Name: semi-quantitative analysis of peptidoglycan by liquid chromatography mass spectrometry and bioinformatics
Uploaded: 2020-10-13T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Semi-Quantitative Analysis of Peptidoglycan by Liquid Chromatography Mass Spectrometry and Bioinformatics at JoVE.com

著者らは、このプロトコルの改良に貢献したジェニファー・ゲデス・マカリスター博士とアンソニー・クラーク博士に感謝の意を表します。この作業は、C.M.K(PJT 156111)に授与されたCIHRからの運営助成金と、E.M.A.に授与されたNSERCアレクサンダーグラハムベルCGS Dによってサポートされました。 BioRender.com 日にフィギュアが作成されました。

1.ペプチドグリカンサンプル調製
<ol><li>細菌培養物の増殖 注:細菌培養物の増殖は、細菌種および検査対象の増殖条件によって異なります。テストする実験パラメータは、成長条件を定義します。<ol><li>細菌株と実験計画に必要な増殖条件下で細菌培養物を増殖させる。細菌を三重培養物(生物学的複製)、すなわち株または増殖条件ごとに3つの別々のコロニーとして増殖させる...

<ol>
	<li>Vollmer, W., Blanot, D., de Pedro, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peptidoglycan+structure+and+architecture.">Peptidoglycan structure and architecture.</a> FEMS Microbiology Reviews. 32, 149-167 (2007).</li><li>Pazos, M., Peters, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peptidoglycan.">Peptidoglycan.</a> Sub-cellular Biochemistry. 92, 127-168 (2019).</li><li>Typas, A., Banzhaf, M., Gross, C. A., Vollmer, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+the+regulation+of+peptidoglycan+synthesis+to+bacterial+growth+and+morphology.">From the regulation of peptidoglycan synthesis to bacterial growth and morphology.</a> Nature Reviews. Microbiology. 10 (2), 123-136 (2011).</li><li>Yadav, A. K., Espaillat, A., Cava, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bacterial+strategies+to+preserve+cell+wall+integrity+against+environmental+threats.">Bacterial strategies to preserve cell wall integrity against environmental threats.</a> Frontiers in Microbiology. 9, 2064 (2018).</li><li>Bera, A., Herbert, S., Jakob, A., Vollmer, W., G&#246;tz, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Why+are+pathogenic+staphylococci+so+lysozyme+resistant?+The+peptidoglycan+O-acetyltransferase+OatA+is+the+major+determinant+for+lysozyme+resistance+of+Staphylococcus+aureus.">Why are pathogenic staphylococci so lysozyme resistant? The peptidoglycan O-acetyltransferase OatA is the major determinant for lysozyme resistance of Staphylococcus aureus.</a> Molecular Microbiology. 55 (3), 778-787 (2005).</li><li>Brott, A. S., Clarke, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peptidoglycan+O-acetylation+as+a+virulence+factor:+its+effect+on+lysozyme+in+the+innate+immune+system.">Peptidoglycan O-acetylation as a virulence factor: its effect on lysozyme in the innate immune system.</a> Antibiotics. 8 (3), 94 (2019).</li><li>Putty, S., Vemula, H., Bobba, S., Gutheil, W. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+liquid+chromatography-tandem+mass+spectrometry+assay+for+D-Ala-D-Lac:+A+key+intermediate+for+vancomycin+resistance+in+vancomycin-resistant+Enterococci.">A liquid chromatography-tandem mass spectrometry assay for D-Ala-D-Lac: A key intermediate for vancomycin resistance in vancomycin-resistant Enterococci.</a> Analytical Biochemistry. 442 (2), 166-171 (2013).</li><li>Arthur, 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=Evidence+for+in+vivo+incorporation+of+D-lactate+into+peptidoglycan+precursors+of+vancomycin-resistant+Enterococci.">Evidence for in vivo incorporation of D-lactate into peptidoglycan precursors of vancomycin-resistant Enterococci.</a> Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 36 (4), 867-869 (1992).</li><li>Mardarowicz, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolierung+und+Charakterisierung+des+Murein-Sacculus+von+Brucella.">Isolierung und Charakterisierung des Murein-Sacculus von Brucella.</a> Z. Naturforsdig. 21, 1006-1007 (1966).</li><li>Glauner, B., H&#246;ltje, J. V., Schwarz, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+composition+of+the+murein+of+Escherichia+coli.">The composition of the murein of Escherichia coli.</a> The Journal of Biological Chemistry. 263 (21), 10088-10095 (1988).</li><li>Glauner, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Separation+and+quantification+of+muropeptides+with+high-performance+liquid+chromatography.">Separation and quantification of muropeptides with high-performance liquid chromatography.</a> Analytical Biochemistry. 172, 451-464 (1988).</li><li>Anderson, E. 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=Peptidoglycomics+reveals+compositional+changes+in+peptidoglycan+between+biofilm-+and+planktonic-derived+Pseudomonas+aeruginosa.">Peptidoglycomics reveals compositional changes in peptidoglycan between biofilm- and planktonic-derived Pseudomonas aeruginosa.</a> The Journal of Biological Chemistry. 295 (2), 504-516 (2020).</li><li>van der Aart, L. T., 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=High-resolution+analysis+of+the+peptidoglycan+composition+in+Streptomyces+coelicolor.">High-resolution analysis of the peptidoglycan composition in Streptomyces coelicolor.</a> Journal of Bacteriology. 200 (20), 00290 (2018).</li><li>Bern, M., Beniston, R., Mesnage, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+an+automated+analysis+of+bacterial+peptidoglycan+structure.">Towards an automated analysis of bacterial peptidoglycan structure.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 409, 551-560 (2017).</li><li>Brott, A. S., Sychantha, D., Clarke, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assays+for+the+enzymes+catalyzing+the+O-acetylation+of+bacterial+cell+wall+polysaccharides.">Assays for the enzymes catalyzing the O-acetylation of bacterial cell wall polysaccharides.</a> Methods in Molecular Biology. 1954, 115-136 (2019).</li><li>Clarke, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Compositional+analysis+of+peptidoglycan+by+high-performance+anion-exchange+chromatography.">Compositional analysis of peptidoglycan by high-performance anion-exchange chromatography.</a> Analytical Biochemistry. 212 (2), 344-350 (1993).</li><li>Rusconi, F., Douard Valton, &. #. 2. 0. 1. ;., Nguyen, R., Dufourc, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+sodium+dodecyl+sulfate+in+microliter-volume+biochemical+samples+by+visible+light+spectroscopy.">Quantification of sodium dodecyl sulfate in microliter-volume biochemical samples by visible light spectroscopy.</a> Analytical Biochemistry. 295, 31-37 (2001).</li><li>Verwer, R. W. H., Beachey, E. H., Keck, W., Stoub, A. M., Poldermans, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oriented+fragmentation+of+Escherichia+coli+sacculi+by+sonication.">Oriented fragmentation of Escherichia coli sacculi by sonication.</a> Journal of Bacteriology. 141 (1), 327-332 (1980).</li><li>Benjamini, Y., Hochberg, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+the+false+discovery+rate:+A+practical+and+powerful+approach+to+multiple+testing.">Controlling the false discovery rate: A practical and powerful approach to multiple testing.</a> Journal of the Royal Statistical Society: Series B (Methodological). 57 (1), 289-300 (1995).</li><li>Article, R., Alonso, A., Marsal, S., Juli&#224;, A., James Carroll, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analytical+methods+in+untargeted+metabolomics:+state+of+the+art+in+2015.">Analytical methods in untargeted metabolomics: state of the art in 2015.</a> Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 3, 23 (2015).</li><li>Xi, B., Gu, H., Baniasadi, H., Raftery, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Statistical+analysis+and+modeling+of+mass+spectrometry-based+metabolomics+data.">Statistical analysis and modeling of mass spectrometry-based metabolomics data.</a> Methods in Molecular Biology. 1198, 333-353 (2014).</li><li>Tyanova, S., 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=The+Perseus+computational+platform+for+comprehensive+analysis+of+(prote)omics+data.">The Perseus computational platform for comprehensive analysis of (prote)omics data.</a> Nature Methods. 13 (9), 731-740 (2016).</li><li>Cox, J., 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=1D+and+2D+annotation+enrichment:+a+statistical+method+integrating+quantitative+proteomics+with+complementary+high-throughput+data.">1D and 2D annotation enrichment: a statistical method integrating quantitative proteomics with complementary high-throughput data.</a> BMC Bioinformatics. 13, 12 (2012).</li><li>Chang, J. D., Foster, E. E., Thadani, A. N., Ramirez, A. J., Kim, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibition+of+Staphylococcus+aureus+cell+wall+biosynthesis+by+desleucyl-oritavancin:+A+quantitative+peptidoglycan+composition+analysis+by+mass+spectrometry.">Inhibition of Staphylococcus aureus cell wall biosynthesis by desleucyl-oritavancin: A quantitative peptidoglycan composition analysis by mass spectrometry.</a> Journal of Bacteriology. 199 (15), 00278 (2017).</li><li>Glauner, B., H&#246;ltje, J. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+pattern+of+the+murein+sacculus+of+Escherichia+coli.">Growth pattern of the murein sacculus of Escherichia coli.</a> The Journal of Biological Chemistry. 265 (31), 18988-18996 (1990).</li><li>Espaillat, 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=Chemometric+analysis+of+bacterial+peptidoglycan+reveals+atypical+modifications+that+empower+the+cell+wall+against+predatory+enzymes+and+fly+innate+immunity.">Chemometric analysis of bacterial peptidoglycan reveals atypical modifications that empower the cell wall against predatory enzymes and fly innate immunity.</a> Journal of the American Chemical Society. 138 (29), 9193-9204 (2016).</li><li>Quintela, J. C., Caparros, M., de Pedro, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Variability+of+peptidoglycan+structural+parameters+in+Gram-negative+bacteria.">Variability of peptidoglycan structural parameters in Gram-negative bacteria.</a> FEMS Microbiology Letters. 125, 95-100 (1995).</li><li>Quintela, J. C., Zollner, P., Portillo, F. G., Allmaier, G., de Pedro, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+wall+structural+divergence+among+Thermus+spp.">Cell wall structural divergence among Thermus spp.</a> FEMS Microbiology Letters. 172, 223-229 (1999).</li><li>Torrens, G., 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=Comparative+analysis+of+peptidoglycans+from+Pseudomonas+aeruginosa+isolates+recovered+from+chronic+and+acute+infections.">Comparative analysis of peptidoglycans from Pseudomonas aeruginosa isolates recovered from chronic and acute infections.</a> Frontiers in Microbiology. 10, 0868 (2019).</li><li>Antignac, 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=Detailed+structural+analysis+of+the+peptidoglycan+of+the+human+pathogen+Neisseria+meningitidis.">Detailed structural analysis of the peptidoglycan of the human pathogen Neisseria meningitidis.</a> The Journal of Biological Chemistry. 278 (34), 31521-31528 (2003).</li><li>De Jonges, B. L. M., Changi, Y. S., Gage, D., Tomaszs, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peptidoglycan+composition+of+a+highly+methicillin-resistant+Staphylococcus+aureus+strain.+The+role+of+penicillin+binding+protein+2A.">Peptidoglycan composition of a highly methicillin-resistant Staphylococcus aureus strain. The role of penicillin binding protein 2A.</a> The Journal of Biological Chemistry. 267 (16), 11248-11264 (1992).</li><li>Lee, 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=Muropeptides+in+Pseudomonas+aeruginosa+and+their+role+as+elicitors+of+&#946;-lactam-antibiotic+resistance.">Muropeptides in Pseudomonas aeruginosa and their role as elicitors of &#946;-lactam-antibiotic resistance.</a> Angewandte Chemie - International Edition. 55, 6882-6886 (2016).</li><li>Schumann, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peptidoglycan+Structure.">Peptidoglycan Structure.</a> Methods in Microbiology. 38, 101-129 (2011).</li><li>Wientjes, F. B., Woldringh, C. L., Nanninga, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amount+of+peptidoglycan+in+cell+walls+of+Gram-negative+bacteria.">Amount of peptidoglycan in cell walls of Gram-negative bacteria.</a> Journal of Bacteriology. 173 (23), 7684-7691 (1991).</li></ol>

このプロトコルは、細菌培養物からペプチドグリカンを精製する方法、LC-MS検出のプロセス、およびバイオインフォマティクス技術を使用した組成の分析について説明しています。ここではグラム陰性菌に着目し、グラム陽性菌の分析を可能にするには若干の修正が必要になります。
ムロペプチドの調製は、1960年代に最初に製造されて以来、実質的に同じままです9,11,15?...

ペプチドグリカン(PG)は、タンパク質やその他の細胞成分の構造的サポートを提供しながら、細胞の形態を維持するのに役立つ細菌の決定的な特徴です1,2。PGの骨格は、β-1,4結合N-アセチルムラミン酸(MurNAc)とN-アセチルグルコサミン(GlcNAc)が交互に結合しています1,2。各MurNAcは、隣接する二糖結合ペプチドに架橋することができるᴅ-ラクチル残基に結合した短いペプチドを持っています(図1A、B)。この架橋により、細胞全体を囲む網目状の構造が生成され、しばしば嚢と呼ばれます(図1C)。PG合成中、前駆体は細胞質内で生成され、フリッパーゼによって細胞質膜を横切って輸送される。前駆体は、続いてトランスグリコシラーゼおよびトランスペプチダーゼ酵素によって成熟PGに組み込まれ、それぞれグリコシド結合およびペプチド結合を生成する3。しかし、一旦組み立てられると、PGを修飾および/または分解して成長および分裂を含む多くの細胞プロセスを実行する細菌によって産生される多数の酵素が存在する。さらに、PGのさまざまな修飾は、細胞シグナル伝達、抗菌剤耐性、および宿主免疫回避に関与している株、増殖条件、および環境ストレスに特異的な適応を与えることが示されています4。例として、一般的な修飾は、PG 4,5,6を分解する宿主産生リゾチーム酵素へのグリカンβ-1,4結合へのアクセスを制限することによって耐性を付与するMurNAc上のC6アセチル基の付加である。腸球菌では、ペプチド側鎖の末端ᴅ-Alaをᴅ-Lacで置換すると、抗菌剤であるバンコマイシン7,8に対するより大きな耐性が付与されます。
PGの単離および精製の一般的な手順は、1960年代に記載されて以来、比較的変わっていません9。細菌膜は、SDSによる熱処理によって溶解され、続いて結合タンパク質、糖脂質、および残りのDNAを酵素的に除去します。精製された無傷の嚢は、続いてGlcNAcとMurNAcの間のβ-1,4結合の加水分解によって個々の成分に消化することができる。この消化により、構造修飾および/または架橋が損なわれていないGlcNAc-MurNAc二糖が生成され、ムロペプチドと呼ばれます(図1B)。
PGの組成分析は、最初に高圧液体クロマトグラフィー分離(HPLC)を介して行われ、各ムロペプチドを精製し、続いてムロペプチド10,11を手動で同定しました。それ以来、これは液体クロマトグラフィータンデム質量分析(LC-MS)に取って代わられ、検出感度が向上し、個々のムロペプチドを精製する手動作業負荷が軽減されます。しかし、ムロペプチドの手作業による同定の時間と複雑さは依然として制限要因であり、実施される研究の数を減らしています。近年、「オミック」技術の出現により、自動LC-MS特徴抽出が強力なツールになり、非常に大規模なデータセットからの複雑なサンプル中の個々の化合物を迅速に検出および同定できるようになりました。特徴が特定されると、バイオインフォマティクスソフトウェアは、複雑なデータセット間のわずかな違いでも分離し、ユーザーにグラフィカルに表示する差分分析を使用して、サンプル間の変動を統計的に比較します。PG組成の分析のための特徴抽出ソフトウェアの応用は、探求され始めたばかりであり12,13,14、バイオインフォマティクス分析12に結合されています。ペプチド断片化を予測するタンパク質データベースが容易に入手でき、完全に自動化された同定を可能にするプロテオミクス解析とは異なり、ペプチドグリコミクス用の断片化ライブラリは現在存在しません。しかしながら、特徴抽出は、ムロペプチド同定を予測するために既知および予測された構造データベースと組み合わせることができる12。ここでは、PG組成の自動同定とバイオインフォマティクス鑑別分析のためのムロペプチドライブラリと組み合わせたLC-MSベースの特徴抽出を使用するための詳細なプロトコルを紹介します(図2)。

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C18 reverse phase column - AdvanceBio Peptide column (100 mm x 2.1 mm 2.7 &#181;m)</td>
			<td>Agilent</td>
			<td></td>
			<td>LC-MS data acquisition</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating mantle controller, Optichem</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>50-401-788</td>
			<td>for 4% SDS boil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating Mantle, 1000mL Hemispherical</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>CG1000008</td>
			<td>for 4% SDS boil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Incubator, 37&#176;C</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>for sacculi purification and MS sample prep</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Leibig condenser, 300MM 24/40,</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>CG121805</td>
			<td>for 4% SDS boil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lyophilizer</td>
			<td>Labconco</td>
			<td></td>
			<td>for lyophilization of sacculi</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magentic stirrer</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>90-691-18</td>
			<td>for 4% SDS boil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mass spectrometer Q-Tof model UHD 6530</td>
			<td>Aglient</td>
			<td></td>
			<td>LC-MS data acquisition</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>microcentrifuge filters, Nanosep MF 0.2 &#181;m</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>50-197-9573</td>
			<td>cleanup of sample before MS injection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Retort stand</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>12-000-102</td>
			<td>for 4% SDS boil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Retort clamp</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>S02629</td>
			<td>for 4% SDS boil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>round bottom flask - 1 liter pyrex</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>07-250-084</td>
			<td>for 4% SDS boil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sonicator model 120</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>FB120</td>
			<td>for sacculi purification</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sonicator - micro tip</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>FB4422</td>
			<td>for sacculi purification</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultracentrifuge</td>
			<td>Beckman</td>
			<td></td>
			<td>sacculi wash steps</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultracentrifuge bottles, Ti45</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>NC9691797</td>
			<td>sacculi wash steps</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water supply</td>
			<td>City</td>
			<td></td>
			<td>for water cooled condenser</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chemdraw</td>
			<td>Cambridgesoft</td>
			<td></td>
			<td>molecular editor for muropeptide fragmentation prediction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Excel</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td></td>
			<td>viewing lists of annotated muropeptides, abundance, isotopic patterns, etc.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MassHunter Acquisition</td>
			<td>Aglient</td>
			<td></td>
			<td>running QTOF instrument</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MassHunter Mass Profiler Professional</td>
			<td>Aglient</td>
			<td></td>
			<td>bioinformatic differential analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MassHunter Personal Compound Database and Library Manager</td>
			<td>Aglient</td>
			<td></td>
			<td>muropeptide m/z MS database</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MassHunter Profinder</td>
			<td>Aglient</td>
			<td></td>
			<td>recursive feature extraction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MassHunter Qualitative analysis</td>
			<td>Aglient</td>
			<td></td>
			<td>viewing MS and MS/MS chromatograms</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prism</td>
			<td>Graphpad</td>
			<td></td>
			<td>Graphing software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Perseus</td>
			<td>Max Plank Institute of Biochemistry</td>
			<td></td>
			<td>1D annotation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Material</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetonitrile</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>A998-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium acetate</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>A637</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amylase</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A6380</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Boric acid</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>BP168-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNase</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>EN0521</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Formic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>27001-500ML-R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LC-MS tuning mix - HP0321</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>G1969-85000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M8266</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium sulfate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M7506</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mutanolysin from Streptomyces globisporus ATCC 21553</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M9901</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrogen gas (&#62;99% purity)</td>
			<td>Praxair</td>
			<td>NI 5.0UH-T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphoric acid</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>A242</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pronase E from Streptomyces griseus</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P5147</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNase</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>EN0531</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium azide</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>S0489</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium borohydride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>452890</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium dodecyl sulfate (SDS)</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>BP166</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>S318</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Phosphate (dibasic)</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>S373</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Phosphate (monobasic)</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>S369</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stains-all</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>E9379</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

semi-quantitative analysis of peptidoglycan by liquid chromatography mass spectrometry and bioinformatics

ペプチドグリカンは、細菌の細胞壁の重要な成分であり、抗菌剤の一般的な細胞標的です。ペプチドグリカン構造の側面はすべての細菌でかなり保存されていますが、グラム陽性/陰性の間および種間でもかなりのばらつきがあります。さらに、成長段階および/または環境刺激に応答して細菌種内で起こり得るペプチドグリカンに対する多数の既知のバリエーション、修飾、または適応がある。これらの変異は、成長/分裂、抗生物質耐性、宿主防御回避など、多くの細胞機能に関与することが知られている非常に動的な構造を生成します。ペプチドグリカン内の変動を理解するには、全体的な構造をその構成部分(ムロペプチドとして知られる)に分解し、全体的な細胞組成を評価する必要があります。ペプチドグリコミクスは、高度な質量分析と強力なバイオインフォマティクスデータ分析を組み合わせて、ペプチドグリカンの組成を詳細に調べます。以下のプロトコルでは、細菌培養物からのペプチドグリカンの精製、液体クロマトグラフ質量分析計によるムロペプチド強度データの取得、およびバイオインフォマティクスを使用したペプチドグリカン組成の鑑別分析について説明します。

強力なピーク認識ソフトウェアと相まって、MS機械の検出感度の向上により、複雑なサンプルの物質組成を非常に詳細に分離、監視、分析する能力が向上しました。これらの技術的進歩を利用して、ペプチドグリカン組成に関する最近の研究では、古いHPLCベースの方法論11,25,26,27,28,29,30,31よりも自動LC-MS特徴抽出技術12,13,...

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Semi-Quantitative Analysis of Peptidoglycan by Liquid Chromatography Mass Spectrometry and Bioinformatics

このプロトコルは、液体クロマトグラフィー質量分析と高度な特徴抽出およびバイオインフォマティクス分析ソフトウェアを組み合わせたペプチドグリカン組成の詳細な分析をカバーしています。

液体クロマトグラフィー質量分析とバイオインフォマティクスによるペプチドグリカンの半定量分析

Peptidoglycan is an important component of bacterial cell walls and a common cellular target for antimicrobials. Although aspects of peptidoglycan ...

Research

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Biochemistry

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