Name: enrichment of bacterial lipoproteins and preparation of n-terminal lipopeptides for structural determination by mass spectrometry
Uploaded: 2018-05-21T12:30:00
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メレディス ・ ラボでの研究は、エバリー科学大学 (ペンシルベニア州立大学) によって提供されるスタートアップ資金によって支えられました。専門的技術的な助言とペンシルベニア州プロテオミクスと質量分析法による中核施設、大学公園、PA の質量分析法による分析を行った機器へのアクセス、博士タチアナ Laremore に感謝します

1. セル成長および換散
<ol><li>遅い指数段階 (外径600 1.0 1.5) に 15 mL のトリプシン大豆のスープ (TSB) または同じようなリッチ メディアの細菌を成長します。遠心分離によって細胞を収穫、トリス緩衝生理食塩水/EDTA (TBSE) で 1 回洗浄しプロトコルは、または使用するまで凍結します。 注: TBSE: 20 mM トリス塩酸 (HCl)、pH 8.0、130 mM 塩化ナトリウム (NaCl) と 5 mM エチレンジアミン四酢酸 (EDT...

<ol>
	<li>Babu, M. M., 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=A+database+of+bacterial+lipoproteins+(DOLOP)+with+functional+assignments+to+predicted+lipoproteins.">A database of bacterial lipoproteins (DOLOP) with functional assignments to predicted lipoproteins.</a> J Bacteriol. 188 (8), 2761-2773 (2006).</li><li>Narita, S., Tokuda, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bacterial+lipoproteins;+biogenesis,+sorting+and+quality+control.">Bacterial lipoproteins; biogenesis, sorting and quality control.</a> Biochim Biophys Acta. 1862 (11), 1414-1423 (2016).</li><li>Kovacs-Simon, A., Titball, R. W., Michell, S. 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C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipid+extract+of+Mycoplasma+penetrans+proteinase+K-digested+lipid-associated+membrane+proteins+rapidly+activates+NF-kappaB+and+activator+protein+1.">Lipid extract of Mycoplasma penetrans proteinase K-digested lipid-associated membrane proteins rapidly activates NF-kappaB and activator protein 1.</a> Infect Immun. 67 (6), 2951-2956 (1999).</li><li>Luque-Garcia, J. L., Zhou, G., Spellman, D. S., Sun, T. -. T., Neubert, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+electroblotted+proteins+by+mass+spectrometry:+protein+identification+after+Western+blotting.">Analysis of electroblotted proteins by mass spectrometry: protein identification after Western blotting.</a> Mol Cell Proteomics. 7 (2), 308-314 (2008).</li><li>Luque-Garcia, J. L., Zhou, G., Sun, T. -. T., Neubert, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+Nitrocellulose+Membranes+for+Protein+Characterization+by+Matrix-Assisted+Laser+Desorption/Ionization+Mass+Spectrometry.">Use of Nitrocellulose Membranes for Protein Characterization by Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Mass Spectrometry.</a> Anal Chem. 78 (14), 5102-5108 (2006).</li><li>Kurokawa, 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=Environment-mediated+accumulation+of+diacyl+lipoproteins+over+their+triacyl+counterparts+in+Staphylococcus+aureus.">Environment-mediated accumulation of diacyl lipoproteins over their triacyl counterparts in Staphylococcus aureus.</a> J Bacteriol. 194 (13), 3299-3306 (2012).</li><li>Laemmli, U. 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S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probability-based+protein+identification+by+searching+sequence+databases+using+mass+spectrometry+data.">Probability-based protein identification by searching sequence databases using mass spectrometry data.</a> Electrophoresis. 20 (18), 3551-3567 (1999).</li><li>Al-Saad, K. A., Zabrouskov, V., Siems, W. F., Knowles, N. R., Hannan, R. M., Hill, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Matrix-assisted+laser+desorption/ionization+time-of-flight+mass+spectrometry+of+lipids:+ionization+and+prompt+fragmentation+patterns.">Matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry of lipids: ionization and prompt fragmentation patterns.</a> Rapid Commun Mass Spectrom. 17 (1), 87-96 (2003).</li></ol>

本プロトコルは、リポタンパク質特性の 2 つの明瞭な段階を記述: テキサス州 114 によって濃縮相 MALDI-TOF 質量分析法による分割と構造決定。テキサス州 114 抽出中に追加の遠心分離は高濃縮のリポタンパク質を生成するアセトンの沈殿物に続いて、このプロセス中に沈殿汚染タンパク質を削除します。各セル 15 mL 分の準備の規模を制限すると、いくつかのサンプルすることができます簡単に?...

細菌のリポタンパク質は、節約された N ターミナル脂質修飾システイン細胞膜の表面に球状タンパク質ドメインをアンカーによって特徴付けられます。彼らは普遍的に、典型的なゲノム1内のすべての細胞遺伝子の 2 ~ 5% を構成する細菌で配布されます。リポタンパク質はさまざまな養分吸収、シグナル伝達、細胞プロセスで重要な役割を再生、タンパク質複合体の維持およびアセンブリ細胞エンベロープ構造健全性2。病原性細菌のリポタンパク質は病原性因子3,4として機能します。感染中は、Toll 様受容体 (TLR) 2 によって N 末端 lipopeptides の認識は侵入病原体を削除する自然免疫応答を誘発します。N 末端のアシル化状態に応じてリポタンパク質一般に代替 TLR2 ヘテロ二量体複合体によって認識されます。TLR2 TLR1 は、TLR2 TLR6 バインド無料リポペプチド α-アミノ酸テルミニ間の N アシル化 lipopeptides を認識しています。炎症性サイトカイン3,4の分泌を誘発するのにバインドされた後、シグナル伝達経路は収束します。
以前、グラム陽性細菌由来のリポ蛋白だったおよびグラム陰性菌からの diacylated triacylated、節約された N ターミナル システイン残基のアミド結合脂肪酸の有無が異なると考えた。この仮定は、Lnt、triacylated リポ蛋白5を形成するグラム陰性 N アシル転移酵素にグラム陽性菌ゲノムのシーケンスのオルソログ遺伝子の欠如によって支えられました。しかし、最近の研究は明らかにグラム陽性フィルミクテス門その欠如lntでリポ triacylation として、ペプチド、lyso とN -アセチル フォーム6,7 と呼ばれる 3 つの新規 N ターミナル リポタンパク質構造 ,8。これらの調査結果はまだ発見の可能なリポ蛋白フォーム、様々 な形態を伝えるこれらの小説のリポタンパク質の作り方について基本的な質問どのような生理学的な目的や利点と一緒にについて問題を提起します。さらに、彼らは明らかに、リポ蛋白質の構造を予測するためのゲノム科学の現在できないことを示しています。確かに、リポタンパク質 N アシル基転移酵素は、腸球菌セレウス菌、lyso フォーム リポタンパク質9から点灯と呼ばれるの新しいクラスが最近わかりました。これは実験的、非常に疎水性とその分子構造の特性評価に利用可能な限られた方法のために挑戦することができますリポ蛋白の構造を確認する必要を示します。
リポ蛋白質 N 末端構造決定と同様に、宿主の免疫応答の誘導に関する研究を容易にするには、我々 は細菌性リポ蛋白質を浄化し、トリプシンの N 末端を準備するためにいくつか説明したプロトコルを適応しています。MALDI-TOF MS6,10、11,12による解析のための lipopeptides。リポタンパク質は、汚染の非リポタンパク質を削除し、リポタンパク質の収穫を増加するための最適化を使用してメソッドを分割設立 (界面活性剤またはテキサス州 114 と今後は呼ばれる) Triton X-114 位相を用いた濃縮されています。これらの脂蛋白質は SDS ページによって更に精製、TLR の試金で直接使用するために適しています。MALDI-TOF MS の硝酸セルロースの膜にリポ蛋白の転送はトリプシン消化効率の良いその場の足場を提供し、洗浄、および高の結果、膜表面からその後溶出精製 N 末端 lipopeptides。ニトロセルロースは検体の取扱いを容易にし、リポタンパク質9,10 と同様に不可欠な膜蛋白質13,14から高疎水性ペプチド シーケンス カバレッジを向上させる示されています。.このメソッドは単一の実験の N 末端構造決定と同時に精度の高いタンパク質同定の中間洗浄ソリューションを解析するので、極性に基づくペプチドを分留の付加的な利点.このプロトコル一意に機能意図的なナトリウムは、MS/MS Nアシル化状態の構造の割り当てを支援中に dehydroalanyl イオンに向かって親イオン化を促進するために形成を付加物します。N 末端は、リポタンパク質の TLR の認識に関連する最も変数とキーの両方の機能です。一緒に取られて、このプロトコルが精製と簡単に実験の全体的な目標に応じて適応 MALDI-TOF 質量分析法による構造決定の個々 の段階でのリポタンパク質に集中的に、再現性のある研究をできました。

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Materials</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.01 mm Zirconia/silica beads</td>
			<td>BioSpec Products</td>
			<td>110791012</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetic acid</td>
			<td>EMD</td>
			<td>AX0073-9</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>EMD</td>
			<td>AX0116-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetonitrile</td>
			<td>EMD</td>
			<td>AX0142-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium bicarbonate</td>
			<td>Fluka Analytical</td>
			<td>09830</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BioTrace NT Nitrocellulose</td>
			<td>PALL Life Sciences</td>
			<td>66485</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine serum albumin (BSA) digest standard</td>
			<td>Protea</td>
			<td>PS-204-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloroform</td>
			<td>Acros Organics</td>
			<td>423550025</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP118</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HPLC Grade water</td>
			<td>EMD</td>
			<td>WX0008-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lysozyme</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP535-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>34860</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phenylmethyl sulfonyl fluoride (PMSF)</td>
			<td>Amresco</td>
			<td>0754</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pierce trypsin protease</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>90057</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ponceau S</td>
			<td>Acros Organics</td>
			<td>161470100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protein LoBind Tube 0.5mL</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>022431064</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium bicarbonate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>792519</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium chloride</td>
			<td>Macron Fine Chemicals</td>
			<td>7581-06</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trifluoroacetic acid (TFA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>299537</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris-hydrochloride (HCl)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP152</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-114</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>93422</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tryptic soy broth (TSB)</td>
			<td>BD</td>
			<td>211822</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#945;-cyano-4-hydroxycinnamic acid (MS Grade)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C8982</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MagNALyser</td>
			<td>Roche</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trans-Blot Turbo Transfer System</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MALDI-TOF target</td>
			<td>Bruker Daltonics</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultraflextreme MALDI-TOF-TOF</td>
			<td>Bruker Daltonics</td>
			<td></td>
			<td>Equipped with a 355 nm frequency-tripled Nd:YAG smartbeam-II laser</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

enrichment of bacterial lipoproteins and preparation of n-terminal lipopeptides for structural determination by mass spectrometry

リポ蛋白は、細胞膜の重要な構成要素と哺乳動物の生得の免疫反応の強力な活性剤です。細胞生理学と免疫学にその重要性にもかかわらず多くの新しいリポ フォーム、合成方法、および宿主免疫能に関する様々 な形態の影響について発見される遺跡します。リポタンパク質に関する徹底した研究を有効にするには、このプロトコルを記述する細菌のリポタンパク質濃縮法と N 末端トリプシン lipopeptides のマトリックス支援レーザによる構造決定のための準備脱離イオン化飛行時質量 (MALDI-TOF MS)。プロトコルにはリポタンパク質の抽出と濃縮細菌の細胞膜から分割設立 Triton X-114 段階で拡大して、リポ蛋白の収率を増加させる、非リポタンパク質の汚染物質を除去する追加の手順が含まれていて、純度。リポタンパク質は、Toll 様受容体 (TLR) 試金で一般に使用され、最初 MALDI-TOF さん・・・による N 末端構造を特徴づける重要なは、N 末端の濃縮濃縮された疎水性ペプチドを分離する手法を提案します。lipopeptides ナトリウム Dodecyl 硫酸塩ポリ アクリルアミド ゲル電気泳動 (SDS-PAGE) によって分離されている MALDI-TOF MS さんのリポタンパク質の直接分析に適したニトロセルロース膜に転送されますその場で消化トリプシン、順番にポーラー由来ペプチドを削除する洗浄し、最後にクロロホルム-メタノールで溶出します。洗浄溶液からより極 trypsinized ペプチドの MS と相まって、このメソッドは、リポ蛋白質を識別して単一の実験でその N 末端を特徴付けるのための機能を提供します。意図的なナトリウム付加体形成より多く構造的に有益な断片化スペクトルを促進するツールとしても採用することができます。最終的には、リポタンパク質の濃縮とその N 末端構造の決定は、細菌蛋白質のこのユビキタス クラスのより広範な調査が許可されます。

プロトコルの概略は、図 1で提供しています。テキサス州 114 によって腸球菌ATCC 19433 から抽出されたリポ蛋白濃縮率は図 2に示します。比較、また沈殿の蛋白分画の帯状の模様が表示されます。この画分からの蛋白質は非常に豊富なリポタンパク質 (表 1) 以外のタンパク質を汚染する MALDI MS によって確?...

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Enrichment of Bacterial Lipoproteins and Preparation of N-terminal Lipopeptides for Structural Determination by Mass Spectrometry

細菌のリポタンパク質と質量分析法による構造決定のための N 末端 Lipopeptides 準備の充実

非イオン性界面活性剤相分割手法を用いた細菌のリポタンパク質の濃縮は、TLR の試金で直接使用したり、他のアプリケーションの説明します。詳細さらなるステップは、質量分析法による構造解析の N 末端トリプシン lipopeptides を準備します。

Lipoproteins are important constituents of the bacterial cell envelope and potent activators of the mammalian innate immune response. Despite their ...

Research

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Here we will describe how we study the invasion of human endothelial cells by bacterial pathogen Staphylococcus aureus . The general protocol can be ...

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