Summary

Quantitative Phosphoproteomics in Fatty Acid Stimulated Saccharomyces cerevisiae</em

Published: October 12, 2009
doi:

Summary

Beschreibung eines quantitativen Phosphorylierung Verfahren mit cryolysis, Harnstoff solubilziation, HILIC Fraktionierung und IMAC Anreicherung von phosphorylierten Peptiden.

Abstract

Dieses Protokoll beschreibt das Wachstum und die Anregung, mit der Fettsäure Oleat, der isotopisch schweren und leichten S. cerevisiae-Zellen. Die Zellen werden unter Verwendung einer cryolysis Verfahren in einer Kugelmühle Mühle und die daraus resultierenden grindate in Lösung von Harnstoff Solubilisierung gebracht. Dieses Verfahren ermöglicht die Lyse der Zellen in eine metabolisch inaktiven Zustand, Erhaltung Phosphorylierung und verhindert Neuausrichtung der Phosphoproteom während der Zelllyse. Nach der Reduktion, Alkylierung, Trypsinverdauung der Proteine ​​werden die Proben auf C18-Säulen und die Probe Komplexität durch Fraktionierung unter Verwendung von hydrophilen Interaktionschromatographie (HILIC) reduziert entsalzt. HILIC Säulen bevorzugt behalten hydrophile Moleküle, die gut für phosphoproteomics geeignet ist. Phosphorylierte Peptide neigen dazu, später eluieren in der chromatographische Profil als die nicht phosphorylierte Pendants. Nach der Fraktionierung sind Phosphopeptide angereichert mit immobilisierten Metall-Chromatographie, die gegen Gebühr-basierte Affinitäten für Phosphopeptid Bereicherung beruht. Am Ende dieses Verfahrens werden die Proben bereit, quantitativ durch Massenspektrometrie analysiert werden.

Protocol

Das Wachstum der Zellen und Medien Eine einzelne Kolonie von BY4742Δarg4Δlys1 Zellen über Nacht in 100 mL Rich Media zu einer OD 600 von 1,0 dann Samen in zwei 1-Liter-Kulturen eine minimale Hefemedium (0,17% Yeast Nitrogen Base ohne Ammoniumsulfat oder Aminosäuren, 0,5% Ammoniumsulfat) mit einem volle Ergänzung von Aminosäuren, mit 20 mg / L von isotopisch normalen oder schweren Arginin ergänzt (13 C 6 15 N 4; Isotec) und Lysin (13</…

Discussion

Diese Methode wird zu einer Bereicherung der Phosphopeptide quantitativ analysiert werden kann. Eine Reihe von Parametern können in diesem Protokoll verändert werden, aber der wichtigste Aspekt zu erinnern ist, Ihre Phosphorylierung zu bewahren. Vorbereitung der Zellen für die Quantifizierung kann in einer Reihe von verschiedenen Wegen erreicht werden, zum Beispiel, wenn Sie nicht Etikett Ihre Zellen in vivo, tags wie ICAT [3] oder iTRAC [4] kann nach der Extraktion verwendet werden, um differentiell Label z…

Acknowledgements

Wir möchten Dr. Rich Rogers für die technische Unterstützung danken, mit der Massenspektrometrie analysiert und hilfreiche Diskussionen und Drs. Rob Moritz, Jeff Ranish und Hamid Mirzai für hilfreiche Diskussionen.

Diese Arbeit wurde durch die NIH Centers of Excellence finanziert.

Materials

Material Name Type Company Catalogue Number Comment
Isotec™ L-Arginine-13C6,15N4   Sigma-Aldrich 608033  
Isotec™ L-Lysine-15N2   Sigma-Aldrich 609021  
GIBCO™ Phosphate-Buffered Saline (PBS) 7.4 (10X) liquid   Invitrogen 70011044  
SigmaFAST Protease Inhibitor Tablets   Sigma-Aldrich S8820  
Pierce Halt Phosphatase Inhibitor Cocktail   Thermo Scientific 78420  
Retsch PM100 Ball Mill Grinder   Retsch 20.540.0001  
Retsch 125 ml Stainless Steel Grinding Jar   Retsch 01.462.0148  
Ultramicrospin C18 column   The Nest Group SUM SS10  
Sep-Pak Vac 500 mg C18   Waters WAT043395  
TSK-Gel Amide-80 4.6 mm x 25 cm analytical column   TOSOH BioSciences 13071 This is the HILIC chromatographic column.
Guard column 4.6 mm ID x1 cm   TOSOH BioSciences 19021 We recommend this guard column to extend the life of your HILIC column.
PHOS-Select™ Iron Affinity Gel   Sigma-Aldrich P9740 This is the IMAC resin. Aliquot and store.

References

  1. Albuquerque, C. P. A multidimensional chromatography technology for in-depth phosphoproteome analysis. Mol Cell Proteomics. 7 (7), 1389-1396 (2008).
  2. McNulty, D. E., Annan, R. S. Hydrophilic interaction chromatography reduces the complexity of the phosphoproteome and improves global phosphopeptide isolation and detection. Mol Cell Proteomics. 7 (5), 971-980 (2008).
  3. Gygi, S. P. Quantitative analysis of complex protein mixtures using isotope-coded affinity tags. Nat Biotechnol. 17 (10), 994-999 (1999).
  4. Ross, P. L. Multiplexed protein quantitation in Saccharomyces cerevisiae using amine-reactive isobaric tagging reagents. Mol Cell Proteomics. 3 (12), 1154-1169 (2004).
  5. Gruhler, A. Quantitative phosphoproteomics applied to the yeast pheromone signaling pathway. Mol Cell Proteomics. 4 (3), 310-327 (2005).
  6. Wilson-Grady, J. T., Villen, J., Gygi, S. P. Phosphoproteome analysis of fission yeast. J Proteome Res. 7 (3), 1088-1097 (2008).
  7. Villen, J., Gygi, S. P. The SCX/IMAC enrichment approach for global phosphorylation analysis by mass spectrometry. Nat Protoc. 3 (10), 1630-1638 (2008).
  8. Jensen, S. S., Larsen, M. R. Evaluation of the impact of some experimental procedures on different phosphopeptide enrichment techniques. Rapid Commun Mass Spectrom. 21 (22), 3635-3645 (2007).
  9. Larsen, M. R. Highly selective enrichment of phosphorylated peptides from peptide mixtures using titanium dioxide microcolumns. Mol Cell Proteomics. 4 (7), 873-886 (2005).
  10. Pinkse, M. W. Selective isolation at the femtomole level of phosphopeptides from proteolytic digests using 2D-NanoLC-ESI-MS/MS and titanium oxide precolumns. Anal Chem. 76 (14), 3935-3943 (2004).
  11. Tao, W. A. Quantitative phosphoproteome analysis using a dendrimer conjugation chemistry and tandem mass spectrometry. Nat Methods. 2 (8), 591-598 (2005).
  12. Zhou, H., Watts, J. D., Aebersold, R. A systematic approach to the analysis of protein phosphorylation. Nat Biotechnol. 19 (4), 375-378 (2001).
  13. Bodenmiller, B. Reproducible isolation of distinct, overlapping segments of the phosphoproteome. Nat Methods. 4 (3), 231-237 (2007).

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Cite This Article
Saleem, R. A., Aitchison, J. D. Quantitative Phosphoproteomics in Fatty Acid Stimulated Saccharomyces cerevisiae. J. Vis. Exp. (32), e1474, doi:10.3791/1474 (2009).

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