Name: protease- and acid-catalyzed labeling workflows employing 18o-enriched water
Uploaded: 2013-02-20T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Protease- and Acid-catalyzed Labeling Workflows Employing 18O-enriched Water at JoVE.com

وأيد هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة / NIDCR المنح 1R01DE019796.

وقدم ليو-سير العمل تسمح لوضع العلامات النظائر المستقرة للهضم البروتين والببتيدات الاصطناعية. بالطبع هذه التجارب الزمن (الشكل 1) تنطبق على الدراسات المقارنة البروتيوميات والكمية وكذلك البحوث البروتيني. لكل سير عمل يتكون من خطوتين التجريبية (الشكل 2):</stron...

<ol>
	<li>Bender, M., Kemp, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxygen-18+Studies+of+the+Mechanism+of+the+alpha-Chymotrypsin-catalyzed+Hydrolysis+of+Esters.">Oxygen-18 Studies of the Mechanism of the alpha-Chymotrypsin-catalyzed Hydrolysis of Esters.</a> Journal of the American Chemical Society. 79, 111-116 (1957).</li><li>Sharon, N., Grisaro, V., Neumann, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pepsin-catalyzed+exchange+of+oxygen+atoms+between+water+and+carboxylic+acids.">Pepsin-catalyzed exchange of oxygen atoms between water and carboxylic acids.</a> Archives of Biochemistry and Biophysics. 97, 219-221 (1962).</li><li>Antonov, V., Ginodman, L., Rumsh, L., Kapitannikov, Y., Barshevskaya, T., Yavashev, L., Gurova, A., Volkova, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+on+the+mechanisms+of+action+of+proteolytic+enzymes+using+heavy+oxygen+exchange.">Studies on the mechanisms of action of proteolytic enzymes using heavy oxygen exchange.</a> European Journal of Biochemistry. 117, 195-200 (1981).</li><li>Fenselau, C., Yao, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=18O2-labeling+in+quantitative+proteomic+strategies:+a+status+report.">18O2-labeling in quantitative proteomic strategies: a status report.</a> Journal of Proteome Research. 8, 2140-2143 (2009).</li><li>Miyagi, M., Rao, K. C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteolytic+18O-labeling+strategies+for+quantitative+proteomics.">Proteolytic 18O-labeling strategies for quantitative proteomics.</a> Mass Spectrom. Rev. 26, 121-136 (2007).</li><li>Ye, X., Luke, B., Andresson, T., Blonder, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=18O+stable+isotope+labeling+in+MS-based+proteomics.">18O stable isotope labeling in MS-based proteomics.</a> Brief Funct. Genomic Proteomic. 8, 136-144 (2009).</li><li>Bantscheff, M., Schirle, M., Sweetman, G., Rick, J., Kuster, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+mass+spectrometry+in+proteomics:+a+critical+review.">Quantitative mass spectrometry in proteomics: a critical review.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 389, 1017-1031 (2007).</li><li>Yao, X., Afonso, C., Fenselau, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissection+of+proteolytic+18O+labeling:+endoprotease-catalyzed+16O-to-18O+exchange+of+truncated+peptide+substrates.">Dissection of proteolytic 18O labeling: endoprotease-catalyzed 16O-to-18O exchange of truncated peptide substrates.</a> Journal of Proteome Research. 2, 147-152 (2003).</li><li>Robinson, S., Niles, R. K., Witkowska, H. E., Rittenbach, K. J., Nichols, R. J., Sargent, J. A., Dixon, S. E., Prakobphol, A., Hall, S. C., Fisher, S. J., Hardt, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+mass+spectrometry-based+strategy+for+detecting+and+characterizing+endogenous+proteinase+activities+in+complex+biological+samples.">A mass spectrometry-based strategy for detecting and characterizing endogenous proteinase activities in complex biological samples.</a> Proteomics. 8, 435-445 (2008).</li><li>Cottrell, G. S., Padilla, B. E., Amadesi, S., Poole, D. P., Murphy, J. E., Hardt, M., Roosterman, D., Steinhoff, M., Bunnett, N. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endosomal+endothelin-converting+enzyme-1:+a+regulator+of+beta-arrestin-dependent+ERK+signaling.">Endosomal endothelin-converting enzyme-1: a regulator of beta-arrestin-dependent ERK signaling.</a> The Journal of Biological Chemistry. 284, 22411-22425 (2009).</li><li>Subramanian, S., Hardt, M., Choe, Y., Niles, R. K., Johansen, E. B., Legac, J., Gut, J., Kerr, I. D., Craik, C. S., Rosenthal, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hemoglobin+cleavage+site-specificity+of+the+Plasmodium+falciparum+cysteine+proteases+falcipain-2+and+falcipain-3.">Hemoglobin cleavage site-specificity of the Plasmodium falciparum cysteine proteases falcipain-2 and falcipain-3.</a> PLoS ONE. 4, e5156 (2009).</li><li>Mason, C., Therneau, T., Eckel-Passow, J., Johnson, K., Oberg, A., Olson, J., Nair, K., Muddiman, D. C., Bergen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+method+for+automatically+interpreting+mass+spectra+of+18O-labeled+isotopic+clusters.">A method for automatically interpreting mass spectra of 18O-labeled isotopic clusters.</a> Molecular &amp; Cellular Proteomics. 6, 305-318 (2007).</li><li>Hicks, W. A., Halligan, B. D., Slyper, R. Y., Twigger, S. N., Greene, A. S., Olivier, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+quantification+and+identification+using+18O+labeling+with+an+ion+trap+mass+spectrometer+and+the+analysis+software+application+"ZoomQuant&amp;quot.">Simultaneous quantification and identification using 18O labeling with an ion trap mass spectrometer and the analysis software application "ZoomQuant&amp;quot.</a> J. Am. Soc. Mass Spectrom. 16, 916-925 (2005).</li><li>Qian, W. -. J., Petritis, B. O., Nicora, C. D., Smith, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trypsin-catalyzed+oxygen-18+labeling+for+quantitative+proteomics.">Trypsin-catalyzed oxygen-18 labeling for quantitative proteomics.</a> Methods Mol. Biol. 753, 43-54 (2011).</li><li>Ye, X., Luke, B. T., Johann, D. J., Ono, A., Prieto, D. A., Chan, K. C., Issaq, H. J., Veenstra, T. D., Blonder, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimized+method+for+computing+(18)O/(16)O+ratios+of+differentially+stable-isotope+labeled+peptides+in+the+context+of+postdigestion+(18)O+exchange/labeling.">Optimized method for computing (18)O/(16)O ratios of differentially stable-isotope labeled peptides in the context of postdigestion (18)O exchange/labeling.</a> Anal. Chem. 82 (18), 5878-5886 (2010).</li><li>Hardt, M., Lam, D. K., Dolan, J. C., Schmidt, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surveying+proteolytic+processes+in+human+cancer+microenvironments+by+microdialysis+and+activity-based+mass+spectrometry.">Surveying proteolytic processes in human cancer microenvironments by microdialysis and activity-based mass spectrometry.</a> Proteomics Clin. Appl. 5, 636-643 (2011).</li><li>Gattiker, A., Bienvenut, W., Bairoch, A., Gasteiger, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FindPept,+a+tool+to+identify+unmatched+masses+in+peptide+mass+fingerprinting+protein+identification.">FindPept, a tool to identify unmatched masses in peptide mass fingerprinting protein identification.</a> Proteomics. 2, 1435-1444 (2002).</li><li>Shevchenko, A., Chernushevich, I., Ens, W., Standing, K. G., Thomson, B., Wilm, M., 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=Rapid+'de+novo'+peptide+sequencing+by+a+combination+of+nanoelectrospray,+isotopic+labeling+and+a+quadrupole/time-of-flight+mass+spectrometer.">Rapid 'de novo' peptide sequencing by a combination of nanoelectrospray, isotopic labeling and a quadrupole/time-of-flight mass spectrometer.</a> Rapid Commun. Mass Spectrom. 11, 1015-1024 (1997).</li><li>Niles, R. K., Witkowska, H. E., Allen, S., Hall, S. C., Fisher, S. J., Hardt, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acid-catalyzed+oxygen-18+labeling+of+peptides.">Acid-catalyzed oxygen-18 labeling of peptides.</a> Analytical Chemistry. 81, 2804-2809 (2009).</li><li>Bender, M., Stone, R., Dewey, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+of+Isotopic+Oxygen+Exchange+between+Substituted+Benzoic+Acids+and+Water.">Kinetics of Isotopic Oxygen Exchange between Substituted Benzoic Acids and Water.</a> Journal of the American Chemical Society. 78, 319-321 (1956).</li><li>Kuster, B., Schirle, M., Mallick, P., Aebersold, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scoring+proteomes+with+proteotypic+peptide+probes.">Scoring proteomes with proteotypic peptide probes.</a> Nature Reviews Molecular Cell Biology. 6, 577-583 (2005).</li></ol>

من خلال الجمع بين النظائر المستقرة وضع العلامات وعالية الدقة قياس الطيف الكتلي بطريقة حلها في الوقت، وطريقة باليو-TimeCourse يسمح لتحليل ديناميكية من الجيل من المنتجات الببتيد. ويمكن استخدام الفحص لتوليد مستقرة الببتيدات المسمى isotopically للدراسات البروتيوميات الكمية وال?...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> اسم المادة </td><td> شركة </td><td> كتالوج رقم </td></tr><tr><td> أعمدة PepClean C-18 سبين </td><td> الحرارية </td><td> 89870 </td></tr><tr><td> OPTI-TOF MALDI الهدف 384 لوحة </td><td> AB SCIEX </td><td> 1016629 </td></tr><tr><td> 4800 MALDI TOF / TOF </td><td> AB SCIEX </td><td></td></tr></tbody></table> الجدول 1. مواد <table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> اسم كاشف </td><td> شركة </td><td> كتالوج رقم </td></tr><tr><td> ألفا cyano-4-hydroxycinnamic حمض </td><td> سيغما الدريتش </td><td> 70990-1G-F </td></tr><tr><td> ألبومين المصل البقري (BSA) </td><td> سيغما الدريتش </td><td> A3294-10G </td></tr><tr><td> Dithiothreitol (DTT) </td><td&gt; أكروس </td><td> 16568-0050 </td></tr><tr><td> Iodoacetamide (IAM) </td><td> سيغما الدريتش </td><td> 1149-5G </td></tr><tr><td> Endothelin تحويل انزيم-1 (ECE-1) </td><td> R &amp; D أنظمة </td><td> 1784-ZN </td></tr><tr><td> التربسين الذهب </td><td> Promega </td><td> V5280 </td></tr><tr><td> O-18 المياه، 97٪ ذرة 18 O </td><td> سيغما الدريتش </td><td> 329878-1G </td></tr><tr><td> Trifluoroacetic حمض (TFA) </td><td> الحرارية </td><td> 28904 </td></tr><tr><td> الشامل لمعايير عدة معايرة أدوات AB TOF / TOF SCIEX </td><td> AB SCIEX </td><td> 4333604 </td></tr></tbody></table> الجدول 2. الكواشف

protease- and acid-catalyzed labeling workflows employing 18o-enriched water

النظائر المستقرة هي أدوات أساسية في مطياف الكتلة البيولوجية. تاريخيا، تم 18 O-النظائر المستقرة المستخدمة على نطاق واسع لدراسة آليات الحفاز من الإنزيمات المحللة للبروتين 1-3. مع ظهور البروتيوميات الطيف القائم الشامل، أصبح إدماج إنزيمي المحفزة من 18 ذرات من O-مستقر الماء المخصب isotopically وسيلة شعبية لمقارنة مستويات بروتين تعبير كميا (مراجعتها من قبل Fenselau وياو 4، مياجي وراو 5 و يي وآخرون 6). 18 O وضع العلامات تشكل بديلا بسيطة ومنخفضة التكلفة للمواد الكيميائية (مثل iTRAQ، ICAT) والتمثيل الغذائي تقنيات الوسم (على سبيل المثال SILAC) 7. اعتمادا على الأنزيم البروتيني المستخدمة، يمكن وضع العلامات 18 O يؤدي إلى إدماج تصل إلى ذرات منهما 18-O في المجموعة C-الكربوكسيل محطة للمنتج الانقسام 3 </sup&gt;. ويمكن تقسيم رد الفعل العلامات إلى قسمين عمليات مستقلة، والانقسام ببتيد السندات وتبادل الأكسجين الكربوكسيل رد فعل 8. لدينا في باليو (ع rotease-A abeling ل ه ssisted mploying 18 O التخصيب الماء) تكييف الأنزيمية 18 O وضع العلامات، ونحن تستخدم 50٪ 18 O-المخصب لانتاج المياه التوقيعات النظائر مميزة. بالاشتراك مع عالية الدقة بمساعدة الليزر مصفوفة الامتزاز التأين وقت من رحلة مطياف الكتلة جنبا إلى جنب (MALDI-TOF/TOF MS / MS)، يمكن استخدام المغلفات النظائر لتحديد المنتجات المميزة الانقسام مع مستوى عال من الدقة. ونحن قد استخدمت سابقا باليو-منهجية لكشف وتميز البروتياز الذاتية 9 و رصد ردود بروتين 10-11. منذ باليو بترميز جوهر رد الفعل الانقسام بروتين، والإعداد التجريبية هو enri بسيطة والكيمياء الحيويةيمكن الخطوات chment من المنتجات الانقسام التحايل. يمكن بسهولة باليو-الأسلوب أن تمتد إلى (ط) التجارب بالطبع الوقت الذي رصد لديناميات تفاعلات الانقسام وبروتين (ب) تحليل العينات البيولوجية في التحلل البروتيني المعقد الذي يمثل الظروف الفسيولوجية. باليو-TimeCourse تجارب مساعدة في تحديد خطوات المعالجة معدل منظم للتفاعل وسيطة في مجمع ردود الفعل مسار بروتين. وعلاوة على ذلك، فإن رد فعل باليو تتيح لنا التعرف الإنزيمات المحللة للبروتين مثل التربسين سيرين البروتياز قادر إلى rebind المنتجات الانقسام وتحفيز إدماج في 18 2 O-ذرية. ويمكن استخدام مثل هذه &quot;انقر نقرا مزدوجا وضع العلامات&quot; الانزيمات لpostdigestion 18 O وضع العلامات، والتي وصفت حصرا الببتيدات عن طريق تفاعل الأوكسجين الصرف الكربوكسيل. استراتيجية الثالث من عمرنا يمتد وصفها توظيف 18 O التخصيب خارج المياه الانزيمات ويستخدم الرقم الهيدروجيني الحمضية الظروف لإدخال 18 علامة النظائر مستقرة O-atures في الببتيدات.

استخدمنا سير العمل باليو-TimeCourse لرصد حيوي إدماج نظائر مستقرة O-18 في المنتجات الانقسام الببتيد التي تم إنشاؤها بواسطة الإنزيمات المحللة للبروتين. النهج قدم هو أداة مرنة لدراسة مسارات المعالجة نسبيا لبروتين الركيزة مختلفة وتركيبات البروتيني. ردود الفعل من قبل أخ...

Watch this Scientific Journal Video about Protease- and Acid-catalyzed Labeling Workflows Employing 18O-enriched Water at JoVE.com

Protease- and Acid-catalyzed Labeling Workflows Employing 18O-enriched Water

وضع العلامات النظائر المستقرة العمل توظيف<sup&gt; 18</sup&gt; O-المخصب المياه (LEO-سير العمل) هي أدوات متعددة للدراسات البروتيوميات الكمية والنوعية. في العمل بمساعدة الأنزيم البروتيني (باليو)،<sup&gt; 18</supيتم إدخال&gt; O-ذرات من الانقسام والكربوكسيل بروتين تفاعلات تبادل الأكسجين بوساطة البروتياز. في سير العمل (اليو) حمض المحفزة،<sup&gt; 18</supيتم إدخال&gt; O-ذرات الأكسجين عن طريق تبادل الكربوكسيل في انخفاض الرقم الهيدروجيني.

مهام سير العمل صفها البروتيني وحمض حفز توظيف-<sup&gt; 18</sup&gt; O-المخصب المياه

Stable isotopes are essential tools in biological mass spectrometry. Historically, 18O-stable isotopes have been extensively used to study the catalytic ...

Research

JoVE Journal

Biology

Protease- and Acid-catalyzed Labeling Workflows Employing 18O-enriched Water

Measuring Exocytosis in Neurons Using FM Labeling

قياس إيماس في الخلايا العصبية عن طريق وصفها وزير الخارجية

The ability to measure the kinetics of vesicle release can help provide insight into some of the basics of neurotransmission.  Here we used real-time ...

Morris Water Maze Experiment

موريس تجربة المتاهة المائية

The Morris water maze is widely used to study spatial memory and learning. Animals are placed in a pool of water that is colored opaque with powdered ...

Sigma's Non-specific Protease Activity Assay - Casein as a Substrate

سيجما للنشاط غير محددة البروتياز الفحص -- باعتباره الركيزة الكازين

Proteases break peptide bonds. In the lab, it is often necessary to measure and/or compare the activity of proteases.  Sigma's non-specific protease ...

Fluorescent Labeling of Drosophila Heart Structures

Fluorescent Labeling of Drosophila Heart Structures

بطاقات المواد الفلورية ذبابة الفاكهة</emهياكل القلب>

The Drosophila melanogaster dorsal vessel, or heart, is a tubular structure comprised of a single layer of contractile cardiomyocytes, pericardial cells ...

Use of the Protease Fluorescent Detection Kit to Determine Protease Activity

استخدام أدوات الكشف البروتياز نيون تحديد نشاط الأنزيم البروتيني

The Protease Fluorescent Detection Kit provides ready-to-use reagents for detecting the presence of protease activity. This simple assay to detect ...

Mouse Islet of Langerhans Isolation using a Combination of Purified Collagenase and Neutral Protease

الماوس جزيرة من العزلة انجرهانز باستخدام مزيج من كولاجيناز تنقية والبروتياز متعادلة

The interrogation of beta cell gene expression and function in vitro has squarely shifted over the years from the study of rodent tumorigenic cell lines ...

Cell Labeling and Injection in Developing Embryonic Mouse Hearts

وسم الخلية وحقن في تطوير الجنينية الماوس قلوب

Testing the fate of embryonic or pluripotent stem cell-derivatives in in vitro protocols has led to controversial outcomes that do not necessarily reflect ...

Determining Membrane Protein Topology Using Fluorescence Protease Protection (FPP)

Determining Membrane Protein Topology Using Fluorescence Protease Protection FPP

تحديد غشاء طوبولوجيا البروتين عن طريق الإسفار البروتياز الحماية (FPP)

The correct topology and orientation of integral membrane proteins are essential for their proper function, yet such information has not been established ...

TEM Workflows, Results Analysis, and Data Management Using a Machine-Vision Approach

A Machine-Vision Approach to Transmission Electron Microscopy Workflows, Results Analysis and Data Management

A Machine-Vision Approach to Transmission Electron Microscopy Workflows, Results Analysis and Data Management (Video) | JoVE 

نهج رؤية الآلة لسير عمل المجهر الإلكتروني النافذ وتحليل النتائج وإدارة البيانات

Transmission electron microscopy (TEM) enables users to study materials at their fundamental, atomic scale. Complex experiments routinely generate ...

High-Throughput Screening Analysis for 4B Cysteine Peptidase Autophagy Inhibitor

Cell-Based Drug Screening for Inhibitors of Autophagy Related 4B Cysteine Peptidase

A Selective Luciferase-Based Assay for Monitoring ATG4B 27 Activity in Cells (Video) | JoVE

فحص الأدوية القائمة على الخلايا لمثبطات الالتهام الذاتي ذات الصلة 4B السيستين الببتيداز

Growing evidence has shown that high autophagic flux is related to tumor progression and cancer therapy resistance. Assaying individual autophagy proteins ...