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Biology

눈 Microvessels의 질량 분석 기반 Proteomics 분석을 위한 시료 준비

Published: February 22, 2019 doi: 10.3791/59140
* These authors contributed equally

Summary

눈 microvascular 침대의 프로테옴 특성은 인 간에 있는 많은 눈 병 리의 깊이 있는 이해를 위해. 이 연구에서는 단백질 추출 및 질량 분석 기반 proteomics 분석 모델 선박으로 돼지 짧은 후부 속눈썹 동맥을 사용 하는 작은 혈관에서 샘플 준비, 급속 한, 효과적이 고 강력한 방법 보여 줍니다.

Abstract

격리 된 눈 혈관 고급 기술 접근을 사용 하 여 눈의 병 태 생리 상태를 해독 하기 위해 생체 외에서의 사용은 크게 특정 질병의 우리의 이해 확대. 질량 분석 (MS)-기반된 단백질 분자 메커니즘 및 신호 통로 건강 및 질병에 혈관 침대에서 단백질에 있는 변경은 해명 하는 강력한 도구로 떠오르고 있다. 그러나, MS 분석 이전 샘플 준비 단계 재현할 결과 및 복잡 한 프로테옴의 깊이 있는 설명에 결정적 이다. 이것은 눈 microvessels, 분석에 사용할 수 있는 샘플의 크기는 종종 제한 됩니다 및 따라서, 최적의 단백질 추출에 대 한 도전 포즈의 준비를 위해 특히 중요 하다. 이 문서는 모범적인 retrobulbar 안구 혈관 베드 채용 돼지 짧은 후부 속눈썹 동맥에서에서 샘플 준비에 대 한 효율적인 신속 하 고 강력한 프로토콜을 제공 하기 위해 노력. 현재 메서드 맞추고 상쾌한 균질, 다음 샘플의 펠 릿에서 단백질 추출 절차 샘플 이전 1 차원 젤 전기 이동 법 및 펩 티 드 정화 원심 필터 장치 청소 액체 착 색 인쇄기-분무 이온화 선형 이온 함정 Orbitrap MS 시스템에서 레이블 없는 정량화에 대 한 단계. 이 방법은 눈 microvessels의 proteomics 분석을 위해 특별히 개발 되었습니다, 하지만 우리 또한 설득력 있는 증거는 그것 또한 채택 될 수 있다 쉽게 다른 조직 기반 샘플에 대 한 제공가.

Introduction

Proteomics, 어떤 허가 통합 및 탁월한 데이터 수집 능력의 분야에서 발전 크게 반영에서 특정 질병 조건 뿐만 아니라 기본 분자 메커니즘에 대 한 우리의 이해에 혁명을는 특정 세포 인구 또는 조직1,2,,34의 생리 적인 상태입니다. Proteomics 또한 때문에 감도 및 편견된 분석으로 최종 진단 및 예 후, 잠재적인 질병 마커의 식별을 용이 하 게 다른 눈 샘플의 안과 연구에 중요 한 플랫폼으로 입증 했다 입증 우아하게 많은 연구에 의해 최근 몇 년 동안, 우리의 일부를 포함 하 여1,5,6,7,8,,910. 그러나, 그것은 종종 특히 신뢰할 수 있는 비교 분석에 대 한 건강 한 개인에서 제어 자료에 대 한 필요성을 고려 하 고 윤리적인 이유로 proteomic 분석에 대 한 인간의 샘플을 얻기 어렵다. 다른 한편으로, 그것은 또한 충분 한 양의 최적의 안정적인 대량 spectrometric 분석에 대 한 샘플을 얻기 위해 도전입니다. 이것은 눈의 혈관 마이크로 등 대량 제한 생물 재료 특히 중요 합니다. 하나 같은 주요 retrobulbar 혈관 눈 피 흐름의 규정에서 중추적인 역할을 수행 하는 짧은 후부 속눈썹 동맥 (sPCA). 어떤 섭 동 또는이 혈관 침대에 이상이 녹 내장 및 nonarteritic 이전 허 혈 성 시 신경 병 (NAION)11 등 여러 가지 광경을 위협 질병의 병 인으로 이어질 수 있는 심각한 임상 영향에 발생할 수 있습니다. , 그러나 12.,이 동맥 침대 위에서 언급 한 단점 때문에 프로테옴 변화 elucidating 연구의 부족이 있다. 따라서, 최근 몇 년 동안, 집 돼지 (Sus scrofa 부채, Linnaeus 1758)로 떠오르고 있다 좋은 동물 모델 안과 연구 인간과 돼지13, 사이 높은 형태 론 적과 계통 발생 유사성 때문에 , 1415. 돼지 눈 샘플은 쉽게 사용할 수 있으며, 가장 중요 한 것은, 인간의 조직의 더 정확한 표현.

이 microvessels에서 효율적인 단백질 추출 및 분석에 대 한 음식을 장만 하는 방법론의 부족 뿐 아니라 눈, 이러한 혈관의 중요 한 역할을 고려 하면 우리가 이전 한 사내를 사용 하 여 돼지 sPCA의 프로테옴 특징 있다 프로토콜 귀착되 었 다 단백질16의 높은 숫자의 id입니다. 이 연구를 바탕으로, 우리는 추가 최적화 고 깊이 있는 설명 모델 조직으로 돼지 sPCA를 사용 하 여 샘플의 총계에서 프로테옴 분석 수 있는이 문서에서 우리의 방법론. 이 연구의 주요 목적은 질량 제한 눈 혈관에 대 한 MS 호환 방법론을 확립 하는, 이기는 하지만 우리는 설명된 워크플로 또한 광범위 하 게에 적용할 수 있는 다양 한 조직 기반 샘플 실질적인 실험 증거 제공.

그것은이 작은 양의 종합 프로테옴 분석에 대 한 자료에서 높은-품질 MS 호환 샘플의 준비를 위한 도구가 될 것 이다 상상.

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Protocol

동물 샘플을 사용 하 여 모든 실험 절차는 비전에서 연구를 위한 협회와 안과 (ARVO) 문을 사용의 동물 안과 및 비전 연구 기관 지침에 대 한 엄격한 준수에서 수행 했다. 이 연구는 실시 하 고 안 과학의 부, 대학 의료 센터 마인츠에 승인 했다.

참고: 시 신경 및 extraocular 조직 돼지 눈 신선한 로컬 도살 장에서 가져온 즉시 사후. Enucleated 눈 버퍼링 차가운 인산 염 (PBS)에 실험실으로 이송 되었고 즉시 사용. 그림 1에 표시 된 워크플로 고용의 도식 개요가입니다.

1입니다. 솔루션

  1. Krebs-Henseleit (K-H)를 준비 하려면 버퍼, 한 건조 하 고 깨끗 한 50 mL 원뿔 원심 분리기 관으로 다음 화학 물질 (NaCl의 27.68 g, NaHCO3의 8.4 g, KCl의 1.4 g, MgSO4, 1.18 g와 KH24의 0.64 g)를 무게 및 1.47 g CaCl2 와 다른 관으로 포도의 8.0 g.
    참고: 이러한 화학 물질의 분말 혼합물은 차가운 건조 한 장소에 저장 되어야 합니다. CaCl2 포도 당 분말 혼합 가장 신선한 습기와 응집의 흡수를 방지 하기 위해 준비가 되어 있습니다.
  2. 준비를 추출 버퍼 2a 펠 렛 샘플, 시 약 A 막 횡단 단백질 추출에서의 추출 버퍼 2와 100 µ L의 믹스 100 µ L 당 200 µ L 키트 ( 재료의 테이블에에서 b 6 참조).
    참고: Aliquot 작업 부분-20 ° C에서 저장소로 구성 된 추출 버퍼 2, 시 약 A와 프로 테아 제 억제 물 칵테일 막 횡단 단백질 추출 키트의 구성 요소를 사용 하 여를 연장 한다. 반복 중지 및 재개를 하지 마십시오. 펠 렛 추출 절차의 시작 전에 실내 온도 (RT) 시 약을 녹여.
  3. 암모늄 탄산염 (ABC, 100 mM) 솔루션을 준비, 이온된 물 50 mL에 ABC의 0.39 g을 분해.
  4. 10mm를 준비 하려면 1, 4-dithiothreitol (DTT) 솔루션, 100 mM ABC의 20 ml에서 DTT의 30 mg 분해.
  5. 55 m m Iodoacetamide (IAA) 솔루션을 준비, 100 mM ABC의 20 mL에서 IAA의 200 mg을 디졸브.
    참고: IAA는 어둠 속에서 유지 되어야 한다. 빛에 민감한 솔루션 튜브 포장 알루미늄 호 일을 사용 합니다.
  6. 10 mM ABC와 10%를 포함 하는 트립 신 버퍼를 준비 (vol / vol) 이기 (ACN). 20 µ g 13 ng / µ L 트립 신 작업 솔루션을 준비 하는 콘텐츠를 분해 하는 트립 신의의 한 유리병에 트립 신 버퍼의 1.5 mL를 추가 합니다.
    참고: 제공 학년 수정 trypsin 시퀀싱 동결 건조 된과 사용까지-20 ° C에 저장 해야 합니다.
  7. 펩타이드 추출 버퍼를 준비 하려면 ACN 5% 포 름 산의 1:2 (v/v) 혼합.
    참고: 1.3-1.7 신선한 사용 직전 단계에서 모든 솔루션을 준비 하 고 사용 하지 않는 볼륨 삭제.
  8. 0.1 %trifluoroacetic 산 (TFA), 혼합 준비 TFA의 10 µ L 이온된 물 10 mL로 한다.

2입니다. 짧은 후부 속눈썹 동맥의 격리

참고: 돼지 눈 앞쪽 (그림 2A) 및 후부 섹션 (그림 2B)으로 기본적으로 나누어져 있습니다.

  1. 얼음 처럼 차가운 K H 버퍼를 포함 하는 해 부 챔버에 눈 지구를 놓습니다. 조심 스럽게 잘라 거리 주변 근육과 조직을 날카로운가 위를 마요네즈의 한 쌍.
  2. 메스로 절 개 하 고 눈 앞쪽 및 후부 반으로 분리 될 때까지 한 쌍의 날카로운가 위를 마요네즈와 적도 면을 따라 세계를 잘라. 제거 가능한 표준 패턴 집게의 쌍을 사용 하 여 눈의 후부 절반에서 훨씬 유리 몸.
    참고: 눈 세계의 2 개 반으로 분리 해 부 접시에 눈을 이동 하지 않고 쉽게 sPCA의 격리를 지원 합니다. 그러나,이 단계는 필수. 혈관 눈 세계를 열지 않고 격리 된 수도 있습니다.
  3. 신중 하 게 눈의 후부 절반 아래로 핀 절 개 핀을 사용 하 여 아래로 망막 사이드와는 실험으로 향하도록 시 신경.
  4. 부드럽게 잘라 멀리 학생 욕실이 봄이 기본 retrobulbar 맥 관 구조를 폭로 시 신경을 둘러싼 결합 조직.
  5. SPCA는 sclera를 관통 하 고 원주 (그림 2C) 시 신경 머리를 둘러싸고 (5-8 분기) 사이의 혈관의 짧은 가지로 볼 수 있습니다. Paraoptic 및 주변 결합 조직 유형 5 정밀 핀셋과 욕실이 capsulotomy가 위 (그림 2D)의 쌍과 함께 원심 sPCA 격리 합니다.
    참고: K H 버퍼 격리 절차 동안 차가운 유지 확인 합니다. 그것은 주위 온도 따라 20-30 분 마다 버퍼를 변경 하려면 좋습니다.

3. 샘플 준비

  1. 부드럽게 추가 뾰족한 타입 5 정밀 핀셋과 욕실이 capsulotomy가 위 아래는 stereomicroscope 사용 하 여 동맥 세그먼트에서 결합 조직을 제거 하 고 오염 물질을 제거 하 고 혈액 잔류물을 얼음 처럼 차가운 PBS에 격리 된 동맥을 씻어.
    참고: 샘플은 다음 단계에 즉시 적용 되지 않습니다, 경우 스냅-동결 그들 액체 질소와-80 ° C에 게 추가 사용까지.
  2. 풀 한 생물 복제를 얻고, 1.5 mL microcentrifuge 튜브로 그들을 전송 하 고 무게 분석 균형을 사용 하 여 샘플을 두 눈에서 동맥.
  3. 각 튜브를 추가 다음 조직 단백질 추출 시 약 0.5 m m와 1.0 m m 지르코늄 구슬의 혼합물 (T-당; B7 테이블의 자료를 참조).
    참고: T의 볼륨-당 샘플의 50 밀리 그램을 시 약 1 mL의 비율로 각 관에서 샘플의 무게에 따라 달라 집니다. 균질 1의 볼륨 비율에 대 한 튜브를 로드할 때 따라 엄지손가락의 일반적인 규칙: 1:2 = 샘플: 구슬: T-(그림 3A) 당. 비효율적인 균질 화를 방지 하기 위해 추출 버퍼와 구슬의 너무 작은 금액의 너무 큰 볼륨을 사용 하지 마십시오.
  4. 믹서 균질 화기에 샘플 튜브를 로드 (D6 테이블의 재료에 참조). 2 분 및 속도 레벨 6에 타이머를 설정 하 고, 균질을 시작. 실행 후 샘플까지 완전 한 균질 및 반복에 대 한 샘플은 완전히 확인 (그림 3B) 무 균.
    참고: 총 24 샘플 튜브의 한 실행에는 무 균 수 있습니다. 그것은 단백질 변성을 최소화 하기 위해 균질 과정 샘플을 차가운 유지 하는 것이 중요입니다. 이 연구에 사용 된 총알 믹서 균질 화기는 샘플을 차가운 유지 하는 고유의 냉각 기능이 있습니다. 아니 내부 냉각 기능이 균질 화기에서 사용할 수 있는 경우에 각 실행 사이 얼음에 샘플을 보관할 수 있습니다.
  5. 신중 하 게 신선한 microcentrifuge 튜브 homogenate 플라스틱. 불용 성 단백질 및 수용 성 단백질을 포함 하는 별도 상쾌한 펠 렛을 4 ° C에서 20 분 동안 10000 x g 에서 샘플 원심 조심 스럽게 플라스틱는 상쾌한 밖으로 신선한 microcentrifuge 튜브에 펠 릿 레이어 (그림 3C)를 건드리지 않고.
    참고: 추가 사용까지-80 ° C에 상쾌한와 펠 릿을 저장할 수 있습니다.

4. 펠 릿 소화

  1. 각 펠 릿 샘플을 추출 버퍼 2A의 200 µ L 및 프로 테아 제 억제 물 칵테일의 5 µ L를 추가 합니다. 여러 번은 피 펫으로 펠 릿을 일시 중단 합니다.
    참고: 펠 릿에 추가 하기 전에 잘 추출 시 약을 혼합. 추출 절차에 걸쳐 RT에서 얼음 및 프로 테아 제 억제 물에 추출 버퍼 2A를 유지.
  2. 초음파 균질 화기를 사용 하 여 완전히 균질 펠 릿.
    1. 60을 1 주기 진폭을 설정 합니다. 티타늄 (Ø 0.5 m m, 길이 80 m m), 작은 볼륨 (10-500 µ L)와 샘플의 균질에 대 한 적합 한 프로브를 사용 합니다.
    2. 펠 릿 및 추출 버퍼 혼합물에 프로브를 담가 그리고 초음파를 샘플 폭로 시작 버튼을 누릅니다.
    3. 펠 렛 덩어리는 완전히 무 균 때까지 샘플을 sonicate. 각 쥡니다 사이 몇 초 동안 일시 중지 합니다.
    4. 시각적으로 완전 한 균질에 대 한 확인 하십시오. 믹스는 homogenate 여러 번 아니 수 풀을 피 펫.
      참고: 펠 렛 추출 절차는 균질 (그림 4) 중에 생성 된 열으로 인해 단백질 변성을 방지 하기 위해 얼음에 밖으로 실행 되어야 한다.

5. 샘플 청소 및 교환 버퍼

  1. 3 kDa 컷오프와 원심 필터 장치를 사용 하 여 참조 테이블의 자료에서 D3 수정 제조업체의 지침에 따라이 절차에 대 한 해당 되는 경우. 첫째, microcentrifuge 튜브 (필터 팩에서 제공)에 필터 장치를 삽입 합니다.
  2. 하나의 필터 장치 샘플 homogenate의 200 µ L 플라스틱 고 같은 필터에 이온된 수의 200 µ L를 추가 합니다. 안전 하 게 모자(그림 5).
  3. 장소 필터 단위 분리기 및 14000 x g 4 ° c.에서 15 분에 대 한 회전
  4. 원심 분리기에서 장치를 제거 하 고는 여과 액을 포함 하는 microcentrifuge 튜브에서 샘플 집중을 포함 하는 필터 단위를 구분. 여과 액 (그림 5B)를 삭제 합니다.
  5. 필터에 이온된 수의 400 µ L을 추가 하 여 집중을 다시 구성. 5.3 및 5.4 3 번 단계를 반복 합니다. 조심 스럽게 플라스틱 깨끗 한 microtube로 '청소' 샘플 집중.
    참고: 일반적으로, 200 µ L 원유 샘플 보장할 수 50 ~ 70 여과 후 농축의 µ L.
  6. 나머지 샘플 homogenates 단계 5.1-5.5 반복 합니다.

6. 단백질 측정

  1. Bicinchoninic 산 (BCA) 단백질 분석 결과 사용 하 여 키트 (참조 테이블의 재료에 B5) 플레이트 리더에 sPCA 샘플의 상쾌한 및 펠 릿 분수의 단백질 농도 결정 하.
  2. 제조업체의 지침에 따라 한 1 mL 앰 풀 2 mg/mL BSA, 구성 된에서 알 부 민 표준 (BSA) 희석 (최종 BSA 농도 범위 2000 25 µ g/mL)를 준비 합니다.
  3. 각 BSA 표준 희석의 10 µ L 플라스틱 고 샘플 바닥이-96-잘 빠진 미 판의 각 음에 (상쾌한 및 펠 릿)를 복제 합니다.
  4. BCA 시 약 50 부분 BCA 시 약 A의 BCA 시 약 b 1 부분에 추가 하 여 작업 준비
    참고: 준비에 앞서 각 측정에 필요한 작업 시 약의 총 볼륨을 계산 하 고 갓 샘플 및 분석 될을 표준 희석의 수에 따라 충분 한 볼륨을 준비.
  5. 신중 하 게 각 음에 시 약을 작동 하는 BCA의 200 µ L 플라스틱. 커버는 미 판 하 고 30 분 동안 37 ° C에서 품 어. 562에서 흡 광도 측정 하는 냉각 후 rt 플레이트, 플레이트 리더에 nm (D13 테이블의 재료에 참조).
  6. 각 BSA 표준 농도 (µ g/mL)에 대해 생성 된 표준 곡선에 따라 달라 집니다, 샘플의 단백질 농도 결정 합니다.

7. 1 차원 젤 전기 이동 법 (1DE)

  1. (대 한 한 샘플) 표 1 에서 같이 1DE에 대 한 샘플을 준비 합니다. 피 펫 잘 샘플 혼합 믹스. 15 분 및 실시간 멋진 70 ° C에서 샘플을 열
  2. 950 mL 이온된 물 50 mL MES SDS 실행 버퍼를 추가 하 여 실행 버퍼 x 1을 준비 합니다. 잘 믹스.
  3. 캐스트 4-12% 두번째-트리 스 단백질 젤 (자료의 테이블에 b 4를 참조)를 준비 합니다.
    1. 젤 카세트 제거 하 고 카세트 이온된 물으로 린스를 플라스틱 주머니 오픈 컷.
    2. 한 움직임, 우물을 손상 하지 않도록 주의 복용에 젤 카세트에서 빗을 제거 합니다.
    3. 부드럽게 로드 웰 스는 피 펫을 사용 하 여 실행 버퍼 x 1와 2-3 번 씻어. 반전 하 고 부드럽게 제거 되도록 거기 우물에서 없음 기포 버퍼에 젤 카세트를 흔들.
    4. 젤 카세트의 하단에 흰색 테이프를 제거 합니다.
  4. 일단 완벽 하 게 조립 및 탱크를 실행 하는 젤으로 젤 (최대 2 개의 카세트)를 삽입, 젤 긴장 쐐기 잠금.
  5. 채우기 위 (음극) 버퍼 챔버 실행 버퍼의 200 mL와 함께 우물 완전히 덮여 때까지. 어떤 누출 든 지 확인 하십시오.
  6. 항 산화의 500 µ L 추가 (참조 테이블의 자료에서 A14) 실행 버퍼를.
    참고: 항 산화는 샘플 환 원제와 감소와 함께 사용 해야 하는 타당성 시 약 (참조 표 1) 전기 이동 법 동안 감소 상태를 유지 하 고 다시-트립토판 등 중요 한 아미노산의 산화를 방지 하 고 메티오닌입니다.
  7. 신중 하 게는 피 펫을 사용 하 여 차선 당 샘플의 50 µ g를 로드 합니다. 그런 다음, 분자 질량 표식으로 전 얼룩진된 단백질 표준 로드 (A18 테이블의 재료에 참조).
  8. 실행 버퍼의 600 mL로 낮은 (양극) 버퍼 챔버를 채우십시오.
  9. 175 V의 정 전압에서 ~ 60 분 젤을 실행 합니다. 실행의 끝에, 신중 하 게 젤 칼을 사용 하 여 카세트 판에서 젤을 제거 합니다.
  10. 조심 스럽게 상자를 얼룩 젤으로는 젤을 전송 합니다.
    1. 신선한 얼룩이 질, 제조업체의 지침에 따라 표 2에 설명 된 대로 하는 젤의 총 수에 따라 고정 솔루션을 준비 합니다.
    2. 락 플랫폼에 RT에서 10 분 동안 고정 솔루션에는 gel(s)를 흔들어.
  11. 담합 솔루션을 삭제 하 고는 젤 콜 로이드 블루 키트를 얼룩 얼룩.
    1. 준비 얼룩 솔루션 신선한 얼룩이 질 필요가 있는 젤의 총 수에 따라 표 3에 설명 된 대로 제조업체의 지시에 따라.
    2. 첫째, 적절 한 볼륨을 측정 하 고 직접 젤 얼룩 상자에에서 별표 (*)로 표시 된 구성 요소를 믹스. 락 플랫폼에 RT에서 10 분 동안 염색기 B 없이 얼룩 솔루션에는 gel(s)를 흔들어.
    3. 얼룩 상자 포함에 직접 염색기 B 추가 * 솔루션 얼룩. 염색기 B를 사용 하기 전에 잘 흔들어 있는지 확인 합니다.
      주의: 7.10.1과 연기 후드 7.11.1 준비 단계를 실시 합니다.
  12. 최상의 전반적인 결과 위해 밤새 얼룩 솔루션에는 gel(s)를 흔들어.
    참고: 얼룩진된 밴드 염색기 B. 얼룩의 추가 3 h의 최소 필요 하 고 얼룩 솔루션에 더 많은 시간에 대 한 경우 강도 다양 하지 않습니다 후 10 분 내에 표시 될 것입니다.
  13. 신중 하 게 얼룩 솔루션을 가만히 따르다 하 고 이온된 물 200 mL를 바꿉니다. 흔들어 취소 배경 물에 적어도 7-8 h에 대 한 gel(s).
    참고: 이온된 수는 더 나은 과도 한 얼룩을 제거 하는 destaining 절차 동안 여러 번 변경 되어야 합니다. gel(s) 수 있습니다 또한 남아 있을 물에서 최대 3 일 동안 단백질 밴드 강도 손상 시 키 지 않고. 경우는 gel(s) 다음 단계를 즉시 대상이 되지 않습니다, 그것은 장기 저장을 위한 4 ° C에서 20% 황산 용액에 저장할 수 있습니다.

8. 젤 Tryptic 소화

참고: 이 프로토콜 메서드에 솁첸코 외.17, 약간의 수정에 의해 따라 이다. 층 류에이 절차를 실시 한다 후드와 펫, 팁, 튜브, 유리의 전용된 세트를 사용 하 여이 목적을 위해 특별히. 착용 장갑 및 적절 한 실험실 복 각 질 및 다른 오염을 방지 하기 위해 모든 시간에. 모든 솔루션 및 곧 사용 하기 전에이 절차에 사용 된 시 약을 준비 합니다.

  1. 깨끗 하 고 새로운 톰 블레이드와 젤에서 단백질 밴드를 삭제할. 작은 조각 (약 1 m m x 1 m m 2 m m x 2 m m)으로 밴드를 잘라. 신중 하 게 1.5 mL microcentrifuge 튜브 젤 조각 전송 합니다.
    참고: 너무 작은 조각 피 펫 팁을 방해할 수 있는 하 고 더 큰 펩 티 드 복구를 줄일 것입니다. 매우 날카로운 톰 블레이드를 사용 하 여 때 주의 합니다.
  2. Destaining
    1. 100 mM ABC 솔루션 / = (1:1, v/v)를 포함 하는 destaining 솔루션의 500 μ를 추가 하 고 가끔 흔들어 또는 vortexing 30 분 RT에서 샘플을 품 어.
    2. Destaining 솔루션을 신중 하 게 플라스틱. 잔여 얼룩과 어떤 튜브를 시각적으로 확인 합니다. 젤 조각 여전히 파란색 얼룩이 진 경우 8.2.1 단계를 반복 합니다.
  3. 감소 및 알
    1. 갓된 DTT 솔루션의 ~ 400 µ L을 추가 하 고 솔루션 완전히 젤 조각 커버 해야 30 분 56 ° C에서 품 어. 신중 하 게 줄이는 솔루션 플라스틱 하 고 삭제.
    2. 갓된 IAA 솔루션의 ~ 400 µ L을 추가 하 고 30 분 제거는 피 펫으로 버퍼는 alkylating 및 삭제에 대 한 실시간에 어둠 속에서 품 어.
  4. 소화
    1. 깔끔한 ACN의 500 µ L RT에 대 한 추가 10-15 분 젤 조각 축소 하 고 불투명 하 게 될 때까지. ACN 개 pipette 고 젤 조각 후드 5-10 분에 대 한 건조.
    2. 완전히 커버 젤 조각에 각 관으로 트립 신 솔루션의 50 µ L 플라스틱. 30 분 동안 4 ° C에 튜브를 품 어.
    3. 30 분 후 모든 트립 신 솔루션 젤 조각에 의해 흡수 되어 각 튜브를 선택 합니다. 필요한 경우 완전히 커버 젤 조각에 충분 한 양의 trypsin 버퍼 (50-100 µ L, 튜브에서 볼륨에 따라)를 추가 합니다. 37 ° c.에 하룻밤 샘플을 품 어
  5. 펩타이드 추출
    1. 조심 스럽게 플라스틱 튜브 및 청소 microtubes 전송에서 추출 된 펩타이드 솔루션. 원심 진공 증발 기에 상쾌한 드라이.
      참고: 남은 젤 조각을 버리지 마십시오.
    2. 추출 버퍼의 100 µ L를 추가 (단계 1.7 참조) 각 관을 떨고와 37 ° C에서 30 분 동안 품 어.
    3. 각 밴드에 따라 추출 된 펩 티 드를 포함 하는 동일한 microtubes에는 상쾌한 플라스틱 고 진공 원심 분리기에서 아래로 건조.
      참고: 즉시 사용 하지, 말린된 펩타이드 추출 물 추가 사용까지 몇 개월-20 ° C에 저장할 수 있습니다.

9. 펩타이드 정화

참고: 이 펩 티 드 샘플 담 고 정화 절차 C18 피 펫 팁의 사용 실시 (C15 테이블의 재료에 참조). 각 샘플에 대 한 새로운 팁을 사용 합니다.

  1. 준비 원뿔 원심 분리기 튜브에 약 수 다음 솔루션 신선한 2 mL microcentrifuge 튜브로 펩 티 드 정화 절차에 대 한 표 4와 같이. 펩 티 드 정화에 대 한 튜브의 개요는 다음과 같습니다: (샘플 솔루션), 튜브 튜브 B (일로 솔루션), 튜브 C (평형 솔루션), 튜브 D (세척 솔루션), 튜브 F (는 빈 2 mL 또는 5 mL microcentrifuge 튜브에 따라 튜브 E (차입 솔루션) 청소, 폐기물 처리에 대 한 샘플의 수), 및 튜브 G (깨끗 하 고 빈 microtube, 용량 0.2 mL).
  2. 단계 8.6.3 0.1%의 10 µ L에서에서 말린된 펩타이드 추출 reconstitute TFA. 이 튜브는 튜브 A. 지정
  3. 5 분 동안 얼음 초음파 목욕에서 튜브 A sonicate
  4. 1 분에 1000 x g 벤치탑 원심 분리기에서 샘플 솔루션 아래로 회전 합니다.
  5. P10 micropipette 10 µ L의 최대 볼륨 설정으로 설정 하 고 C18 피 펫 팁을 단단히 부착.
  6. 일로 솔루션 (B 관)으로 피 펫 팁을 담가 그리고 신중 하 게 포장 소재에 발음. 천천히 분배 튜브 F. 반복으로 폐기물이이 단계 적어도 7-8 시간.
    참고: 죽은 중지 피 펫 플런저를 우울 하 게 천천히 해제 또는 절차에 걸쳐 플런저를 분배. 주의 사항 C18 열에 최대 펩타이드 바인딩 되도록 pipetting 동안 팁으로 공기 방울을 소개를 하지.
  7. 펩 티 드 바인딩 위한 팁 발음 10 equilibrate 튜브 C. µ L 평형 솔루션 솔루션을 삭제 하 고이 절차를 반복 3-4 회.
  8. 다음, 발음 하 고 열 팁을 펩 티 드를 바인딩할 여러 번 (두께 따라 해당 젤 밴드) 관 A에서에서 샘플 솔루션을 분배 합니다.
    주의: 포부와 바인딩 절차 (단계 9.8) 동안 분배 단계 관 A. 내의 실시 샘플 솔루션을 낭비를 분배 하지 않습니다.
  9. 튜브 d에서 세척 솔루션을 발음 하 고 낭비 (튜브 F) 4 ~ 5 배 그것을 삭제 하 여 C18 피 펫 팁을 세척.
  10. 마지막으로, pipetting 차입 솔루션 (튜브 E) 하 고는 eluant 관 g.로 분배 하 여 바인딩된 펩 티 드를 elute
  11. 샘플 샘플 복구 증가 당 2 ~ 3 사이클 전체 단계를 반복 합니다.
  12. 하나의 샘플 정화 후 끝을 삭제 하 고 샘플에 대 한 새로운 팁을 사용 하 여.
  13. 드라이 진공 집중 장치에 순화 된 펩 티 드 있다.
    참고: 순화 샘플 LC ESI LTQ Orbitrap MS 시스템에서 LC-MS/MS 분석에 대 한 준비가 있다. 추가 사용까지-20 ° C에서 말린된 견본을 저장 합니다.

10. 액체 착 색 인쇄기-분무 이온화-MS/MS 분석

참고: 레이블 없는 양적 proteomics 분석 액체 착 색 인쇄기-분무 이온화 선형 이온 함정-Orbitrap (LC-ESI-LTQ-Orbitrap) MS 시스템에서 수행 됩니다. LC는 Rheos Allegro 제 사기 펌프 (HTS PAL autosampler 결합 그리고 시스템 구성 30 m m x 0.5 m m C18 사전 열 150 m m x 0.5 m m C18 열에 연결 온라인 degasser를 장착의 구성 합니다. 사용 단계 수성 용 매 A 역방향 0.1% (v/v) 포 름 산 및 유기 용 매 B LC MS 학년 이기 0.1% (v/v) 포 름 산으로 구성 된 LC MS 학년 물으로 구성 된. 젤 밴드 당 60 분의 상영 시간으로 그라디언트를 사용 하 여 우리의 이전 연구6,16에서 자세히 설명 된 대로.

  1. 0.1%의 10 µ L에서 순화 된 펩 티 드 샘플을 분해 TFA. 5 분 동안 얼음에 샘플 sonicate
  2. V-하단 96 잘 접시에 10 µ L 샘플을 플라스틱을 명확 하 고, 접착 커버 필름으로 봉인.
  3. 접시는 autosampler 전송.
  4. 60 분: 0의 각 실행 시간에 대 한 다음 그라디언트를 사용 하 여-35 분 (15-40% 용 매 B), 35-40 분 (40-60% 용 매 B), 40-45 분 (60-90% 용 매 B), 45-50 분 (90% 용 매 B), 50-53 분 (90-10% 용 매 B), 그리고 53-60 분 (10% 용 매 B).
  5. 사용 하는 악기의 대량 spectrometric 다음과: 긍정적인 이온 분무 이온화 모드, 스프레이 전압 (2.15 kV), 모 세관 온도 (220 ° C), 종속 데이터 수집 모드, 자동 수집 Orbitrap MS 사이 전환 하 고 LTQ MS/MS, orbitrap 해상도 (30000), m/z 범위 (1600을 300), 대상 자동 이득 제어 (AGC, 1.0 x 106 이온), 내부 재 (polydimethlycyclosiloxane [PCM] 실시간으로 m/z 445.120025 이온에), MS 모드에서 사용 하는 대량 옵션을 잠금 상위 5 개 가장 강렬한 선구자 이온, 추가 조각화 충돌 유도 된 분리 (CID)에 의해 정규화 충돌 에너지 (후부 터, 3의 반복 횟수와 30 ms의 활성화 시간 35%), 및 동적 제외 기간을 선택 하 여 가져온 연동 데이터 (600 s).
    참고: 결과 조각난된 이온 LTQ는에 기록 됩니다.
  6. 각 샘플에 대 한 적어도 3 개의 생물 복제를 실행 합니다.

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Representative Results

제한 된 샘플 가용성 안과 연구에 주요 단점 중 하나입니다. 대응 하 게, 최적의 단백질에 대 한 추출 방법 같은 안구 혈관은 종종 논란의 여지가 적은 양의 샘플에서 얻을. 날짜 하려면, 특히 retrobulbar 혈관에서 단백질 추출에 대 한 음식을 장만 하는 방법의 부족이입니다. 방법 최적화의 첫 번째 단계와의 증거-원칙 일반적으로 효능과 몇몇의 견고성을 비교 하는 상대적으로 새로운 시 약, T 단백질 추출 세제를 고용 하는 따라서-당, 우리 심장 조직을 사용 하 여 파일럿 연구 실시 쥐 (때문에 간단 하 고 충분 한 샘플 가용성 최적화 단계). 우리는 총 단백질 농도 다음과 같은 시 약을 사용 하 여 식별 하는 총 단백질 비교 하 여 단백질 수익률 비교: T-당 0.02 %n-라우릴-β-D-maltoside (DDM), 1 %3-[(3-cholamidopropyl)-dimethylammonio]-1-프로 판 된 (챕) 1 %amidosulfobetaine-14 (ASB-14)와 ACN TFA의 혼합물 (20% = 뉴스 / 1 %TFA). 이러한 세제의 각 추출 견본에서 단백질의 총 금액은 에서처럼 그림 6A, T 추출 하는 조직에서 가장 높은 수익률-DDM (22.88 µ g/mg 조직), 챕 이어서 (56.4 µ g/mg 조직), 당 (16.01 µ g/mg 조직), ASB-14 (11.56 µ g/mg 조직)와 ACN/TFA (4.38 µ g/mg 조직)에서 최저 수익률. 일관 되 게, 총 단백질 발견 했다 또한 T 당 추출 샘플 (1649 단백질)에서 가장 높은 > DDM (1310 단백질) > 균열 (1319 단백질) > ASB-14 (1121 단백질) > = / TFA (924 단백질), 표시 된 그림 6B. 이러한 결과 바탕으로, 우리는 t sPCA 샘플에서 단백질 추출 진행-당.

다음, 1DE 사전 분류 이전 샘플 준비 프로토콜의 최적화는 잘 분리 된 단백질 밴드와 샘플 및 복제 사이의 높은 재현성 결과 얻기 위해 매우 중요 한 단계 이다. 이 단계의 중요성 반영 이며 1DE의 결과에 강조. 그림 7 보여준다 sPCA의 1DE 단백질 프로 파일의 비교 전과 후 최적화 된 샘플 준비에 복종 하 고 단계를 청소. 전반적으로, 높은 수준의 단백질 밴드의 번짐 및 가난한 분리 차선 3에 관찰 되었다. 이 프로필 샘플 추출 시 약 및 지질과 세포 파편 등 오염 물질이 포함 될 수 있습니다 보여 줍니다. 그러나, sPCA 샘플을 상쾌한으로 분리 된 펠 렛 고은 최적화를 대상이 프로토콜 결과 모범적인 1DE 프로필 레인 1와 2 (그림 7)에 표시.

이러한 결과, 약속에 따라 gist에 눈 microvessels에서 급속 한, 강력 하 고 효율적인 수용 성 단백질 추출에 대 한 최적화 된 방법 조직 단백질 추출 시 채용 (T-당) 추출 버퍼 2A를 사용 하 여 (TM-PEK)를 추출 멤브레인 기반 단백질 샘플 펠 릿에서 발견. 그 후, 샘플 homogenates (T-분수 당) 버퍼 교환 및 샘플 3 kDa 원심 필터 단위 1DE 전에 청소를 받게 됩니다. 최적의 샘플 농도 잘 당 50 µ g 이다. 다른 한편으로, 그것은 여기이 프로토콜만 혈관 같은 작은 조직에 대 한 적용 되지 않습니다 하지만 다른 조직 기반 샘플에 대 한 적합도 강조 표시 됩니다. 이것은 1DE 프로필 murine 두뇌와 심장 조직, 상쾌한 (그림 8A, B)와 펠 릿 분수 (그림 8C, D에서 추출 수 있는 단백질의 많은 수는 증명에 의해 입증 ).

Figure 1
그림 1 : 워크플로 개요. 돼지 sPCA의 레이블 없는 양적 프로테옴 분석에 대 한 고용 하는 프로토콜의 도식 적인 표현입니다. 일반적으로이 절차는 microvessel 샘플 준비 단계 및 MS 기반 proteomics 접근 하는 두 개의 주요 섹션으로 나누어져 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 2
그림 2 : 돼지 눈의 대표 사진. (A) 측면 볼 눈 글로브 쇼의 각 막, 눈, sclera, 주변 근육 및 시 신경의 앞쪽 부분에 있는. (B) 후부 보기는 눈의 시 신경. SPCA 눈 글로브 뒤 본의 (C) 지점 paraoptic 및 말 초 분 지로 이루어져 있습니다. (D) 지방과 결합 조직 포위와 고립 된 sPCA. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 3
그림 3 : 샘플 균질. 대표 균질 후 보여주는 전에 샘플 (A)와 (B) 사진을. (C)는 무 균된 샘플 더 상쾌한 포함 하는 수용 성 단백질과 불용 성, 기반 막 횡단 단백질을 포함 하는 펠 릿으로 분리 되었다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 4
그림 4 : 작은 단백질 추출 절차. 단백질 변성을 방지 하기 위하여 펠 릿 샘플은 얼음에 추출 됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오. 

Figure 5
그림 5 : 샘플 청소. 버퍼 교환 3 kDa 컷오프 원심 필터 MS 분석 전에 샘플을 청소를 함께 수행 됩니다. 대표 여과 후 보여주는 전에 homogenate (A)와 (B) 사진을. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 6
그림 6 : 단백질 추출 효능 및 견고성 T 사이 비교-당 및 4 개의 일반적인 단백질 추출 세제. (A) 단백질 금액 및 (B) T를 사용 하 여 식별 하는 단백질의 총 수를 묘사 하는 가로 막대형 차트-당 0.02 %DDM, 챕 스 1%, 1% ASB 14 그리고 20% = 뉴스 / 1 %TFA. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 7
그림 7 : 돼지 sPCA 단백질 프로 파일의 최적화 전후 대표 1DE 젤. 레인 3 묘사 하지 사전 세척 단계 높였을 샘플의 1DE 프로필. 레인 1과 2 최적화 된 샘플 준비 샘플 쓰는 단계 청소 후 표면에 뜨는 sPCA와 펠 릿, 모범적인 단백질 프로필 각각 표시 합니다. 젤은 콜 로이드 블루 키트 얼룩으로 얼룩이 진다. M = 마커. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 8
그림 8 : 모범적인 조직 기반 샘플의 대표 콜 로이드 블루 스테인드 1DE 젤. 상쾌한 (A, B) 및 펠 릿 (C, D) murine 두뇌와 심장 조직의 단백질 단면도, 각각, 잘 당 50 µ g에 샘플링 합니다. 상쾌한 및 펠 릿 단백질 T 고용 추출한-당 고 막 횡단 단백질 추출 키트, 각각. M = 마커. R1-r 3는 3 개의 복제를 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

구성 요소 볼륨 (µ L)
샘플 (상쾌한 또는 펠 릿) x
LDS 샘플 버퍼 (4 배속) 2.5
환 원제 (10 배) 1
이온된 수 최대 6.5 (에 따라 샘플 볼륨)
샘플 당 총 볼륨 10
참고: x는 단백질 농도 (50 µ g 총 단백질 샘플 당) 기준으로 계산.

표 1: 1 차원 젤 전기 이동 법 (1DE). 샘플 준비 1DE 수행에 필요한 구성 요소 세부 사항.

솔루션 1 젤 (mL) 2 젤 (mL)에 대 한 4 젤 (mL)에 대 한
이온된 수 40 80 160
메탄올 50 100 200
초 산 10 20 40

표 2: 젤 고정. 1DE에 대 한 해결 솔루션을 준비 하는 데 필요한 부품의 세부 사항.

솔루션 1 젤 (mL) 2 젤 (mL)에 대 한 4 젤 (mL)에 대 한
* 이온된 수 55 110 220
* 메탄올 20 40 80
* 염색기 A 20 40 80
염색기 B 5 10 20

표 3: 젤 얼룩. 콜 로이드 블루 솔루션 얼룩의 준비에 대 한 구성 요소의 세부 사항.

(대 한) 솔루션 구성 = * * H2O * * TFA 총 볼륨 *
일로 100% ACN 2 mL 2 mL
#Washing 및 평형 0.1% TFA 10 mL 10 Μ L ~ 10 mL
펩 티 드 차입 0.1 %TFA = = 뉴스: H2O 6 mL 4 mL 10 Μ L ~ 10 mL
참고: * 총 볼륨 청소 팁 우편을 복종 될 샘플의 총 수에 따라 조정 되어야 한다.
* *를 사용 하 여 HPLC 급 또는 LC-MS-학년.
# 준비 2 개의 별도 Eppendorf 관 세척 및 평형, 각각.

표 4: 펩 티 드 정화. 구성 요소와 C18 피 펫 팁을 사용 하 여 펩 티 드 정화 절차에 대 한 그들의 각각 작곡의 세부 사항.

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Discussion

다양 한 안구 샘플의 프로 파일링 종합 프로테옴 분자 메커니즘 및 신호 통로 건강 및 질병에 연루를 명료 하 게 하는 중요 하 고 필수적인 첫 번째 단계입니다. 위의 샘플 준비 단계는 강조 표시 된 검토에 의해만 달 호텔 외. 심도 있는 논의로 중요 한 고품질 데이터를 얻을 하 고 이러한 분석에서 얻은 결과의 재현성을 보장, 샘플 처리 절차 눈의 다른 부분에 대 한 2 차원 젤 전기 이동 법 질량 분석 전략1을 채용합니다. 이러한 조사의 라인, 우리의 현재 연구 준비를 위한 급속 한, 강력 하 고 매우 효율적인 MS 호환 샘플 모델 눈 microvessels로 돼지 sPCA를 사용 하 여 최적화 된 단계별 프로토콜을 제공 합니다. 이 조사는 고품질 MS 데이터를 생성 하기 위해 수량 제한 동맥 샘플에서 충분 한 양의 단백질을 추출 하는 특정 방법론의 부족에 따라 시작 되었다. 우리의 방법은 우수한 프로테옴 매핑18수 있도록 마이크로 스케일 기술의 사용에 대 한 지식 기존 본문에 기여 하는 노력 이기도 합니다.

양적 프로테옴 분석에 대 한 최적의 성능을 위해 고려 될 필요가 있는이 실험 프로토콜에 몇 가지 중요 한 측면이 있습니다. 첫째, 샘플은 금액에 관계 없이 최적의 단백질 추출 되도록 완전 한 균질을 복종 된다 중요 하다. 우리의 방법론에서 서로 다른 크기의 구슬 및 총알 믹서 균질 화기의 혼합물의 사용 완전 한 조직 세포에 대 한 수단이 됐다. 종류와 사용 하는 구슬의 크기는 샘플 종류와 금액에 따라 달라 집니다. 현재 사용 ZrO2 등 스테인리스, 높은 밀도와 구슬 중간 힘든 조직에 적합 하 고 특히 혈관 근무.

둘째,는 상쾌한 펠 릿에서 분리 하 고, 소화 및 지정 된 키트를 사용 하 여 추출 하는 후자을 필수적 이다. 이 단계는 온화한 세제19,20,21을 사용 하 여 균질 수 없는 막 횡단 단백질 같은 고분자 중량 단백질을 추출. 침전 된 펠 릿은 최고의 쥡니다를 사용 하 여 시작-최대 활기찬 동요 중에 도입 또는 메서드를 떨고에 의해 발생 하는 샘플 손실을 방지 하기 위해 녹 았다.

셋째, 방법론에 명시 되지 않는 한 모든 샘플 준비 절차 (4 ° C) 낮은 온도에서 실시 됩니다 주목할 만한입니다. 이 추출 절차 동안 최소한의 단백질 변성입니다. 넷째, 반복 동결-해 동 샘플의 단백질 저하 및 샘플 품질의 저하를 방지 하기 위해 피해 야 한다.

마지막으로, 오염 물질 및 세제의 제거는 단백질 추출 중에 젤 분별 법, 효소 소화 및 MS 분석18,22다운스트림 간섭 방지 하기 위해 필요한. 이러한 오염 물질 전기 이동 별거의 해결책으로 종종 방해 1DE 프로필 (그림 7)에서 같이 대응 하 게, 결과의 시각화를 좌우 하 고. 이 문제를 회피, 원심 컷오프 필터 장치를 사용 하 여 그들의 사용의 용이성과 최소한의 단백질 손실에 대 한 선호 됩니다.

현재 실험 절차 최적의 레이블 없는 양적 MS 분석에 대 한 중요 한 샘플 준비 단계에 깊이 있는 outlook 제공, 하지만 두 가지 제한이 있습니다. 첫째, sPCA 샘플 후속 분석을 위해 충분 한 양의 조직 제공 하기 위해 두 돼지 눈에서 풀링된 했다. 로컬 도살 장에서 취득 하는 눈은 무작위 이기 때문에 따라서, 그것은 알 수 없습니다 혈관 같은 동물의 눈에서 고립 되는 경우, 샘플 풀링 간 개별 유사5,6을 완화할 수 있습니다. 그러나, 현재 방법론 또한 사용할 수 있는 샘플의 양에 따라 개별 샘플 준비에 대 한 적응 수 있습니다. 둘째, 제시 하는 방법론은 특별히 개발 되었습니다 1DE 젤 기반 분류. 내려와 다른 분류 방법 통합에 대 한 현재 메서드의 호환성 보증 조사, 비록 우리가 좋은 재현성, 더 깊이 분석의 품질 관리의 용이성에서에서 배열 하는 여러 가지 요인으로 인하여 1DE 하기로 했다 특히 현재 exemplified 안구 혈관1,,523등 복잡 한 샘플에 대 한.

결론적으로, 위의 강조 하는 한계에도 불구 하 고 설명한 워크플로 엄격한 샘플 준비 단계 작은 양의 혈관의 분석을 위해 특별히 음식을 장만 하는 간단 하지만 강력한 접근 방식을 나타냅니다. 그것은 또한이 방법을 쉽게 다른 세포 및 조직 기반 샘플의 질량 분석 기반 proteomic 분석을 위해 통합 될 수 있다 여기에서 강조 하는 것이 중요.

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Disclosures

저자는 공개 없다.

Acknowledgments

박사 Manicam 내부 대학 연구 자금 (Stufe 1) 요하네스 구텐베르크 대학 마인츠와 도이치 가운데 (석사 8006/1-1)에서 부여의 대학 의료 센터에서 지원 됩니다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
A. Chemicals
1, 4-Dithiothreitol (DTT) Sigma-Aldrich 1.11474
Calcium chloride dihydrate (CaCl2  Carl Roth  5239.1 2.5 mM 
Dulbecco's phosphate-buffered saline (PBS)  Thermo Fisher Scientific 14190169
Formic acid (CH2O2) AppliChem A0748
HPLC-grade acetonitrile (ACN, C2H3N) AppliChem A1605
HPLC-grade methanol (CH3OH) Fisher Scientific M/4056/17
HPLC-grade water  AppliChem A1589
Iodoacetamide (IAA) Sigma-Aldrich I6125
Kalium chloride (KCl)   Carl Roth  6781.1 4.7 mM 
Kalium dihydrogen phosphate (KH2PO4)  Carl Roth  3904.2 1.2 mM 
LC-MS-grade acetic acid  Carl Roth  AE69.1
Magnesium sulphate (MgSO4)    Carl Roth  261.2 1.2 mM 
NuPAGE Antioxidant Thermo Fisher Scientific (Invitrogen) NP0005
NuPAGE LDS Sample buffer  Thermo Fisher Scientific (Invitrogen) NP0007 4x
NuPAGE MES SDS Running Buffer  Thermo Fisher Scientific (Invitrogen) NP0002 20x
NuPAGE Sample reducing agent  Thermo Fisher Scientific (Invitrogen) NP0004 10x
SeeBlue Plus2 pre-stained protein standard  Thermo Fisher Scientific (Invitrogen) LC5925
Sequencing grade modified trypsin Promega V5111
Sodium chloride (NaCl)  Carl Roth  9265.2 118.3 mM 
Sodium hydrogen carbonate (NaHCO3)  Carl Roth  965.3 25 mM 
Trifluoroacetic acid (TFA,  C2HF3O2) Merck Millipore 108178
α-(D)-(+)- Glucose monohydrate  Carl Roth  6780.1 11 mM 
B. Reagents and Kits
0.5 mm zirconium oxide beads  Next Advance ZROB05
1.0 mm zirconium oxide beads  Next Advance ZROB10
Colloidal Blue Staining  Kit Thermo Fisher Scientific (Invitrogen) LC6025 To stain 25 mini gels per kit
NuPAGE 4-12 % Bis-Tri gels Thermo Fisher Scientific (Invitrogen) NP0321BOX 1.0 mm, 10-well
Pierce Bicinchoninic Acid (BCA) Protein Assay Kit  Thermo Fisher Scientific 23227
ProteoExtract Transmembrane Protein Extraction Kit, TM-PEK Merck Millipore 71772-3 20 reactions per kit
Tissue Protein Extraction Reagent (T-PER) Thermo Scientific 78510
C. Tools
96-well V-bottom plates Greiner Bio-One 651180
Corning 96-well flat-bottom plates Sigma-Aldrich CLS3595-50EA
Disposable microtome blades pfm Medical 207500014
Disposable scalpels #21 pfm Medical 200130021
Dissection pins  Carl Roth PK47.1
Extra Fine Bonn Scissors  Fine Science Tools 14084-08
Falcon conical centrifuge tubes (50 mL) Fisher Scientific 14-432-22
Mayo scissors, Tough cut  Fine Science Tools 14130-17
Precision tweezers  Fine Science Tools 11251-10 Type 5
Precision tweezers, straight with extra fine tips Carl Roth LH53.1 Type 5
Self-adhesive sealing films for microplates Ratiolab (vWR) RATI6018412
Standard pattern forceps  Fine Science Tools 11000-12
Student Vannas spring scissors  Fine Science Tools 91501-09
Vannas capsulotomy scissors   Geuder 19760  Straight, 77 mm
ZipTipC18 pipette tips Merck Millipore ZTC18S096
D. Equipment and devices
150 × 0.5 mm BioBasic C18 column Thermo Scientific, Rockford, USA 72105-150565
30 × 0.5 mm BioBasic C18 pre-column  Thermo Scientific, Rockford, USA 72105-030515
Amicon Ultra-0.5 3K Centrifugal Filter Devices  Merck Millipore UFC500396 Pack of 96.
Analytical balance Sartorius H51
Autosampler  CTC Analytics AG, Zwingen, Switzerland HTS Pal
BBY24M Bullet Blender Storm  Next Advance NA-BB-25
Eppendorf concentrator, model 5301 Sigma-Aldrich Z368172
Eppendorf microcentrifuge, model 5424 Fisher Scientific 05-403-93 Non-refrigerated
Heraeus Primo R Centrifuge Thermo Scientific 75005440 Refrigerated
Labsonic M Ultrasonic homogenizer  Sartorius BBI-8535027
LC-MS pump, model Rheos Allegro Thermo Scientific, Rockford, USA 22080
LTQ Orbitrap XL mass spectrometer  Thermo Scientific, Bremen, Germany
Multiskan Ascent plate reader  Thermo Labsystems v2.6
Rotator with vortex  neoLab 7-0045
Titanium probe (Ø 0.5 mm, 80 mm long) Sartorius BBI-8535612
Ultrasonic bath, type RK 31 Bandelin 329
Xcell Surelock Mini Cell Life Technologies El0001

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References

  1. Mandal, N., Heegaard, S., Prause, J. U., Honoré, B., Vorum, H. Ocular proteomics with emphasis on two-dimensional gel electrophoresis and mass spectrometry. Biological Procedures Online. 12, 56-88 (2010).
  2. Gregorich, Z. R., Ge, Y. Top-down proteomics in health and disease: Challenges and opportunities. Proteomics. 14, 1195-1210 (2014).
  3. Aebersold, R., Mann, M. Mass spectrometry-based proteomics. Nature. 422, 198-207 (2003).
  4. Aebersold, R., Mann, M. Mass-spectrometric exploration of proteome structure and function. Nature. 537, 347-355 (2016).
  5. Cehofski, L. J., Mandal, N., Honoré, B., Vorum, H. Analytical platforms in vitreoretinal proteomics. Bioanalysis. 6, 3051-3066 (2014).
  6. Manicam, C., et al. Proteomics Unravels the Regulatory Mechanisms in Human Tears Following Acute Renouncement of Contact Lens Use: A Comparison between Hard and Soft Lenses. Scientific Reports. 8, 11526 (2018).
  7. Perumal, N., Funke, S., Pfeiffer, N., Grus, F. H. Characterization of lacrimal proline-rich protein 4 (PRR 4) in human tear proteome. Proteomics. 14, 1698-1709 (2014).
  8. Perumal, N., Funke, S., Pfeiffer, N., Grus, F. H. Proteomics analysis of human tears from aqueous-deficient and evaporative dry eye patients. Scientific Reports. 6, 29629 (2016).
  9. Perumal, N., Funke, S., Wolters, D., Pfeiffer, N., Grus, F. H. Characterization of human reflex tear proteome reveals high expression of lacrimal proline-rich protein 4 (PRR4). Proteomics. 15, 3370-3381 (2015).
  10. Perumal, N., et al. Characterization of the human aqueous humour proteome: A comparison of the genders. PloS ONE. 12, 0172481 (2017).
  11. Hayreh, S. S. Posterior ciliary artery circulation in health and disease the Weisenfeld lecture. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 45, 749-757 (2004).
  12. Zeitz, O., et al. Glaucoma progression is associated with decreased blood flow velocities in the short posterior ciliary artery. British Journal of Ophthalmology. 90, 1245-1248 (2006).
  13. Verma, N., Rettenmeier, A. W., Schmitz-Spanke, S. Recent advances in the use of Sus scrofa (pig) as a model system for proteomic studies. Proteomics. 11, 776-793 (2011).
  14. Foulds, W. S., Kek, W. K., Luu, C. D., Song, I. C., Kaur, C. A porcine model of selective retinal capillary closure induced by embolization with fluorescent microspheres. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 51, 6700-6709 (2010).
  15. Sanchez, I., Martin, R., Ussa, F., Fernandez-Bueno, I. The parameters of the porcine eyeball. Graefe's Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology. 249, 475-482 (2011).
  16. Manicam, C., Perumal, N., Pfeiffer, N., Grus, F. H., Gericke, A. First insight into the proteome landscape of the porcine short posterior ciliary arteries: Key signalling pathways maintaining physiologic functions. Scientific Reports. 6, 38298 (2016).
  17. Shevchenko, A., Tomas, H., Havli, J., Olsen, J. V., Mann, M. In-gel digestion for mass spectrometric characterization of proteins and proteomes. Nature Protocols. 1, 2856-2860 (2006).
  18. Feist, P., Hummon, A. B. Proteomic challenges: sample preparation techniques for microgram-quantity protein analysis from biological samples. International Journal of Molecular Sciences. 16, 3537-3563 (2015).
  19. Cox, B., Emili, A. Tissue subcellular fractionation and protein extraction for use in mass-spectrometry-based proteomics. Nature Protocols. 1, 1872-1878 (2006).
  20. Zhang, L., et al. Proteomic analysis of mouse liver plasma membrane: use of differential extraction to enrich hydrophobic membrane proteins. Proteomics. 5, 4510-4524 (2005).
  21. Zhou, H., et al. Improved recovery and identification of membrane proteins from rat hepatic cells using a centrifugal proteomic reactor. Molecular & Cellular Proteomics. 10, 111 (2011).
  22. de la Cuesta, F., Mourino-Alvarez, L., Baldan-Martin, M., Moreno-Luna, R., Barderas, M. G. Contribution of proteomics to the management of vascular disorders. Translational Proteomics. 7, 3-14 (2015).
  23. Cottingham, K. 1DE proves its worth... again. Journal of Proteome Research. 9, 1636 (2010).

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생물학 문제 144 혈관 microvessels 짧은 속눈썹 후부 동맥 proteomics 질량 분석 돼지
눈 Microvessels의 질량 분석 기반 Proteomics 분석을 위한 시료 준비
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Perumal, N., Straßburger, L., Schmelter, C., Gericke, A., Pfeiffer, N., Grus, F. H., Manicam, C. Sample Preparation for Mass-spectrometry-based Proteomics Analysis of Ocular Microvessels. J. Vis. Exp. (144), e59140, doi:10.3791/59140 (2019).

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