Name: phosphoproteomic strategy for profiling osmotic stress signaling in arabidopsis
Uploaded: 2020-06-25T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Phosphoproteomic Strategy for Profiling Osmotic Stress Signaling in Arabidopsis at JoVE.com

Dit werk werd ondersteund door het Strategic Priority Research Program van de Chinese Academie van Wetenschappen, Grant XDB27040106.

1. Monstervoorbereiding
<ol><li>Oogst de met controle en spanning behandelde zaailingen (1 g) in een aluminiumfolie en vries de monsters in vloeibare stikstof. OPMERKING: Een hogere eiwitconcentratie wordt meestal waargenomen van twee weken oude zaailingen dan die van volwassen planten. Eén gram zaailingen genereert ongeveer 10 mg eiwitlysaat, wat voldoende is voor de MS-analyse. Alle centrifugatiestappen vinden plaats bij 16.000 x g in stap 1.</li>
	<li>Maal bevroren zaailingen tot een fijn poeder met beh...

<ol>
	<li>Hasegawa, P. M., Bressan, R. A., Zhu, J. K., Bohnert, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plant+cellular+and+molecular+responses+to+high+salinity.">Plant cellular and molecular responses to high salinity.</a> Annual Review Plant Physiology Plant Molecualr Biology. 51, 463-499 (2000).</li><li>Janmohammadi, M., Zolla, L., Rinalducci, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low+temperature+tolerance+in+plants:+Changes+at+the+protein+level.">Low temperature tolerance in plants: Changes at the protein level.</a> Phytochemistry. 117, 76-89 (2015).</li><li>Umezawa, T., Takahashi, F., Shinozaki, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phosphorylation+networks+in+the+abscisic+acid+signaling+pathway.">Phosphorylation networks in the abscisic acid signaling pathway.</a> Enzymes. 35, 27-56 (2014).</li><li>Silva-Sanchez, C., Li, H., Chen, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+and+challenges+in+plant+phosphoproteomics.">Recent advances and challenges in plant phosphoproteomics.</a> Proteomics. 15 (5-6), 1127-1141 (2015).</li><li>Wang, P., 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=Mapping+proteome-wide+targets+of+protein+kinases+in+plant+stress+responses.">Mapping proteome-wide targets of protein kinases in plant stress responses.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 117 (6), 3270-3280 (2020).</li><li>Fujii, H., Verslues, P. E., Zhu, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arabidopsis+decuple+mutant+reveals+the+importance+of+SnRK2+kinases+in+osmotic+stress+responses+in+vivo.">Arabidopsis decuple mutant reveals the importance of SnRK2 kinases in osmotic stress responses in vivo.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (4), 1717-1722 (2011).</li><li>Wang, P., 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=Quantitative+phosphoproteomics+identifies+SnRK2+protein+kinase+substrates+and+reveals+the+effectors+of+abscisic+acid+action.">Quantitative phosphoproteomics identifies SnRK2 protein kinase substrates and reveals the effectors of abscisic acid action.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (27), 11205-11210 (2013).</li><li>Boudsocq, M., Barbier-Brygoo, H., Lauriere, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+nine+sucrose+nonfermenting+1-related+protein+kinases+2+activated+by+hyperosmotic+and+saline+stresses+in+Arabidopsis+thaliana.">Identification of nine sucrose nonfermenting 1-related protein kinases 2 activated by hyperosmotic and saline stresses in Arabidopsis thaliana.</a> Journal of Biological Chemistry. 279 (40), 41758-41766 (2004).</li><li>Li, J., Silva-Sanchez, C., Zhang, T., Chen, S., Li, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phosphoproteomics+technologies+and+applications+in+plant+biology+research.">Phosphoproteomics technologies and applications in plant biology research.</a> Frontiers in Plant Science. 6, 430 (2015).</li><li>Hsu, C. C., 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=Universal+plant+phosphoproteomics+workflow+and+its+application+to+Tomato+signaling+in+response+to+cold+stress.">Universal plant phosphoproteomics workflow and its application to Tomato signaling in response to cold stress.</a> Molecular &amp; Cell Proteomics. 17 (10), 2068 (2018).</li><li>Tsai, C. F., 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=Immobilized+metal+affinity+chromatography+revisited:+pH/acid+control+toward+high+selectivity+in+phosphoproteomics.">Immobilized metal affinity chromatography revisited: pH/acid control toward high selectivity in phosphoproteomics.</a> Journal of Proteome Research. 7 (9), 4058-4069 (2008).</li><li>Larsen, M. R., Thingholm, T. E., Jensen, O. N., Roepstorff, P., Jorgensen, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+selective+enrichment+of+phosphorylated+peptides+from+peptide+mixtures+using+titanium+dioxide+microcolumns.">Highly selective enrichment of phosphorylated peptides from peptide mixtures using titanium dioxide microcolumns.</a> Molecular &amp; Cell Proteomics. 4 (7), 873-886 (2005).</li><li>Ruprecht, B., 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=Comprehensive+and+reproducible+phosphopeptide+enrichment+using+iron+immobilized+metal+ion+affinity+chromatography+(Fe-IMAC)+columns.">Comprehensive and reproducible phosphopeptide enrichment using iron immobilized metal ion affinity chromatography (Fe-IMAC) columns.</a> Molecular &amp; Cell Proteomics. 14 (1), 205-215 (2015).</li><li>Sugiyama, N., 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=Phosphopeptide+enrichment+by+aliphatic+hydroxy+acid-modified+metal+oxide+chromatography+for+nano-LC-MS/MS+in+proteomics+applications.">Phosphopeptide enrichment by aliphatic hydroxy acid-modified metal oxide chromatography for nano-LC-MS/MS in proteomics applications.</a> Molecular &amp; Cell Proteomics. 6 (6), 1103-1109 (2007).</li><li>Tsai, C. F., 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=Sequential+phosphoproteomic+enrichment+through+complementary+metal-directed+immobilized+metal+ion+affinity+chromatography.">Sequential phosphoproteomic enrichment through complementary metal-directed immobilized metal ion affinity chromatography.</a> Analytical Chemistry. 86 (1), 685-693 (2014).</li><li>Zhou, H., 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=Enhancing+the+identification+of+phosphopeptides+from+putative+basophilic+kinase+substrates+using+Ti+(IV)+based+IMAC+enrichment.">Enhancing the identification of phosphopeptides from putative basophilic kinase substrates using Ti (IV) based IMAC enrichment.</a> Molecular &amp; Cell Proteomics. 10 (10), (2011).</li><li>Rappsilber, J., Mann, M., Ishihama, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protocol+for+micro-purification,+enrichment,+pre-fractionation+and+storage+of+peptides+for+proteomics+using+StageTips.">Protocol for micro-purification, enrichment, pre-fractionation and storage of peptides for proteomics using StageTips.</a> Nature Protocols. 2 (8), 1896-1906 (2007).</li><li>Dimayacyac-Esleta, B. R., 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=Rapid+high-pH+reverse+phase+stageTip+for+sensitive+small-scale+membrane+proteomic+profiling.">Rapid high-pH reverse phase stageTip for sensitive small-scale membrane proteomic profiling.</a> Analytical Chemistry. 87 (24), 12016-12023 (2015).</li><li>Wang, P., 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=Reciprocal+regulation+of+the+TOR+Kinase+and+ABA+receptor+balances+plant+growth+and+stress+response.">Reciprocal regulation of the TOR Kinase and ABA receptor balances plant growth and stress response.</a> Molecular Cell. 69 (1), 100-112 (2018).</li><li>Lin, Z., 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+RAF-SnRK2+kinase+cascade+mediates+early+osmotic+stress+signaling+in+higher+plants.">A RAF-SnRK2 kinase cascade mediates early osmotic stress signaling in higher plants.</a> Nature Communications. 11 (1), 613 (2020).</li><li>Humphrey, S. J., Azimifar, S. B., 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=High-throughput+phosphoproteomics+reveals+in+vivo+insulin+signaling+dynamics.">High-throughput phosphoproteomics reveals in vivo insulin signaling dynamics.</a> Nature Biotechnology. 33 (9), 990-995 (2015).</li><li>Bekker-Jensen, D. B., 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=An+optimized+shotgun+strategy+for+the+rapid+generation+of+comprehensive+human+proteomes.">An optimized shotgun strategy for the rapid generation of comprehensive human proteomes.</a> Cell Systems. 4 (6), 587-599 (2017).</li><li>Possemato, A. P., 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=Multiplexed+phosphoproteomic+profiling+using+titanium+dioxide+and+immunoaffinity+enrichments+reveals+complementary+phosphorylation+events.">Multiplexed phosphoproteomic profiling using titanium dioxide and immunoaffinity enrichments reveals complementary phosphorylation events.</a> Journal Proteome Research. 16 (4), 1506-1514 (2017).</li><li>Hogrebe, A., 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=Benchmarking+common+quantification+strategies+for+large-scale+phosphoproteomics.">Benchmarking common quantification strategies for large-scale phosphoproteomics.</a> Nature Communications. 9 (1), 1045 (2018).</li><li>Wong, 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=Phosphoproteomics+of+Arabidopsis+Highly+ABA-Induced1+identifies+AT-Hook-Like10+phosphorylation+required+for+stress+growth+regulation.">Phosphoproteomics of Arabidopsis Highly ABA-Induced1 identifies AT-Hook-Like10 phosphorylation required for stress growth regulation.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 116 (6), 2354-2363 (2019).</li><li>Yang, F., Melo-Braga, M. N., Larsen, M. R., Jorgensen, H. J., Battle Palmisano, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=through+signaling+between+wheat+and+the+fungal+pathogen+Septoria+tritici+revealed+by+proteomics+and+phosphoproteomics.">through signaling between wheat and the fungal pathogen Septoria tritici revealed by proteomics and phosphoproteomics.</a> Molecular &amp; Cell Proteomics. 12 (9), 2497-2508 (2013).</li><li>Tsai, C. F., 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=Tandem+Mass+Tag+labeling+facilitates+reversed-phase+liquid+chromatography-mass+spectrometry+analysis+of+hydrophilic+phosphopeptides.">Tandem Mass Tag labeling facilitates reversed-phase liquid chromatography-mass spectrometry analysis of hydrophilic phosphopeptides.</a> Analytical Chemistry. 91 (18), 11606-11613 (2019).</li></ol>

Het dynamisch bereik en de complexiteit van plantproteoom en fosfaatproteom zijn nog steeds een beperkende factor tot diepte van fosfaatproteomics analyses. Ondanks het vermogen van single run LC-MS/MS-analyse om 10.000 fosforyleringslocaties21,22te identificeren, is de dekking van het hele fosfaat van de installatie nog steeds beperkt. Daarom is een fosfaatprotemische workflow vereist die een hoge gevoeligheid en superieure scheidingsefficiëntie biedt bij het p...

Hoge zoutgehalte, lage temperatuur en droogte veroorzaken osmotische spanningen, wat een belangrijke milieufactor is die de productiviteit van planten beïnvloedt1,2. Eiwitfosforylatie is een van de belangrijkste post-translationele modificaties die signaalperceptie en transductie bemiddelen in de reactie van planten op osmotische stress3,4,5. SNF1-gerelateerde eiwitkinase 2s (SnRK2s) zijn betrokken bij de osmotische stresssignalering6. Negen van de tien leden van de SnRK2-familie vertonen een aanzienlijke activering als reactie op osmotische stress7,8. De snrk2.1/2/3/4/5/6/7/8/9/10 decuple (snrk2-dec) mutant met mutaties in alle tien SnRK2 vertoonde overgevoeligheid voor osmotische stress. In snrk2-dec mutant wordt de osmotische stress-geïnduceerde accumulatie van inositol 1,4,5-trisfosfaat (IP3),abscisinezuur (ABA) biosynthese en genexpressies sterk verminderd, wat de vitale rol van SnRK2s in osmotische stressreactiesbenadrukt 6. Het is echter nog steeds onduidelijk hoe SnRK2s kinases deze biologische processen reguleren. Profilering van de fosfaatprotemische veranderingen als reactie op osmotische stress is een efficiënte manier om deze kloof te overbruggen en de osmotische stress-geactiveerde verdedigingsmechanismen in planten af te baken.
Massaspectrometrie (MS) is een krachtige techniek voor het in kaart brengen van plantfosfaat9. Karakterisering van plantfosfaatproteomics blijft echter een uitdaging vanwege het dynamische bereik van plantenproteoom en de complexiteit van plantlysaat4. Om deze uitdagingen het hoofd te bieden, ontwikkelden we een universele plantfosfoproteomische workflow, die ongewenste interferenties zoals van fotosynthetische pigmenten en secundaire metabolieten elimineert en de diepe dekking van plantfosfaat10mogelijk maakt. Verschillende fosfopeptideverrijkingsmethoden zoals geïmmobiliseerde metaalionaffiniteitschromatografie (IMAC) en metaaloxidechromatografie (MOC) zijn ontwikkeld voor het verrijken van fosfopeptiden voorafgaand aan MS-analyse11,12,13,14,15,16. Zure niet-fosfiumpeptiden co-zuiveren met fosfopeptiden zijn de belangrijkste interferenties voor fosfopeptide detectie. Voorheen hebben we de pH-waarde en organische zuurconcentratie van de IMAC-belastingsbuffer gestandaardiseerd om de binding van niet-fosfopeptiden te elimineren, om meer dan 90% verrijkingsspecificatie te verkrijgen die de prefractiestap11omzeilt.
Monsterverlies in het meerstapsproces van fosfopeptideverrijking en fractionering belemmert de gevoeligheid van de identificatie van fosfopeptiden en de diepte van de fosfaatprotemische dekking. Stop-and-go-extractie tips (fase tips) zijn pipet tips die kleine schijven bevatten om het uiteinde van de punt te doppen, die kunnen worden opgenomen met chromatografie voor peptide fractionering en reiniging17. Monsterverlies tijdens de fasepuntprocedure kan worden geminimaliseerd door monsteroverdracht tussen de buizen te voorkomen. We hebben met succes fasetip geïmplementeerd in Ga3 +- IMAC en Fe3 +- IMAC om laag overvloedige meerdere gefosforyleerde peptiden te scheiden van afzonderlijk gefosforyleerde peptiden, wat de diepte van menselijk fosfoproteom15verbeterde. Bovendien heeft het gebruik van een hoge pH-omgekeerde fase (Hp-RP) fasetip de bredere dekking van het proteoom van het menselijk membraan aangetoond in vergelijking met die van sterke kationenuitwisseling (SCX) en sterke anionenuitwisseling (SAX) chromatografie18. Daarom kan de integratie van IMAC- en Hp-RP-trapstiptechnieken de dekking van plantfosfoproteom verhogen met eenvoud, hoge specificiteit en hoge doorvoer. We hebben aangetoond dat deze strategie meer dan 20.000 fosforyleringslocaties van Arabidopsis-zaailingen identificeerde, wat een verbeterde diepte van plantfosfaat19vertegenwoordigt.
Hier rapporteren we een op tips gebaseerd fosfaatprotemofoonprotocol voor fosfaatprotemische profilering in Arabidopsis. Deze workflow werd toegepast om de fosfaatprotemische verstoring van wilde-type en snrk2-dec mutant zaailingen te bestuderen als reactie op osmotische stress. De fosfaatprotemische analyse onthulde de fosforyleringslocaties die betrokken zijn bij kinaseactivering en vroege osmotische stresssignalering. Vergelijkende analyse van wild-type en snrk2-dec mutante fosfaatgegevens leidde tot de ontdekking van een Raf-achtige kinase (RAF)-SnRK2 kinase cascade die een sleutelrol speelt in osmore stresssignalering in hoge planten.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>1.5 mL tube</td>
			<td>eppendorf</td>
			<td>22431081</td>
			<td>Protein LoBind, 1.5 mL, PCR clean, colorless, 100 tubes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>200 &#181;L pipet tip</td>
			<td>Gilson</td>
			<td>F1739311</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-chloroacetamide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C0267</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>acetic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>5438080100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>acetonitrile</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>271004</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ammonium hydroxide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>338818</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ammonium phosphate monbasic</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>216003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BCA Protein Assay Kit</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>23227</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>blunt-ended needle</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>90516</td>
			<td>Kel-F hub (KF), point style 3, gauge 16</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C18-AQ beads</td>
			<td>Dr. Maisch</td>
			<td>ReproSil-Pur-C18-AQ 5 &#181;m</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C8 Empore disk</td>
			<td>3 M</td>
			<td>2214</td>
			<td>47 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>eppendorf</td>
			<td>22620444</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>chloroform</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>CX1058</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>data analysis software</td>
			<td></td>
			<td>Perseus 1.6.2.1</td>
			<td>https://maxquant.net/perseus/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>formic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>5330020050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Frits</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>12131024</td>
			<td>Frits for SPE Cartridges</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Guanidine hydrochloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>50933</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>H2O</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>1153334000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>H3375</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iron (III) chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>157740</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LTQ-orbitrap</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>Velos Pro</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mass spectrometer</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>LTQ-Orbitrap Velos Pro</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>methanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>34860</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>nano LC</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>Easy-nLC 1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ni-NTA spin column</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>31014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-Lauroylsarcosine sodium salt</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>L9150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>plunger</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>1122-01</td>
			<td>Plunger assembly N, RN, LT, LTN for model 1702 (25 &#956;l)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>search engine software</td>
			<td></td>
			<td>MaxQuant 1.5.4.1</td>
			<td>https://www.maxquant.org</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SEP-PAK Cartridge 50 mg</td>
			<td>Waters</td>
			<td>WAT054960</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sodium deoxycholate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D6750</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SpeedVac</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>SPD121P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TMT 6-plex</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>90061</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triethylammonium bicarbonate buffer</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T7408</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trifluoroacetic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>91707</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C4706</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trizma hydrochloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T3253</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

phosphoproteomic strategy for profiling osmotic stress signaling in arabidopsis

Eiwitfosforylatie is cruciaal voor de regulatie van enzymactiviteit en genexpressie onder osmotische conditie. Op massaspectrometrie (MS) gebaseerde phosphoproteomics heeft de manier van het bestuderen van plantsignaaltransductie veranderd. De eis van veel uitgangsmaterialen en een langere meettijd van de lidstaten om de diepte van de dekking te bereiken, was echter de beperkende factor voor de studie met een hoge doorvoer van wereldwijde fosfaatprotemische veranderingen in planten. Om de gevoeligheid en doorvoer van plantaardige fosfoproteomics te verbeteren, hebben we een stop and go extractie (stage) tip gebaseerde phosphoproteomics aanpak ontwikkeld in combinatie met Tandem Mass Tag (TMT) etikettering voor de snelle en uitgebreide analyse van plantfosforylatie perturbatie als reactie op osmotische stress. Gebruikmakend van de eenvoud en hoge doorvoer van fasepunttechniek, duurt de hele procedure ongeveer een uur met behulp van twee tips om fosfopeptideverrijking, fractionering en monsterreinigingsstappen af te ronden, wat een gebruiksvriendelijke en hoge efficiëntie van de aanpak suggereert. Deze aanpak biedt niet alleen een diepgaande analyse van de fysfoproteomics (> 11.000 fosfopeptide-identificatie), maar toont ook de superieure scheidingsefficiëntie (< 5% overlap) tussen aangrenzende fracties aan. Verder is multiplexing bereikt met behulp van TMT-etikettering om de fosfaatprotemische veranderingen van wilde en snrk2 decuple mutante planten te kwantificeren. Deze aanpak is met succes gebruikt om de fosforyleringsgebeurtenissen van Raf-achtige kinases te onthullen als reactie op osmotische stress, die licht werpt op het begrip van vroege osmotische signalering in landplanten.

Om de prestaties van deze workflow aan te tonen, hebben we gebruik gemaakt van IMAC stage tip in combinatie met Hp-RP stage tip fractionatie om de fosfaatproteomische veranderingen in wild-type en snrk2-dec mutant zaailingen met of zonder mannitol behandeling gedurende 30 minuten te meten. Elk monster werd uitgevoerd in biologische drievouden en de experimentele workflow is weergegeven in figuur 1. De verteerde peptiden (400 μg) van elk monster werden geëtiketteerd met één TMT-6...

Watch this Scientific Journal Video about Phosphoproteomic Strategy for Profiling Osmotic Stress Signaling in Arabidopsis at JoVE.com

Phosphoproteomic Strategy for Profiling Osmotic Stress Signaling in Arabidopsis

Hier wordt een fosfaatprotemische benadering gepresenteerd, namelijk stop and go extractietip op basis van phosfoproteom, die een hoge doorvoer en diepe dekking van Arabidopsis phosphoproteome biedt. Deze aanpak definieert het overzicht van osmotische stresssignalering in Arabidopsis.

Fosfaatprotemische strategie voor profilering osmotische stresssignalering in Arabidopsis

Protein phosphorylation is crucial for the regulation of enzyme activity and gene expression under osmotic condition. Mass spectrometry (MS)-based ...

Research

JoVE Journal

Biochemistry

Phosphoproteomic Strategy for Profiling Osmotic Stress Signaling in Arabidopsis

Sheathless Capillary Electrophoresis&#8211;Mass Spectrometry for Metabolic Profiling of Biological Samples

Sheathless Capillary ElectrophoresisÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã…â€œMass Spectrometry for Metabolic Profiling of Biological Samples

Sheathless capillaire elektroforese-massaspectrometrie voor metabole of Biological Samples

In metabolomics, a wide range of analytical techniques is used for the global profiling of (endogenous) metabolites in complex samples. In this paper, a ...

Isolation and Respiratory Measurements of Mitochondria from Arabidopsis thaliana

Isolation and Respiratory Measurements of Mitochondria from Arabidopsis thaliana

Isolatie en respiratoire metingen van Mitochondria van Arabidopsis thaliana

Mitochondria are essential organelles involved in numerous metabolic pathways in plants, most notably the production of adenosine triphosphate (ATP) from ...

Genome-wide Quantification of Translation in Budding Yeast by Ribosome Profiling

Genoom-brede kwantificering van vertaling in de ontluikende gist door het ribosoom profilering

Translation of mRNA into proteins is a complex process involving several layers of regulation. It is often assumed that changes in mRNA transcription ...

Evaluation of the Impact of Protein Aggregation on Cellular Oxidative Stress in Yeast

Evaluatie van het effect van eiwit aggregatie op cellulaire oxidatieve Stress in gist

Protein misfolding and aggregation into amyloid conformations have been related to the onset and progression of several neurodegenerative diseases. ...

Polysome Profiling in Leishmania, Human Cells and Mouse Testis

Polysome Profiling in Leishmania, Human Cells and Mouse Testis

Polysoom profilering in Leishmania, menselijke cellen en muis Testis

Proper protein expression at the right time and in the right amounts is the basis of normal cell function and survival in a fast-changing environment. For ...

Capture and Identification of RNA-binding Proteins by Using Click Chemistry-assisted RNA-interactome Capture (CARIC) Strategy

Capture and Identification of RNA-binding Proteins by Using Click Chemistry-assisted RNA-interactome Capture CARIC Strategy

Vastleggen en identificatie van RNA-bindende proteÃ¯nen met behulp van klik chemie-bijgewoonde RNA-interactome vangen (CARIC) strategie

A comprehensive identification of RNA-binding proteins (RBPs) is key to understanding the posttranscriptional regulatory network in cells. A widely used ...

Nitropeptide Profiling and Identification Illustrated by Angiotensin II

Nitropeptide profilering en identificatie geïllustreerd door angiotensine II

Protein nitration is one of the most important post-translational modifications (PTM) on tyrosine residues and it can be induced by chemical actions of ...

DNA Sequence Recognition by DNA Primase Using High-Throughput Primase Profiling

DNA-sequentie herkenning door DNA primase met behulp van high-throughput Primase profilering

DNA primase synthesizes short RNA primers that initiate DNA synthesis of Okazaki fragments on the lagging strand by DNA polymerase during DNA replication. ...

Label-Free Immunoprecipitation Mass Spectrometry Workflow for Large-scale Nuclear Interactome Profiling

Label-vrije Immunoprecipitation massaspectrometrie workflow voor grootschalige nucleaire interactome profilering

Immunoaffinity purification mass spectrometry (IP-MS) has emerged as a robust quantitative method of identifying protein-protein interactions. This ...

Ganglioside Extraction, Purification and Profiling

Ganglioside extractie, zuivering en profilering

Gangliosides are glycosphingolipids that contain one or more sialic acid residues. They are found on all vertebrate cells and tissues but are especially ...