Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Gelecekteki klinik uygulama için tükürük örnekleme göz önüne alındığında, bir lolipop gibi ultrafiltrasyon (LLUF) prob insan oral kavite sığacak şekilde imal edilmiştir. NanoLC-LTQ kütle spektrometresi tarafından sindirilmemiş tükürük Direkt analizi büyük proteinler ve yüksek bolluk proteinler kaldırmak ve düşük bol peptidler daha tespit yapmak LLUF probların yeteneğini göstermiştir.
Insan tükürük proteom ve peptidome 1-2 ortaya sürülmüş olsa da onlar majorly triptik tükürük proteinleri sindirir identifiye edildi. Insan tükürük yerli peptidler, hastalığın tanısında hastalığın ilerlemesini tahminde ve terapötik etkinlik izlenmesi için potansiyel değerlerini sağlamak yana eksojen enzimler ile önceden sindirim olmadan insan tükürük yerli peptidome belirlenmesi, önem kazanmaktadır. Uygun örnekleme insan yerli tükürük peptidome belirlenmesi geliştirilmesi için önemli bir adımdır. 3-4 enkaz kaldırmak için santrifüj içeren insan tükürük örnekleme Geleneksel yöntemler çok zaman alıcı klinik kullanım için geçerli olması olabilir. Ayrıca, santrifüj enkaz kaldırma enfekte patojenlerin en temiz ve genellikle düşük bolluk peptidome belirlenmesine engel yüksek bolluk proteinleri kaldırmak mümkün olabilir.
Konvansiyonel proteomik yaklaşımlar priin-jel sindirim ile konjugasyon Marily kullanan iki boyutlu jel elektroforezi (2-DE) jeller birçok tükürük proteinleri 5-6 belirleme yeteneğine sahiptirler. Ancak, bu yaklaşım genellikle düşük bolluk peptid / protein tespit etmek için yeterince duyarlı değildir. Sıvı kromatografisi-kütle spektrometresi (LC-MS) tabanlı proteomik önce 2-DE ayrımı olmadan proteinler tespit edebilir bir alternatiftir. Bu yaklaşım, yüksek hassasiyeti sağlasa da, genel olarak önceden Örnek ön-fraksiyonasyon 7 ve zor bir hale getirir klinik kullanım için tripsin ile ön-sindirim ihtiyacı vardır.
Numune hazırlama nedeniyle kütle spektrometresi de engel aşmak için, kılcal ultrafiltrasyon (CUF) probları 8-11 denen bir teknik geliştirdik. Laboratuvar verileri CUF probları dinamik ve minimal invaziv şekilde 8 hayvanlarda çeşitli mikro gelen in vivo protein yakalama yeteneğine sahip olduğunu gösterdi -11. Negatif basınç numune alma sırasında çekilerek sadece şırınga ile oluşturulan bu yana hiçbir santrifüj gereklidir. LC-MS ile birlikte CUF probları başarıyla triptik-sindirilmiş protein 8-11 belirledik. Bu çalışmada, kolaylıkla insan oral kavite sığabilecek bir lolipop benzeri ultrafiltrasyon (LLUF) prob oluşturarak ultrafiltrasyon örnekleme tekniği yükseltti. Tripsin sindirim olmaksızın LC-MS ile doğrudan analizi keşif sahasında insan tükürük çeşitli proteinlerin elde edilen pek çok peptid fragmanları içerir gösterdi. LLUF problar ile tükürük Örnekleme santrifüj kaçınılması ama etkili birçok büyük ve yüksek bolluk proteinler kaldırıldı. Bizim kitle spektrometrik sonuçlar çok düşük bolluk peptitler LLUF problar ile daha büyük proteinler filtreleyerek sonra saptanabilir hale geldiği gösterilmiştir. Düşük bolluk tükürük peptidlerin Algılama kromatografisi ile birden fazla adım örnek ayrılması bağımsız oldu. Klinik uygulama için, LLUF probları dahilLC-MS ile d potansiyel tükürük hastalığın ilerlemesini izlemek için gelecekte kullanılabilir.
1. LLUF Probları oluşturulması
2. Tükürük Koleksiyonu
3. NanoLC-LTQ MS Analizi
4. Veri Analizi ve Protein Veritabanı Arama
5.. LLUF Problar Oral Bakteri giderimi
6. Temsilcisi Sonuçlar
1. Bir taklit ağız ortamındaki LLUF probları ve örnekleme tükürük Fabrikasyon
Örnekleme tükürük bir lolipop emme olarak yapılabilir, prosedür toplama cihazları 13-14 yılında Titriyormuşçasına tükürük bozulmasını önlemek olacaktır. Önemlisi, aynı zamanda sözlü boşluklardan dinamik ve yerel hastalara izlemek mümkün olacak. Tükürük ile numune hazırlama basitleştirilmiş olabilir, buna ek olarak, klinisyenler kolayca facil olurdusonraki klinik çalışma konusundaki kararını hızlandırmak için prosedürü itate. Kütle spektrometresi bir zaman çok kısa bir süre içinde dizi proteinleri tespit ve düzleştirmek için en hassas tekniklerinden biridir. Ancak, numune hazırlama için karmaşık prosedürler klinikte bu tekniği kullanarak engel olmuştur. Ayrıca, bilinir ki kütle spektrometresi ile analiz 15-16 klinik örneklerde yüksek molekül ağırlığına (tükürük örneğin amilaz) maske düşük bolluk proteinler ile daha bol protein ya da proteinler. Yukarıda bahsedilen engellerin üstesinden gelmek için, LLUF sondalar (Şekil 1) adında bir lolipop gibi ultrafiltrasyon cihazı geliştirdi. 30 kDa (Şekil 1A, a) polipropilen raket (Şekil 1A, b) yapıştırıldı bir MWCO ile negatif yüklü polyethersulfone membran. Bu, tükürük içinde daha büyük proteinleri filtrelenmesi amacıyla LLUF prob önüne yerleştirilmiştir edildi. Insan oral ortamda (Şekil 1A, g taklit etmek), Bir sünger (Şekil 1A, e) Bir kültür kaplarına (Şekil 1A, f) tükürük içine sırılsıklam olmuştu. Tamamen şırınganın (Şekil 1A, d) çıkarıldıktan sonra, filtrelenmiş tükürük bağlı bir tüpün (Şekil 1A, c) boyunca hareket eden başladı ve toplanmıştır.
2. NanoLC-LTQ MS tarafından yerli tükürük peptidome belirlenmesi
LC kromatogramları karşılaştırılması, farklı protein kompozisyonları LLUF numune alındıktan sonra tükürük olduğunu belirten LLUF örnekleme (Şekil 2) önce ve sonra tükürük farklı kromatogramları bulundu. Protein kompozisyonlar belirlemek için, bir çok protein karışımından derhal sekansı peptidler mümkün olduğu bilinmektedir NanoLC-LTQ kütle spektrometrisi kullanılmıştır. Daha da önemlisi, klinik amaçlar için numune hazırlama basitleştirmek için, kimyasal veya enzimatik sindirim olmadan tamamen tükürük NanoLC-LTQ MS analizi için uygulandı. Beklenmedik bir şekilde, 131 peptidler bizyeniden sindirilmemiş tükürük (Ek Tablo 1) belirlenmiştir. Bu peptidler, çeşitli prolin zengin bir protein, aktin, alfa amilaz, alfa 1 globin, beta globin, histain 1, keratin 1, musin 7, polimerik immünoglobulin reseptörü, satherin ve S100A9 türetilen parçası bulunmaktadır. Yirmi altı benzersiz peptitler LLUF sondalar (Ek Tablo 2) ile filtreleme sonra tükürük tespit edilmiştir. Bu peptidler esas olarak çeşitli prolin zengin proteinler elde parçalarıdır. Bu tür polimer immünoglobulin reseptörü (83,24 kDa) ve alfa amilaz, proteinler gibi elde edilen peptidler daha büyük ve daha bol miktarda protein çıkarılması LLUF prob özelliği gösteren, saptanamaz edildi. Alfa-amilaz bir iç peptid tekabül PFIAIHAEAESKL peptid A MS / MS spektrumu Şekil 3A 'de gösterilmiştir. En ilgi çekici, daha büyük proteinler çıkardıktan sonra, 18 26 sıralı peptidler LLUF prob-örneklenmiş tükürük (Tablo saptanabilir oldu1). Bu peptidler, bir 18 (P), prolin ile sonuçlandı prolin-zengin proteinleri veya varsayımsal proteinleri elde edildi -. Glutamin (Q) (-PQ),-SR,-SP-veya C-terminusta PP Şekil 3B, bir MS / MS gösterdi LLUF prob-örneklenmiş tükürük tespit edildi PQGPPQQGGHPRPP peptid spektrumu. Peptid-prolin zengin protein HaeIII alt familyası 1 ve 2 (Tablo 1) elde edilebilir.
Şekil 1.. LLUF probları ile insan ağız boşluğu taklit gelen bütün tükürük örnekleme kompozisyonlar Panel. A: (a) 30 kDa MWCO olan bir yarı-geçirgen bir polyethersulfone, (b) bir polipropilen paddle, (c), bir teflon florinlenmiş etilen propilen tüp; (d) bir 20 ml şırınga Panel B:. bir sünger (e) (a taklit dili) yaratmak için insan tükürük içeren bir kültür çanağı (f) içine batırılmış edildiyapay bir insan ağız boşluğu (g). Tam bir şırınga çekilerek oluşturulan çıkan negatif basınç şırınga içinde bağlı bir tüp (ok) boyunca ve yaratılan boşluk (ok) doğru taşımak için toplanan sıvı sürücüler. Bar: 2.0 cm.
Şekil 2. LLUF örnekleme önce ve sonra tükürük Diferansiyel LC / MS / MS kromatogramlar. Proteinler (1.0 ug / ul) insan tam tükürük içinde olmadan veya bir LLUF probu ile filtre edildi. Tryptic sindirim olmaksızın doğrudan proteinleri Malzeme ve Yöntemler bölümünde tarif edildiği gibi bir Eksigent Nano LC sistemi ile konjuge olmuştur NanoLC-LTQ MS tabi tutuldu. Tükürük taban-tepe kromatogramları (44-mim tutma süreleri ile) (A) ve sonrası (B) LLUF örnekleme örneklendirilmiştir önce.
Şekil 3. Dedekönce NanoLC-LTQ MS sıralama. Tükürük proteinler tarafından tükürük peptidome ğünü (A) ve (B) LLUF problar ile örnekleme olarak Deneysel Prosedürler açıklanan NanoLC-LTQ MS ile incelendi. Tryptic sindirim olmadan doğal insan tükürük türetilen Saliva peptidome Ek Tablolar 1 ve 2 'de gösterildi. Alfa-amilaz türetilen A peptit (PFIAIHAEAESKL) özel olarak gösteren, LLUF probları (A) sahip toplama olmadan tükürük örneği tespit edildi, büyük proteinleri sökmede LLUF prob kabiliyeti. -PQ sahip birçok peptidler,-SR,-SP ya da-C-PP termini ultrafiltrasyon LLUF probları sonra örnekleri, sadece edildi. Çeşitli prolin zengin proteinler türetilmiş peptit biri (PQGPPQQGGHPRPP) (B) gösterilmiştir. MS / MS karakteristik "y" ve "b" serisi iyonları ile spektrumları hem peptidlerin kimlikleri teyit etti.
Şekil 4. LLUF sondaları sırasında kullanıldığı oral bakterilerin uzaklaştırılması. Malzemeler ve Yöntemler bölümünde tarif edildiği gibi bir prob LLUF inşa edildi. Prob, bir taklit ağız ortamı (Şekil 1) içinde insan tükürük içine yerleştirildi. LLUF prob sonunda şırınga tükürük örnekleme için ultrafiltrasyon sürecini sürdü negatif basınç oluşturmak için geri çekildi. Örnekleme sırasında, tüm tükürük polyethersulfone zarını geçerek seçici olarak geçti ve bir şırınga içinde birikmiş. Bir LLUF prob ile örnekleme önce tüm tükürük bir kontrol olarak görev yaptı. LLUF prob örnekleme öncesi ve sonrası tükürük (10 ul) bakteriyel tespiti için agar üzerine yayılarak Panel A:. Ile (+ LLUF) ve olmayan Tükürük (+ LLUF) LLUF prob örnekleme bir antibiyotik içermeyen yan yana yayıldı 37 LB agar ° C bir gün için Panel B:. LLUF prob örnekleme olan ve olmayan Tükürük bir antibiyotik içermeyen Brucella broth agar plaka üzerine yayılarakBir gün için 37 ° C'de gaz-Pak (BD Biosciences, San Jose, CA) kullanılarak anaerobik koşullar altında. Bakteriler aerobik ortadan kaldırarak yanı sıra anaerobik bakteriler ağız içinde LLCF prob özelliği gösteren, LLUF prob-örneklenmiş tükürük ile yayılır agar üzerinde büyümek vermedi. Bar: 1.0 cm.
Peptid sekansı / Ölçülen peptid kütle | Katılım sayısı | Isim | |
1 | AGNPQGPSPQGGNKPQ GPPPPPGKPQ 2485.3 | gi | 41349484 | Proline-zengin protein BstNI altfamilya 1 izoform 2 habercisi |
gi | 41349482 | Proline-zengin protein BstNI altfamilya 1 izoform 1 habercisi | ||
gi | 60301553 | Proline-zengin protein BstNI altfamilya 2 | ||
2 | GGHQQGPPPPPPGKPQ 1576.9 | gi | 4826944 | Proline-zengin protein HaeIII altfamilya 2 |
gi | 9945310 | Proline-zengin protein HaeIII altfamilya 1 | ||
3 | GPPPAGGNPQQPQAPPA GKPQGPPPPPQGGRPP 3126.2 | gi | 37537692 | Proline-zengin protein BstNI altfamilya 4 habercisi |
4 | GPPPPGGNPQQPLPPPAGKPQ 2028.3 | gi | 113423660 | TAHMİN: varsayımsal protein |
5 | GPPPPGKPQGPPPQGDKSRSP 2077.8 | gi | 113423262 | TAHMİN: Varsayılan protein izoform 5 |
gi | 41349482 | Proline-zengin protein BstNI altfamilya 1 izoform 1 habercisi | ||
gi | 60301553 | Proline-zengin protein BstNI altfamilya 2 | ||
gi | 113423663 | TAHMİN: varsayımsal protein | ||
gi | 41349484 | Proline-zengin protein BstNI altfamilya 1 izoform 2 habercisi | ||
gi | 41349486 | Proline-zengin protein BstNI altfamilya 1 izoform 3 habercisi | ||
6 | GPPPPPPGKPQGPPPQ GGRPQGPPQGQSPQ 2918.5 | gi | 9945310 | Proline-zengin protein HaeIII altfamilya 1 |
7 | GPPPQEGNKPQRPPPPGRPQ 2131.3 | gi | 113423660 | TAHMİN: varsayımsal protein |
8 | GPPPQGGNKPQGPPPPGKPQ 2030 | gi | 113423663 | TAHMİN: varsayımsal protein |
gi | 41349482 | Proline-zengin protein BstNI altfamilya 1 izoform 1 habercisi | ||
gi | 113423262 | TAHMİN: Varsayılan protein izoform 5 | ||
gi | 60301553 | Proline-zengin protein BstNI altfamilya 2 | ||
9 | GPPPQGGRPQGPPQGQSPQ 1866.6 | gi | 4826944 | Proline-zengin protein HaeIII altfamilya 2 |
10 | GPPQQGGHPPPPQGRPQ 1713.8 | gi | 9945310 | Proline-zengin protein HaeIII altfamilya 1 |
gi | 4826944 | Proline-zengin protein HaeIII altfamilya 2 | ||
11 | GPPQQGGHQQGPPPPPPGKPQ 2083.1 | gi | 9945310 | Proline-zengin protein HaeIII altfamilya 1 |
gi | 4826944 | Proline-zengin protein HaeIII altfamilya 2 | ||
12 | GRPQGPPQQGGHQQGP PPPPPGKPQ 2512.6 | gi | 4826944 | Proline-zengin protein HaeIII altfamilya 2 |
gi | 9945310 | Proline-zengin protein HaeIII altfamilya 1 | ||
13 | NKPQGPPPPGKPQGPP PQGGSKSRSSR 2720.2 | gi | 113423262 | TAHMİN: Varsayılan protein izoform 5 |
gi | 113423663 | TAHMİN: hypothetical protein | ||
14 | PQGPPQQGGHPRPP 1450.1 | gi | 9945310 | Proline-zengin protein HaeIII altfamilya 1 |
gi | 4826944 | Proline-zengin protein HaeIII altfamilya 2 | ||
15 | QGRPQGPPQQGGHPRPP 1791.1 | gi | 4826944 | Proline-zengin protein HaeIII altfamilya 2 |
gi | 9945310 | Proline-zengin protein HaeIII altfamilya 1 | ||
16 | SPPGKPQGPPPQ 1186.9 | gi | 113423262 | TAHMİN: Varsayılan protein izoform 5 |
gi | 41349482 | Proline-zengin protein BstNI altfamilya 1 izoform 1 habercisi | ||
gi | 60301553 | Proline-zengin protein BstNI altfamilya 2 | ||
gi | 113423663 | TAHMİN: varsayımsal protein | ||
gi | 41349484 | Proline-zengin protein BstNI altfamilya 1 izoform 2 habercisi | ||
gi | 41349486 | Proline-zengin protein BstNI altfamilya 1 izoform 3 habercisi | ||
17 | SPPGKPQGPPPQGGNQ PQGPPPPPGKPQ 2720.3 | gi | 113423663 | TAHMİN: varsayımsal protein |
gi | 41349482 | Proline-zengin protein BstNI altfamilya 1 izoform 1 habercisi | ||
gi | 113423262 | TAHMİN: Varsayılan protein izoform 5 | ||
gi | 60301553 | Proline-zengin protein BstNI altfamilya 2 | ||
18 | SPPGKPQGPPQQEGNKPQ 1870.9 | gi | 37537692 | Proline-zengin protein BstNI altfamilya 4 habercisi |
Tablo 1. Peptitler LLUF-Toplanan örneklerde sadece tespit edildi.
Ek Tablo 1. tamamlayıcı Tablo 1 görmek için buraya tıklayın .
Ek Tablo 2. ek Tablo 2 görmek için buraya tıklayın .
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Biz pek çok peptid fragmanları insan sindirilmemiş tükürük var olduğunu bulduk. Bunlar, peptit parçaları prolin-zengin proteinler, aktin, alfa amilaz, alfa 1 globin, beta globin, histain 1, keratin 1, musin 7, polimerik immünoglobulin reseptörü, satherin, S100A9 çeşitli formları arasından türevleridir. Saptanmamış yarılma bölgeleri olan peptitler üretimine katkıda bulunan bir çok faktör var olabilir. Örneğin bazı peptit parçaları insan tam tükürük doğal olarak mevcut olabilir. C-termini...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Çıkar çatışması ilan etti.
Bu çalışma Sağlık Hibeler National Institutes (R01-AI067395-01, R21-R022754-01 ve R21-I58002-01) tarafından desteklenmiştir. Biz yazının eleştirel okuma C. Niemeyer teşekkür ederim.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Reaktif Adı | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
Polyethersulfone membranlar | Pall Corporation | 30 kDa MWCO | |
Teflon florlu etilen propilen tüp | Upchurch Bilimsel | ||
Mavi dekstran | Sigma | ||
Nano LC sistemi | Eksigent | ||
C18 tuzak sütun | Agilent | 5065-9913 | |
LTQ doğrusal iyon tuzağı kütle spektrometresi | Thermo Fisher | ||
Sorcerer 2 | Adaçayı-N Research | ||
Asetonitril-% 0.1 formik asit | JT Baker | 9832-03 | LC / MS notu |
Suda% 0.1 formik asit | JT Baker | 9834-03 | LC / MS notu |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır