Name: mass spectrometry-guided genome mining as a tool to uncover novel natural products
Uploaded: 2020-03-12T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Mass Spectrometry-Guided Genome Mining as a Tool to Uncover Novel Natural Products at JoVE.com

התמיכה הפיננסית עבור מחקר זה סופק על ידי הקרן סאו פאולו מחקר-FAPESP (2019/10564-5, 2014/12727-5 ו 2014/50249-8 ל-L. G. O; 2013/12598-8 ו 2015/01013-4 כדי R.S.; ו 2019/08853-9 ל-C. f. F. A). B. S. P, C.F.F.A., ו L.G.O. קיבל מלגות מן המועצה הלאומית לפיתוח טכנולוגי מדעי-CNPq (205729/2018-5, 162191/2015-4, ו 313492/2017-4). L.G.O. הוא גם אסיר תודה על התמיכה המענק שסופקו על ידי התוכנית עבור נשים במדע (2008, הברזילאי Edition). כל המחברים מכירים בגלימות (תאום לשיפור אנשי ההשכלה הגבוהה) לתמיכה בתוכניות שלאחר הסיום בברזיל.

1. כריית הגנום לאשכולות גנים ביוסינתטיים
<ol><li>לבצע רצף הגנום כולו (WGS) כצעד הראשון בחירת אשכול גנים biosynthetic (BCG) עבור כריית הגנום MS-מונחה. את הטיוטה של הגנום כולו של המתח של עניין (חיידקים) ניתן להשיג על ידי טכנולוגיית המאייר MiSeq באמצעות הבאים עם DNA באיכות גבוהה גנומית: רובה TruSeq PCR-הכנה ספריה ללא ...

היתרון החזק ביותר של פרוטוקול זה הוא היכולת שלה במהירות dereplicate פרופילים מטבוליים וגשר מידע גנומי עם נתוני MS כדי להבהיר את המבנים של מולקולות חדשות, במיוחד אנלוגיות מבניים2. מבוסס על מידע גנומי, כימוכ מוצרים טבעיים שונים ניתן לחקור, כגון polyketides (PK), פפטידים לא ריבוזומבית (NRP), ומוצ...

חקירת חילוף החומרים המשני מורכבת לעתים קרובות מסינון תמציות גולמי לפעילות ביולוגית מסוימת ולאחריה טיהור, זיהוי ואפיון של המרכיבים השייכים לשברים פעילים. תהליך זה הוכיח כיעיל, ומקדם את הבידוד של מספר ישויות כימיות. עם זאת, כיום זה נראה בלתי אפשרי, בעיקר בשל שיעור גבוה של גילוי מחדש. כמו תעשיית התרופות מהפכה ללא ידיעת תפקידים ופונקציות של מטבוליטים מיוחדים, הזיהוי שלהם בוצע בתנאי מעבדה שלא מייצגים במדויק את הטבע1. כיום, יש הבנה טובה יותר של השפעות האיתות הטבעי, הפרשה, ואת הנוכחות של רוב היעדים בריכוזים נמוכים באופן בלתי סביר. בנוסף, התקנת התהליך תסייע לקהילה האקדמית ולתעשייה הפרמצבטית לנצל את הידע הזה. זה יהיה גם ליהנות מחקר הכרוך בבידוד ישיר של מטבוליטים הקשורים אשכולות גנים ביולוגיים שקטים (BGCs)2.
בהקשר זה, ההתקדמות ברצף גנומית יש עניין מחודש בהקרנה מיקרואורגניזם מטבוליטים. זה בגלל ניתוח מידע גנומי של אשכולות ביולוגיים חשף יכול לחשוף גנים קידוד תרכובות הרומן לא נצפתה או מופק בתנאי מעבדה. פרויקטים רבים של הגנום מחיידקים או טיוטות זמינים היום, ואת המספר גדל מדי שנה, מתן סיכויים מסיבי לגילוי מולקולות אקטיביים הרומן דרך כריית3הגנום 3,4.
האטלס של ביוסינתטי אשכולות גנים הוא האוסף הנוכחי הגדול ביותר של כבוש באופן אוטומטי אשכולות גנים כרכיב של פלטפורמת חיידקים משולבים Genomes של הגנום משותף המכון (JGI IMG-ABC)2. לאחרונה, את המידע המינימלי עבור אשכולות גנים Biosynthetic (MIBiG) היוזמה לקדם את הביאור הידני של BGCs, מתן התייחסות באופן מאוד משמעותי לערכת נתונים5. כיום, שפע של כלים זמינים כדי לאפשר כרייה חישובית של נתונים גנטיים ואת הקשר שלהם הידוע מטבוליטים משני. אסטרטגיות שונות פותחו גם כדי גישה מוצרים טבעיים אקטיביים החדש (כלומר, ביטוי הטרוולוגי, מחיקת גנים היעד, באופן מתורבת החוקה, רצף גנומית, איזוטופ מונחה ההקרנה [genomisotopic גישה], מניפולציה של ורגולטורים מקומיים וגלובליים, התנגדות מבוסס היעד הכרייה, תרבות הכרייה עצמאית, ו, לאחרונה, MS-מונחה/קוד גישות2,6,7,8,9, 10,11,12,13,14,15).
כריית הגנום כאסטרטגיה יחיד דורש מאמצים כדי להוסיף קבוצה אחת או קטנה של מולקולות; לפיכך, הפערים בתהליך נותרים, בהם תרכובות חדשות מעדיפות לבידוד ומבנה. בעיקרון, גישות אלה מתמקדות רק מסלול ביו-סינתטי אחד לכל ניסוי, ובכך התוצאה היא שיעור גילוי איטי. במובן זה, שימוש ב-GM יחד עם גישה לרשת מולקולרית מייצג מקדמה חשובה עבור מחקר המוצר הטבעי14,15.
רב-תכליתיות, דיוק, ורגישות גבוהה של הספקטרומטר כרומטוגרפיה נוזלי (LC-MS) להפוך אותו שיטה טובה לזיהוי מורכב. כיום, מספר פלטפורמות השקיעו אלגוריתמים וחבילות תוכנה עבור טבולומיקס ממוקדות16,17,18,19,20. הליבה של תוכניות אלה כוללת זיהוי תכונות (שיא איסוף)21 ויישור שיא, אשר מאפשר התאמה של תכונות זהות על גבי קבוצה של דגימות וחיפוש דפוסים. MS מבוססי דפוס אלגוריתמים22, 23 להשוות23 דפוסי פיצול אופייני ולהתאים MS2 קווי דמיון יצירת משפחות מולקולריות שיתוף תכונות מבניות. תכונות אלה יכולים להיות מודגשים ומקובצים באשכולות, הענקת היכולת לגלות במהירות מולקולות ידועות ובלתי ידועות מתוך תמצית ביולוגית מורכבת על ידי זוגשני MS,24,25. לכן, במקביל MS היא שיטה רב-תכליתית כדי לצבור מידע מבני מספר כימוסוגים הכלולים בכמות גדולה של נתונים בו זמנית.
האלגוריתם הגלובלי של מוצרים טבעיים (GNPS)26 משתמש בעוצמה המנורמלת של יוני השבר כדי לבנות וקטורים רב-ממדיים, שבהם ההשוואה משולה באמצעות פונקציית קוסינוס. הקשר בין יוני הורים שונים מותווים בייצוג בדיאגרמה, בו כל פיצול מוגדר כצומת (עיגולים), והשוליים החוזרים של כל צומת מוגדרים על-ידי קצה (קווים). ההדמיה הגלובלית של מולקולות ממקור אחד מוגדרת כרשת מולקולרית. מולקולות מתבשמות שרסיס באופן ייחודי יוצרות את האשכול או קבוצת הכוכבים הספציפיים שלהם, ואילו מולקולות קשורות מצרר יחד. סוגי כימוא של האשכולות מאפשר חיבור היפותטי של תכונות מבניות דומות למקורות הביוסינתטיים שלהם.
שילוב הן כימוסוג-אל-גנוטיפ וגישות גנוטיפ-אל-כימוסוג היא רבת עוצמה בעת יצירת קישורים בביואינפורמטיקה בין BGCs ומוצרים קטנים שלהם מולקולה27. לכן, MS-מונחה הגנום הכרייה היא שיטה מהירה והאסטרטגיה הנמוכה צורכת חומר, והוא מסייע בגשר יוני הורים מסלולים biosynthetic שנחשף על ידי WGS של אחד או יותר זנים תחת מגוון תנאים סביבתיים מטבולית.
זרימת העבודה של פרוטוקול זה (איור 1) כוללת האכלה של נתוני wgs לתוך פלטפורמת ביאור לאשכול גנים ביוסינתטיים כגון antismash28,29,30. זה עוזר להעריך את מגוון תרכובות ומעמד של תרכובות מקודד על ידי הגנום. אסטרטגיה כדי למקד את האשכולות גנים biosynthetic קידוד ישות כימית של עניין חייב להיות מאומץ, ותמציות התרבות מתוך זן סוג פראי ו/או זן הטרוולוגי המכיל את bgc ניתן לנתח כדי ליצור יונים מקובצים בהתבסס על קווי דמיון באמצעות gnps26,31. כתוצאה מכך, ניתן לזהות מולקולות חדשות המשייכים למוקד ה-BGC המיועד ואינן זמינות במסד הנתונים (בעיקר מקבילים לא ידועים, המיוצרים לעתים בפתיתים נמוכים). זה רלוונטי לשקול כי משתמשים יכולים לתרום פלטפורמות אלה וכי הזמינות של ביואינפורמטיקה ו-MS/MS נתונים גדל במהירות, נהיגה לפיתוח קבוע ושדרוג של כלים חישוביים יעילים ואלגוריתמים כדי להנחות התקשרויות יעילות של תמציות מורכבות עם מולקולות.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60825/60825fig1b.jpg"> איור 1: מבט כולל על זרימת העבודה כולה. מוצג הוא איור של שלבי ביוטכנולוגיה, שיבוט, והתקשורת המולקולרית מעורבים גישה מונחה הגנום MS-מודרך כדי לזהות מטבוליטים חדשים. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60825/60825fig1blarge.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.</a>
פרוטוקול זה מתאר זרימת עבודה מהירה ויעילה כדי לשלב את כריית הגנום ואת הרשת המולקולרית כנקודת התחלה של צינור גילוי המוצר הטבעי. למרות יישומים רבים מסוגלים להמחיש את הרכב ומחדש של מולקולות לזיהוי MS ברשת אחת, מספר מאומצים כאן כדי להמחיש באופן מבנית מולקולות באשכולות דומים. באמצעות אסטרטגיה זו, מוצרים cyclodepsipeptide הרומן נצפתה בתמציות מטבולית של Streptomyces SP. CBMAI 2042 מזוהים בהצלחה. מודרך על ידי כריית הגנום, כל האשכולות גנים biosynthetic כל הקידוד עבור valinomycins הוא מוכר ומשוכפל לתוך זן המפיק Streptomyces co olor M1146. בסופו של דבר, בעקבות רשת מולקולרית המבוסס על תבנית MS, המולקולות שזוהו על ידי MS הם בקורלציה עם BGCs אחראי על biogenesis32שלהם.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Acetonitrile</td>
			<td>Tedia</td>
			<td>AA1120-048</td>
			<td>HPLC grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agar</td>
			<td>Oxoid</td>
			<td>LP0011</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Apramycin</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>A2024</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbenicillin</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>C9231</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>NA</td>
			<td>5804</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloramphenicol</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>C3175</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Column C18</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>NA</td>
			<td>ZORBAX RRHD Extend-C18, 80&#197;, 2.1 x 50 mm, 1.8 &#181;m, 1200 bar pressure limit P/N 757700-902</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kanamycin</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>K1377</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Manitol P.A.- A.C.S.</td>
			<td>Synth</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>NA</td>
			<td>5418</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nalidixic acid</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>N4382</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phusion Flash High-Fidelity PCR Master Mix</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>F548S</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Q-TOF mass spectrometer</td>
			<td>Agilent technologies</td>
			<td>NA</td>
			<td>6550 iFunnel Q-TOF LC/MS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sacarose P.A.- A.C.S.</td>
			<td>Synth</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shaker/Incubator</td>
			<td>Marconi</td>
			<td>MA420</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Chloride</td>
			<td>Synth</td>
			<td>NA</td>
			<td>P. A. - ACS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soy extract</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td>Synth</td>
			<td>NA</td>
			<td>P. A. - ACS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermal Cycles</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>NA</td>
			<td>Mastercycler Nexus Gradient</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thiostrepton</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>T8902</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tryptone</td>
			<td>Oxoid</td>
			<td>LP0042</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tryptone Soy Broth</td>
			<td>Oxoid</td>
			<td>CM0129</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UPLC</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>NA</td>
			<td>1290 Infinity LC System</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Yeast extract</td>
			<td>Oxoid</td>
			<td>LP0021</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

mass spectrometry-guided genome mining as a tool to uncover novel natural products

המרחב הכימי המכוסה על-ידי מוצרים טבעיים הוא עצום ובלתי מוכר באופן נרחב. לכן, מתודולוגיות נוחות לביצוע הערכה נרחבת של התפקודים שלהם בטבע והטבות אנושיות פוטנציאליות (לדוגמה, עבור יישומים של גילוי סמים), רצוי. פרוטוקול זה מתאר את השילוב של כריית הגנום (GM) ורשת מולקולרית (MN), שתי גישות עכשוויות התואמות גנים מקודד אשכולות ביאורים כל רצף הגנום עם חתימות מבנה כימי מתמציות מטבולית גולמי. זהו הצעד הראשון לקראת גילוי של ישויות טבעיות חדשות. מושגים אלה, כאשר מיושם יחד, מוגדרים כאן כריית הגנום MS-מונחה. בשיטה זו, הרכיבים העיקריים מיועדים קודם לכן (באמצעות MN), ומועמדים חדשים הקשורים באופן מבחינה מבנית קשורים ביאורים רצף הגנום (באמצעות GM). שילוב GM ו-MN היא אסטרטגיה רווחית כדי למקד מולקולה חדשה שדרות או לקצור פרופילים מטבוליים כדי לזהות אנלוגיות מן התרכובות ידוע כבר.

הפרוטוקול בוצע בהצלחה באמצעות שילוב של כריית הגנום, ביטוי הטרוולוגי, ו-MS-מונחה קוד גישות לגשת מולקולות מיוחדות valinomycin אנלוגיות מיוחדים. תהליך הגנום למולקולה עבור היעד, valinomycin (VLM), מיוצג באיור 8. Streptomyces SP. CBMAI 2042 הגנום הטיוטה נותחו ב סיליקו, ואשכול הגן של vlm זוהה אז והועבר ל...

Watch this Scientific Journal Video about Mass Spectrometry-Guided Genome Mining as a Tool to Uncover Novel Natural Products at JoVE.com

Mass Spectrometry-Guided Genome Mining as a Tool to Uncover Novel Natural Products

פרוטוקול הכרייה ההמוני-מונחה הגנום מבוסס ומתואר כאן. הוא מבוסס על מידע רצף הגנום ו-LC-MS/MS ניתוח ומטרתו להקל על זיהוי של מולקולות מחיידקים מורכבים ותמציות צמחים.

המסה ספקטרומטר מודרמטריה מונחה הגנום ככלי לחשוף מוצרים טבעיים הרומן

The chemical space covered by natural products is immense and widely unrecognized. Therefore, convenient methodologies to perform wide-ranging evaluation ...

ריצוף גנום שלם, כריית גנום ורישת מולקולרית מהווים את הבסיס למדריך ספקטרומטריית המסה שפרוטוקול כריית הגנום שאנו מתארים כאן. והם הגישה העכשווית ביותר בגילוי מוצרים טבעיים. כריית גנום ורישת מולקולרית תואמות באשכול, ביאורים מקודדים ברצף גנום שלם עם חתימות ארגון מחדש כימיות מתמציות גולמיות המספקות סיכויים עצומים לחשיפת טבור על ידי מולקולות פעילות.באופן עקרוני, כריית גנום מטרות יחיד או קבוצה קטנה של מולקולות לכל ניסוי. ובכך וכתוצאה מכך קצב גילוי איטי. במובן זה, שימוש בכריית גנום יחד עם נטוורקינג מולקולרי מייצג התקדמות חשובה למחקר מוצרים טבעיים.ספקטרומטריית מסה מדריך-גנום כרייה היא שיטה רב-תכליתית אשר יכול לבנות מידע של מספר כימוטיפים הכלולים בכמות גדולה של נתונים מתמצית גולמית בו זמנית. כיום זוהי מתודולוגיה לטווח גבוה המסוגלת לחקור את רצף החיידקים, הפטריות או הצמחים. כימוטיפ לגנוטיפ וגנוטיפ לביואינפורמטיקה של כימוטיפים מקשרים בין אשכולות ביוסינתטיים והם מוצרי מולקולות קטנות.שמיעת הפרוטוקול הוכח לאפיון מעמקי מחזור טבור מוצרי פפטיד שנצפו בתמציות מטבוליות של מיני סטרפטומיצ'יס. אבל זה ישים רצף פטרייתי וצמחים ותמציות גם כן. חשוב מאוד לאצור יפה ערכת נתונים של הגנום וכיום רצפי טיוטה מקוטעים הופכים יותר ויותר על ידי נתוני רצף כמעט גמורים.כמו כן, פותחו אסטרטגיות שונות כדי לגשת למוצרים טבעיים ביו-אקטיביים חדשים ובוודאי לשלב אותם עם גישת MS-Guide. אנו מובילים לשיפור בבידוד המוצרים הטבעיים ובהבהת המבנה. כמו כאן אנחנו מחברים גנוטיפ לגישת כימותרפיה, קשרים ביואינפורמטיקה בין אשכולות biosynthetic ויש מוצרים מולקולה קטנה הם קריטיים.כדי להעריך את מגוון ומעמד של תרכובות לקודד לפי גנום. מה שאומר השכפול. מאוחר יותר, ניתן ליצור מראש קיבוץ באשכולות בהתבסס על קווי דמיון בין יון באמצעות GNPS.הדגמת ההליך תהיה ד"ר רנטה סיגריס ופרופסור אנגוליני משתפי הפעולה שלי במחקר זה. כדי להשיג מידע סיליקו על מטבוליזם משני צבירי גנים ביאורים מן הגנום רצף שלם. שלח את קובץ הרצף, בנק הגנים E-M-B-L או פורמט מהיר יותר, לפלטפורמה נגד ריסוק.אז כמו אשכולות הגנים של עניין מנתוני הפלט המבוססים על האשכול הידוע הדומה ביותר. בהתבסס על מידע רצף ה-DNA של BGC, תכנון פריימריז בין 20 ל 25 נוקלאוטידים מאגפים את אשכול הגנים עבור streptomyces ecoli. הקרנת ספריית כרומוזום מלאכותית.לאחר קבלת האורגניזם ההטרולוגי רקומביננטי על פי כתב היד, לחסן אחד 100 של טרום תרבות זנים בתקשורת תסיסה מתאימה. כגון מדיה נוזלית של ISP2. מניחים את התרבות על אינקובטור ב 30 מעלות צלזיוס ו 220 סל"ד, במשך שבעה ימים.לאחר החיסון, צנטריפוגה התרבויות ב 2200 פעמים G במשך 10 דקות. השלך את התאים והעבר את העל-טבעי למשפך הפרדה. מוסיפים אחד לנפח אחד של אתיל אצטט ומנערים.המתינו דקה עד שלוש דקות עד שהשכבות האורגניות והמוזגות ייפרדו. ולאסוף את השכבה האורגנית בבקבוק ארלנפייר. כדי להשיג נתוני MS/MS.תכנת שיטות HPLC וספקטרומטריית מסה מתאימות באמצעות תוכנת הבקרה. יצוין כי רשת MS/MS היא הרשת המולקולרית הניתנת לגילוי בתנאים הספקטרומטריים המסים הנתנים. המר ספקטרום מסה לפורמט mzXML באמצעות MS Convert מאשף פרוטיאה.התאם את פרמטרי הקלט עבור ההמרה. העלה את קבצי LC-MS/MS המומרים למסד הנתונים של GNPS. שתי אפשרויות זמינות.שימוש בפרוטוקול העברת קבצים או ישירות בדפדפן באמצעות הפלטפורמה המקוונת. לאחר יצירת חשבון ב- GNPS, היכנס לחשבון שנוצר ובחר צור רשת מולקולרית. הוסף תפקיד.כדי לבצע אפשרויות בסיסיות. בחר את קבצי mzXML כדי לבצע את הרשת המולקולרית. ארגן אותם בקבוצות של עד שש קבוצות.אז כמו הספריות לשגרת הדרפילציה. בחר את סובלנות מסה יון מבשר וקטע Da על סובלנות המונית של 0.02 דלתון ו 0.05 דלתון בהתאמה. כדי לבצע אפשרויות רשת מתקדמות, בחר את הפרמטרים שהשפיעו ישירות על הגודל והטופס של אשכול הרשת.פרמטרים מתקדמים נמצאים בתיעוד GNPS. בחר כתובת דואר אלקטרוני כדי לקבל התראה בעת ביצוע העבודה ולשלוח את המשימה. כדי לנתח תוצאות GNPS.היכנס ל- GNPS. בחר משימות, עבודה שפורסמה, בוצעה כדי לפתוח משימה. דף אינטרנט נפתח עם כל התוצאות המתקבלות מרשת מולקולרית המוצגת.בחר הצג משפחות ספקטרליות בפריט חזותי של רשת דפדפן כדי לראות את כל אשכולות הרשת. רשימה מוצגת עם כל אשכולות הרשת המולקולרית שנוצרו. זיהוי מולקולרי לא סופי מוצג בכל תעודות הזהות.בחר הצג כדי להציג אותם באופן חזותי. כדי לנתח את אשכול הרשת המולקולרית, בחר לדמיין את הרשת. בתיבה תוויות צומת, בחר מסת אב.בתיבה תוויות קצה, בחר סימן שותף או דלתא Emz. כדי לבחון דמיון צומת או הבדל מסה בין צמתים בהתאמה. במקרה של ניתוח מרובה קבוצה, לחץ על צייר עוגות בתיבת צביעת הצומת.כדי לבחון את התדירות שבה מופיע כל צומת בכל קבוצה. כדי לראות את כל הספריות, בחר תצוגה, את כל הספריה, כניסות. פתח את ספקטרום הפיצול ישירות בפלטפורמת GNPS.או בקבצים גולמיים מקוריים כדי לאשר באופן ידני תרכובות dereplication והבהיר מבנה של תרכובות קשורות. הפרוטוקול הודגם בהצלחה באמצעות שילוב של כריית גנום, ביטוי הטרולוגי וגישות קוד מונחה MS. כדי לגשת חדש מיוחד Valinomycin ומולקולות אנלוגיות.הגנום למולקולה זרימת עבודה עבור היעד valinomycin מוצג כאן. הכרומטוגרמה הראתה כי ולינומיצין, מונטנסטטין וחמישה אנלוגים יוצרו על ידי ולינומיצין, אשכולות גנים ביוסינתטיים ביטוי במארח הטרולוגי. ions רשת מולקולרית המתאימים valinomycin, תרכובת ידועה כבר עם אשכולות גנים biosynthetic המקביל ביאורים מינים סטרפטומיציס, CBM AI שתי אפס ארבע שתיים גנום.מקובצים עם יונים הקשורים אנלוגים, מתואר לראשונה עבור אשכול גנים biosynthetic valinomycin. ספקטרום MS ומבנים כימיים עבור valinomycin ואנלוגיות הקשורות, מוצגים כאן. ביצוע ריצוף גנום שלם ואוצר ערכת נתונים נכונה הוא הצעד הראשון לבחירת אשכול biosynthetic עבור MS-מדריך כריית הגנום.ההליך כולו יכול להתבצע עם סוגים פראיים מחרוזת תמצית גולמית, אבל אתה יכול לבחור את אשכול הגנים של העניין שלך ולקדם ביטוי הטרולוגי. שיטות שונות מתוארות כדי ללכוד את כל אשכול הגנים הביוסינתטיים מדגם DNA. היתרון החזק ביותר של פרוטוקול זה הוא יכולתו לשכפל במהירות פרופילים מטבוליים ולהתרבות מידע גנומי עם נתוני טרשת נפוצה.על מנת להבהר אלה כגון של מולקולות חדשות. וכריית מדריך-גנום המוני תוארה לראשונה בתחום הגנומיקה הגפטידית וגליקונומיקה על ידי דוריס צ'ים ועמיתיה. ואחרי כניסתה של גישת הכרייה המשולבת של NPS וכריית הגנום הפכו לשדרה המגוונים ביותר לחיבור רשתות מולקולריות עם יכולות ביו-סינתטיות.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemical Gardens as Flow-through Reactors Simulating Natural Hydrothermal Systems

כימית גנים כזרימה דרך מערכות הידרותרמיות טבעיות כורי מדמה

Here we report experimental simulations of hydrothermal chimney growth using injection chemical garden methods. The versatility of this type of experiment ...

A Direct, Early Stage Guanidinylation Protocol for the Synthesis of Complex Aminoguanidine-containing Natural Products

ישיר, בשלבים מוקדמים Guanidinylation פרוטוקול לסינתזה של מוצרים טבעיים Aminoguanidine המכיל קומפלקס

The guanidine functional group, displayed most prominently in the amino acid arginine, one of the fundamental building blocks of life, is an important ...

Laboratory Production of Biofuels and Biochemicals from a Rapeseed Oil through Catalytic Cracking Conversion

הפקת מעבדה של דלק ביולוגי ביוכימיים מתוך שמן לפתית באמצעות מרת פיצוח קטליטי

The work is based on a reported study which investigates the processability of canola oil (bio-feed) in the presence of bitumen-derived heavy gas oil ...

NMR Spectroscopy as a Robust Tool for the Rapid Evaluation of the Lipid Profile of Fish Oil Supplements

NMR ספקטרוסקופיה כמו כלי חזק עבור ההערכה המהירה של פרופיל השומנים של תוספי שמן דגים

The western diet is poor in n-3 fatty acids, therefore the consumption of fish oil supplements is recommended to increase the intake of these essential ...

Coulomb Explosion Imaging as a Tool to Distinguish Between Stereoisomers

הפיצוץ הקולומבית הדמיה ככלי להבחנה בין Stereoisomers

This article shows how the COLTRIMS (Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy) or the "reaction microscope" technique can be used to distinguish ...

Electrochemical Impedance Spectroscopy as a Tool for Electrochemical Rate Constant Estimation

עכבה אלקטרוכימי ספקטרוסקופיה ככלי הערכה מתמדת קצב אלקטרוכימי

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used for advanced characterization of organic electroactive compounds along with cyclic voltammetry (CV). ...

Color Spot Test As a Presumptive Tool for the Rapid Detection of Synthetic Cathinones

מבחן צבע ספוט ככלי הרב, שעורר איתור מהיר של Cathinones סינתטי

Synthetic cathinones are a large class of new psychoactive substances (NPS) that are increasingly prevalent in drug seizures made by law enforcement and ...

Novel Techniques for Observing Structural Dynamics of Photoresponsive Liquid Crystals

טכניקות הרומן להתבוננות מבניים הדינמיקה של גביש נוזלי Photoresponsive

We discuss in this article the experimental measurements of the molecules in liquid crystal (LC) phase using the time-resolved infrared (IR) vibrational ...

Employing Pressurized Hot Water Extraction (PHWE) to Explore Natural Products Chemistry in the Undergraduate Laboratory

Employing Pressurized Hot Water Extraction PHWE to Explore Natural Products Chemistry in the Undergraduate Laboratory

העסקת החילוץ בלחץ מים חמים (PHWE) לחקור מוצרים טבעיים כימיה במעבדה לתואר ראשון

A recently developed pressurized hot water extraction (PHWE) method which utilizes an unmodified household espresso machine to facilitate natural products ...

A Two-Step Pyrolysis-Gas Chromatography Method with Mass Spectrometric Detection for Identification of Tattoo Ink Ingredients and Counterfeit Products

דו-שלב פירוליזה-גז כרומטוגרפיה שיטה עם זיהוי ספקטרומטרי המוני לזיהוי של החומרים דיו קעקועים מוצרים מזויפים

Tattoo inks are complex mixtures of ingredients. Each of them possesses different chemical properties which have to be addressed upon chemical analysis. ...