Bir ekstrasellüler matriks polisakkaritlerin yapısına anlayışlar kazanmak için hızlı bir şekilde açıklanmıştır. Yöntemi dakika miktarda malzeme analiz edilmesi için izin kütle spektrometresi glycosylhydrolases özgüllüğü ve duyarlılığı yararlanır. Bu teknikte doku kendisini doğrudan kullanılmak üzere uyarlanabilir.
Çevre hücreleri doğrudan temas ekstraselüler matriks tarafından birçok organizmalarda aracılık eder. Ekstrasellüler matrisler bir ortak yönü glikoproteinlerin şeklinde kompleks şeker moieties proteoglikanlar ve / veya polisakkaritler içerir. Örnekler, fibriler protein ve proteoglikanlar veya bitki ve mantar hücre duvarları polisakkarit başlıca oluşan insan ve hayvan hücreleri ekstrasellüler matriks ve proteoglikan / bakteri hücre duvarlarının glikolipid içerir. Tüm bu glycostructures hücre-hücre ve hücre-çevre haberleşme ve sinyalizasyon hayati rol oynamaktadır.
Ekstraselüler matriks bir olağanüstü karmaşık bir örnek yüksek bitki hücrelerinin duvarları mevcut. Onların duvar şekerlerin kuru ağırlığının% 75 kadar, neredeyse tamamen, ve bu gezegen üzerindeki en bol biyopolimerlerin oluşur. Bu nedenle, araştırma, fosil yakıt elde edilen petrokimya yerine karbon-nötr bir yenilenebilir kaynak olarak en iyi bu malzemelerin nasıl kullanılacağını yapılır. Yakıt dönüşümü için temel zorluk, bu eşsiz biokompozit benzersiz glycostructures nedeniyle enzimatik veya kimyasal bozunmaya duvarların dinlemezlik kalır.
Burada, bitki hücre duvarının glycostructures hızlı ve hassas bir analiz için bir yöntem mevcut. Bu yöntem, oligo Kitle Profil (Olimp) (MALDI-TOF/MS matriks yardımlı lazer desorpsiyon / iyonizasyon zaman-uçuş-kütle spektrometresi kullanarak özel glycosylhydrolases ve çözündüğünü oligosakkarit karışımları sonraki analizi kolaylaştırmak duvar malzemeleri oligosakkaritler enzimatik serbest dayanır 1) (Şekil 1). Olimp, tam bir analiz için sadece 5000 hücrelerinin duvarları, doku kendisini 2 yapılabilir gerektirir ve yüksek verimlilik analizleri 3 için uygun . Mutlak miktarda çözünür oligosakkaritler Olimp tarafından belirlenir mümkün olmasa bile, çeşitli oligosakkarit iyonların göreceli bolluk, duvarda bulunan yerli bir polisakkarit ikame model hakkında anlayışlar veren kitle spektrumu tarif edilebilir.
Olimp sadece belirli enzimler 4 durumu ile sınırlı duvar polimerlerin geniş bir yelpazede, analiz için kullanılabilir. Örneğin, bitki hücre duvarı enzimler bulunan polimerlerin analizi için bir endo-β-(1-4)-xylanase 6,7 kullanarak xyloglucanase 5, 11, 12, 13, Xylan kullanarak hemiselülozlar xyloglucan analiz etmek için kullanılabilir. veya polygalacturonase ve methylesterase 8 bir arada kullanarak pektik polisakkaritler. Ayrıca, aynı ilkeler Olimp glycosylhydrolase ve hatta glycosyltransferase faaliyetleri izlenir ve 9 tespit edilebilir.
Burada sunulan Olimp yöntemi ekstrasellüler matrisler bulunan polimerlerin çok hassas ve hızlı analiz sağlar. Olimp enzimatik sonraki MALDI-TOF analizi ile oligomerler sürümü birleştirir. MALDI-TOF yelpazenin nesil bir dakikadan az sürer, dolayısıyla Olimp mutant ekranlar gibi yüksek verimli çalışmaları da dahil olmak üzere geniş bir uygulama yelpazesi için uygundur. Olimp bitki polisakkaritler ile sınırlı değildir ancak potansiyel olarak sadece özel hidrolitik enzimlerin durumu ile sınırlı polimerler, geniş bir yelpazede uygulanabilir. Ancak, Olimp bir sınırlama polimer mutlak bir bereket elde edilemez.
Olimp çeşitli türlerin çeşitliliği ekstraselüler matriks polisakkaritlerin yapısını incelemek için, kullanılmadan önce de belirtildiği gibi. Bir örnek olarak, Şekil 4, ot türleri başlıca hemiselüloz, Xylan bir Olimp spektrum temsil eder. Burada, hücre duvar malzemesi ılıman çim Miscanthus türetilmiş bir xylanase kullanılarak sindirilir.
The authors have nothing to disclose.
Bu çalışma, Enerji Enstitüsü Biosciences hibe OO0G01 tarafından finanse edildi.
Material Name | Tipo | Company | Catalogue Number | Comment |
---|---|---|---|---|
2,5-dihydroxybenzoic acid | Sigma-Aldrich | 37550 | 10mg/mL in water | |
BioRex MSZ 501(D) Resin | BioRad | 142-7425 | ||
Endoglucanase | Megazyme | E-CELTR | ||
Xylanase M6 | Megazyme | E-XYRU6 | ||
3mm metal balls | Retsch | 22.455.0011 | ||
Beat mill | Retsch | Mixer Mill MM400 | ||
MALDI-TOF | Shimadzu BioTech | Axima Performance | ||
MALDI target plate | Kratos Analytical | DE4555TA | ||
SpeedVac | Eppendorf | Vacufuge 5301 | ||
Vacuum manifold | Millipore | MSVMHTS00 | ||
Vacuum pump | Welch | DryFast Ultra 2032 |