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

Författarna vill tacka Dr. Jennifer Geddes-McAlister och Dr. Anthony Clarke för deras bidrag till att förfina detta protokoll. Detta arbete stöddes av driftsbidrag från CIHR som tilldelades C.M.K (PJT 156111) och en NSERC Alexander Graham Bell CGS D som tilldelades E.M.A. Siffror skapades den BioRender.com.

1. Beredning av peptidoglykanprov
<ol><li>Tillväxt av bakteriekulturer OBS: Tillväxten av bakteriekulturerna varierar beroende på bakteriearter och tillväxtförhållanden som undersöks. De experimentella parametrar som ska testas kommer att definiera tillväxtförhållandena.<ol><li>Odla bakteriekulturer under tillväxtförhållanden som krävs för bakteriestammen och experimentell design. Odla bakterier som tredubbla kulturer (biologiska replikat), dvs tre separata kolonier per stam eller til...

<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>

Detta protokoll beskriver en metod för att rena peptidoglykan från bakteriekulturer, process för LC-MS-detektion och analysera komposition med hjälp av bioinformatiska tekniker. Här fokuserar vi på gramnegativa bakterier och vissa små modifieringar kommer att krävas för att möjliggöra analys av grampositiva bakterier.
Beredningen av muropeptider har varit praktiskt taget densamma sedan den först producerades på 1960-talet 9,11,15.<sup class="xref...

Peptidoglykan (PG) är en definierande egenskap hos bakterier som tjänar till att upprätthålla cellmorfologi, samtidigt som det ger strukturellt stöd för proteiner och andra cellulära komponenter 1,2. Ryggraden i PG består av omväxlande β-1,4-bunden N-acetylmuraminsyra (MurNAc) och N-acetylglukosamin (GlcNAc)1,2. Varje MurNAc har en kort peptid bunden vid ᴅ-laktylresten som kan tvärbindas till intilliggande disackaridbundna peptider (figur 1A, B). Denna tvärbindning ger en nätliknande struktur som omfattar hela cellen och kallas ofta en sacculus (figur 1C). Under PG-syntesen genereras prekursorer i cytoplasman och transporteras över det cytoplasmatiska membranet genom flippaser. Prekursorer införlivas därefter i den mogna PG genom transglykosylas och transpeptidasenzymer, som producerar glykosid- respektive peptidbindningarna3. Men när de väl är monterade finns det många enzymer som produceras av bakterierna som modifierar och / eller bryter ner PG för att utföra ett antal cellulära processer, inklusive tillväxt och delning. Dessutom har olika modifieringar av PG visat sig ge anpassningar som är specifika för stammen, tillväxtförhållandena och miljöstressen, som har varit inblandade i cellsignalering, antimikrobiell resistens och värdimmunflykt4. Som exempel är en vanlig modifiering tillsatsen av en C6-acetylgrupp på MurNAc som ger resistens genom att begränsa tillgången till glykanen β-1,4-kopplingar till värdproducerade lysozymenzymer som bryter ned PG 4,5,6. I enterokocker ger substitution av peptidsidokedjans terminal ᴅ-Ala med ᴅ-Lac en större resistens mot det antimikrobiella vankomycinet 7,8.
Det allmänna förfarandet för PG-isolering och rening har varit relativt oförändrat sedan det beskrevs på 1960-talet9. Bakteriemembran löses upp genom värmebehandling med SDS, följt av enzymatiskt avlägsnande av bundna proteiner, glykolipider och kvarvarande DNA. Den renade intakta sacculus kan därefter smältas in i de enskilda komponenterna genom hydrolys av β-1,4-bindningen mellan GlcNAc och MurNAc. Denna matsmältning producerar GlcNAc-MurNAc-disackarider med eventuella strukturella modifieringar och / eller tvärbindningar intakta och kallas muropeptider (figur 1B).
Sammansättningsanalys av PG utfördes initialt genom högtrycksvätskekromatografisk separation (HPLC) för att rena varje muropeptid följt av manuell identifiering av muropeptider10,11. Detta har sedan ersatts av vätskekromatografi tandemmasspektrometri (LC-MS), vilket ökar detektionskänsligheten och minskar den manuella arbetsbelastningen för att rena varje enskild muropeptid. Den tidskrävande och komplexa karaktären av manuell identifiering av muropeptider har dock förblivit en begränsande faktor, vilket minskar antalet genomförda studier. Under de senaste åren med framväxten av "omic" -teknik har automatiserad LC-MS-funktionsextraktion blivit ett kraftfullt verktyg, vilket möjliggör snabb upptäckt och identifiering av enskilda föreningar i komplexa prover från mycket stora dataset. När funktionerna har identifierats jämför bioinformatisk programvara statistiskt variationen mellan prover med hjälp av differentialanalys som isolerar även minimala skillnader mellan den komplexa datamängden och visar dem grafiskt för användaren. Tillämpningen av programvara för extrahering av egenskaper för analys av PG-sammansättning har bara börjat utforskas 12,13,14 och kopplas till bioinformatisk analys 12. Till skillnad från proteomisk analys som drar nytta av de lättillgängliga proteindatabaserna som förutsäger peptidfragmentering vilket möjliggör helautomatisk identifiering, finns det för närvarande inget fragmenteringsbibliotek för peptidoglykomiska. Extrahering av funktioner kan dock kombineras med kända och förutsagda strukturella databaser för att förutsäga identifiering av muropeptider12. Här presenterar vi ett detaljerat protokoll för användning av LC-MS-baserad egenskapsextraktion kombinerat med ett muropeptidbibliotek för automatiserad identifiering och bioinformatisk differentialanalys av PG-sammansättning (Figur 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

Peptidoglykan är en viktig komponent i bakteriella cellväggar och ett vanligt cellulärt mål för antimikrobiella medel. Även om aspekter av peptidoglykanstrukturen är ganska bevarade över alla bakterier, finns det också stor variation mellan grampositiva / negativa och mellan arter. Dessutom finns det många kända variationer, modifieringar eller anpassningar av peptidoglykanen som kan uppstå inom en bakterieart som svar på tillväxtfas och / eller miljöstimuli. Dessa variationer ger en mycket dynamisk struktur som är känd för att delta i många cellulära funktioner, inklusive tillväxt / delning, antibiotikaresistens och undvikande av värdförsvar. För att förstå variationen inom peptidoglykan måste den övergripande strukturen brytas ner i dess konstitutiva delar (känd som muropeptider) och bedömas för övergripande cellulär sammansättning. Peptidoglycomics använder avancerad masspektrometri i kombination med kraftfull bioinformatisk dataanalys för att undersöka peptidoglykankompositionen i detalj. Följande protokoll beskriver rening av peptidoglykan från bakteriekulturer, förvärv av muropeptidintensitetsdata genom en vätskekromatograf-masspektrometer och differentialanalys av peptidoglykankomposition med användning av bioinformatik.

Ökad detekteringskänslighet hos MS-maskiner i kombination med kraftfull programvara för toppigenkänning har förbättrat förmågan att isolera, övervaka och analysera substanssammansättningar av komplexa prover i mycket liten detalj. Med hjälp av dessa tekniska framsteg har nyligen genomförda studier om peptidoglykankomposition börjat använda automatiserade LC-MS-funktionsextraktionstekniker 12,13,14,24 jämfört med äldre HPLC-baserad metodik ...

Watch this Scientific Journal Video about Semi-Quantitative Analysis of Peptidoglycan by Liquid Chromatography Mass Spectrometry and Bioinformatics at JoVE.com

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

Detta protokoll täcker en detaljerad analys av peptidoglykankomposition med vätskekromatografi, masspektrometri i kombination med avancerad funktionsextraktion och bioinformatisk analysprogramvara.

Semikvantitativ analys av peptidoglykan genom vätskekromatografi, masspektrometri och bioinformatik

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

Research

JoVE Journal

Biochemistry

Time-resolved ElectroSpray Ionization Hydrogen-deuterium Exchange Mass Spectrometry for Studying Protein Structure and Dynamics

Tidsupplöst elektrosprayjonisering Väte-deuterium Exchange-masspektrometri för att studera Protein Structure and Dynamics

Intrinsically disordered proteins (IDPs) have long been a challenge to structural biologists due to their lack of stable secondary structure elements. ...

Resolving Affinity Purified Protein Complexes by Blue Native PAGE and Protein Correlation Profiling

Lösa affinitetsrenat proteinkomplex av Blue Native PAGE och protein Korrelation profilering

Most proteins act in association with others; hence, it is crucial to characterize these functional units in order to fully understand biological ...

A Tandem Liquid Chromatography&#8211;Mass Spectrometry-based Approach for Metabolite Analysis of Staphylococcus aureus

A Tandem Liquid ChromatographyÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã…â€œMass Spectrometry-based Approach for Metabolite Analysis of Staphylococcus aureus

En Tandem vätskekromatografi-masspektrometri baserad strategi för metabolit analys av<em&gt; Staphylococcus aureus</em

In an effort to thwart bacterial pathogens, hosts often limit the availability of nutrients at the site of infection. This limitation can alter the ...

Lipid Droplet Isolation for Quantitative Mass Spectrometry Analysis

Lipid Droplet Isolation för Kvantitativ masspektrometri Analys

Lipid droplets are vital to the replication of a variety of different pathogens, most prominently the Hepatitis C Virus (HCV), as the putative site of ...

Deep Proteome Profiling by Isobaric Labeling, Extensive Liquid Chromatography, Mass Spectrometry, and Software-assisted Quantification

Djupa proteomet profilering av isobariska märkning, omfattande vätskekromatografi, masspektrometri och programvara-assisted kvantifiering

Many exceptional advances have been made in mass spectrometry (MS)-based proteomics, with particular technical progress in liquid chromatography (LC) ...

Proofreading and DNA Repair Assay Using Single Nucleotide Extension and MALDI-TOF Mass Spectrometry Analysis

Korrekturläsning och DNA reparation Assay använder Single Nucleotide förlängning och MALDI-TOF-masspektrometri.

The maintenance of the genome and its faithful replication is paramount for conserving genetic information. To assess high fidelity replication, we have ...

Detection of Protein Ubiquitination Sites by Peptide Enrichment and Mass Spectrometry

Detektion av protein ubiquitination platser av peptidanrikning och masspektrometri

The posttranslational modification of proteins by the small protein ubiquitin is involved in many cellular events. After tryptic digestion of ...

Nitropeptide Profiling and Identification Illustrated by Angiotensin II

Nitropeptid profilering och identifiering illustrerad av angiotensin 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 ...

Identification of Inositol Phosphate or Phosphoinositide Interacting Proteins by Affinity Chromatography Coupled to Western Blot or Mass Spectrometry

Identifiering av inositol fosfat eller fosfoinositid samverkande proteiner genom affinitetskromatografi kopplad till Western blot eller masspektrometri

Inositol phosphates and phosphoinositides regulate several cellular processes in eukaryotes, including gene expression, vesicle trafficking, signal ...

Absolute Quantification of Cell-Free Protein Synthesis Metabolism by Reversed-Phase Liquid Chromatography-Mass Spectrometry

Absolut kvantifiering av cellfri protein syntes metabolism genom omvänd fas vätskekromatografi-masspektrometri

Cell-free protein synthesis (CFPS) is an emerging technology in systems and synthetic biology for the in vitro production of proteins. However, if CFPS is ...