропускной способности , экспериментальнаяпри одновременном сокращении времени приобретения, стоимости и погрешности эксперимента. Эти методы используют спектры масс-предшественник для измерения относительного содержания белков из пептидных пиков. В противоположность этому , меченые реагенты изобарических 8, 9, 10 генерируют репортерные ионы, которые либо обнаружены в MS / MS или MS 3 11 спектры и эти пики используются , чтобы сообщить об относительном содержании белков.
Текущее состояние-оф-арт в мультиплексировании протеомики является либо 10-Plex 12 или 12-Plex изобарно анализа тега 13. Улучшенное мультиплексирование образца (т.е.> 10 образцов) было разработаны методы нашей лаборатории для тканей 14, 15, 16, 17, а также других для анализа клеток 18 SUP>, 19, 20, 21, тканей или целевых пептидов 22. Мы разработали усовершенствованный метод мультиплексирования, называемый в сочетании предшественника изотопное мечение с изобарической мечения (cPILOT). Глобальный cPILOT полезно для получения информации об относительных концентрациях всех белков в различных условиях выборки (≥12) 14. На рисунке 1 показан общий технологический процесс cPILOT. Триптические или Lys-C пептиды селективно помечены на N-конце с использованием Диметилирование низкого рН 2 и в остатках лизина с 6-Plex реагентов с использованием высокого рН. Эта стратегия удваивает число выборок, которые могут быть проанализированы с изобарическими реагентами, которые помогают снизить затраты и экспериментальные кроме того, уменьшает экспериментальные шаги и время.
cPILOT гибок, как мы разработали другие методы для изучения окислительных посттрансляционных модусов, в том числе - модификации 3-нитротирозин-модифицированных белков 14 и цистеина , содержащих пептиды с S-нитрозилирования (oxcyscPILOT) 23. Мы также разработали аминокислоту селективный подход, цистеин cPILOT (cyscPILOT) 17. МС 3 с приобретением топ-иона 11 или селективного-у 1 -ионный метода 15 может помочь уменьшить репортер ионной интерференции и улучшить количественную точность cPILOT. Использование MS 3 в методе сбора требует высокого разрешения прибора с Orbitrap масс - анализатора , хотя низкое разрешение ионной ловушки инструменты могут также работать 24.
Ранее cPILOT был использован для изучения белков печени 16 из мышиной модели болезни Альцгеймера. Здесь мы опишем, как выполнить глобальный анализ cPILOT с помощью мозга, сердца и гомогенатах печени изучить роль peripheчень при болезни Альцгеймера. Этот эксперимент включает в себя биологическую репликацию. Из-за универсальности cPILOT, заинтересованные пользователи могут использовать технику для изучения других тканей для ряда биологических проблем и систем.
Этика заявление: Мыши были приобретены у независимой, некоммерческой биомедицинского исследовательского института и размещены в Отделе лабораторных животных ресурсов в Университете Питтсбурга. Все протоколы животных были утверждены уход и использование комитетом Институциональных животных путем в Университете Питтсбурга.
1. Белки Добыча и генерация пептидов для химико-мечения
3. Образец обессоливания
4. Диметилирование Этикетировочное (N-концы)
5. Изобарная Пометка (остатки Lys)
6. Сильный катионит
7. жидкостная хроматография-тандемной масс - спектрометрии (ЖХ-МС / МС) и МС 3
8. Анализ данных 16
cPILOT использует химию на основе амина химически пептиды ярлыка на N-конце и остатках лизина и улучшает возможности выборки мультиплексирования. Рисунок 2 показывает репрезентативных данных MS , который получают из 12-Plex анализа cPILOT головного мозга, сердца, печен...
cPILOT позволяет одновременное измерение более чем 12 уникальных образцов. Для того, чтобы обеспечить успешное мечение как на N-концевых остатки лизина и пептиды, крайне важно, чтобы иметь правильный рН для каждого набора реакций и проводить реакцию Диметилирования сначала для пептиднога ...
Авторы не имеют конкурирующие интересы.
Авторы признают, Университет Питтсбурга запуска средства и NIH, грант NIGMS R01 (GM 117191-01) в RASR.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Water - MS Grade | Fisher Scientific | W6-4 | 4 L quantity is not necessary |
Acetonitrile - MS Grade | Fisher Scientific | A955-4 | 4 L quantity is not necessary |
Acetic Acid | J.T. Baker | 9508-01 | |
Ammonium hydroxide solution (28 - 30%) | Sigma Aldrich | 320145-500ML | |
Ammonium formate | Acros Organics | 208-753-9 | |
Formic Acid | Fluka Analytical | 94318-250ML-F | |
BCA protein assay kit | Pierce Thermo Fisher Scientific | 23227 | |
Urea | Biorad | 161-0731 | |
Tris | Biorad | 161-0716 | |
Dithiothreiotol (DTT) | Fisher Scientific | BP172-5 | |
Iodoacetamide (IAM) | Acros Organics | 144-48-9 | |
L-Cysteine | Sigma Aldrich, Chemistry | 168149-25G | |
L-1-tosylamido-2 phenylethyl cholormethyl ketone (TPCK)-treated Trypsin from bovine pancreas | Sigma Aldrich, Life Science | T1426-100MG | |
Formaldehyde (CH2O) solution; 36.5 - 38% in H2O | Sigma Aldrich, Life Science | F8775-25ML | |
Formaldehyde (13CD2O) solution; 20 wt % in D2O, 98 atom % D, 99 atom % 13C | Sigma Aldrich, Chemistry | 596388-1G | |
Sodium Cyanoborohydride; reagent grade, 95% | Sigma Aldrich | 156159-10G | |
Sodium Cyanoborodeuteride; 96 atom % D, 98% CP | Sigma Aldrich, Chemistry | 190020-1G | |
Strong Cation Exchange (SCX) spin tips sample prep kit | Protea BioSciences | SP-155-24kit | |
Triethyl ammonium bicarbonate (TEAB) buffer | Sigma Aldrich, Life Science | T7408-100ML | |
Isobaric Tagging Kit (TMT 6 plex) - 6 reactions (1 x 0.8 mg) | Thermo Fisher Scientific | 90061 | |
Hydroxylamine hydrochloride | Sigma Aldrich, Chemistry | 255580-100G | |
Standard vortex mixer | Fisher Scientific | 2215365 | any mixer can be used |
Oasis HLB 1 cc (10 mg) extraction cartridges | Waters | 186000383 | These are C18 cartridges |
Visiprep SPE vacuum manifold, DL (disposable liner), 24 port model | Sigma Aldrich | 57265 | A 12 port model is also sufficient |
Speed-vac | Thermo Scientific | SPD1010 | any brand of speed vac is sufficient |
Water bath chamber | Thermo Scientific | 2825/2826 | Any brand of a water bath chamber with controlled temperatures is sufficient. |
Mechanical Homogenizer (i.e. FastPrep-24 5G) | MP Biomedicals | 116005500 | |
Eksigent Nano LC - Ultra 2D with Nano LC AS-2 autosampler | Sciex | - | This model is no longer available. Any nano LC with an autosampler is sufficient. |
LTQ Orbitrap Velos Mass Spectrometer | Thermo Scientific | - | This model is no longer available. Other high resolution instruments (e.g. Orbitrap Elite, Orbitrap Fusion, or Orbitrap Fusion Lumos) can be used. |
Protein software (e.g. Proteome Discoverer) | Thermo Scientific | IQLAAEGABSFAKJMAUH | |
Analytical balance | Mettler Toledo | AL54 | |
Stir plate | VWR | 12365-382 | Any brand of stir plates are sufficient |
pH meter (Tris compatiable) | Fisher Scientific (Accumet) | 13-620-183 | Any brand of a pH meter is sufficient |
pH 10 buffer | Fisher Scientific | 06-664-261 | Any brand of pH buffer 10 is sufficient |
pH 7 buffer | Fisher Scientific | 06-664-260 | Any brand pH buffer 7 is sufficient |
1.5 mL eppendorf tubes, 500 pk | Fisher Scientific | 05-408-129 | Any brand of 1.5 mL eppendorf tubes are sufficient |
0.6 mL eppendorf tubes, 500 pk | Fisher Scientific | 04-408-120 | Any brand of 0.6 mL eppendorf tubes are sufficient |
0.65 µm Ultrafree MC DV centrifugal filter units | EMD Millipore | UFC30DV00 | |
2 mL microcentrifuge tubes, 72 units | Thermo Scientific | 69720 | |
C18 packing material (5 µm, 100 Å) | Bruker | PM5/61100/000 | This item is no longer available from Bruker. Alternative packing material with listed specifications will be sufficient |
C18 packing material (5 µm, 200 Å) | Bruker | PM5/61200/000 | This item is no longer available from Bruker. Alternative packing material with listed specifications will be sufficient |
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