Proteinler ve onların izoformlarının kapiller Isoelectric odaklanarak yöntemi tarafından son derece hassas ve nicel tespiti
Summary
Kapiller isoelectric odaklanarak proteinler ve onların izoformlarının son derece küçük biyolojik örneklerinden detaylı karakterizasyonu etkinleştirme bir antikor tabanlı, vericiyi, yüksek üretilen iş, tekniğidir. Aşağıda bir protokol olarak algılanmasını ve miktar belirli proteinlerin ve onların izoformlarının otomatik ve robotized bir şekilde açıklanmıştır.
Abstract
Immunoblotting biyolojik örneklerinden protein karakterizasyonu için birçok laboratuarlarında rutin bir teknik haline gelmiştir. Aşağıdaki iletişim kuralı bir alternatif strateji sağlar, kapiller isoelectric (cIEF), pek çok avantajı ile odaklama için geleneksel immunoblotting karşılaştırıldığında. Bu yordamın tamamı Batı blotting bir ultrathin kılcal içinde gerçekleştiği bir antikor tabanlı, otomatik, hızlı ve nicel bir yöntemdir. Bu teknik bir membran lekesi sıyırma, aktarmak için bir jel gerektirmez veya geleneksel immunoblotting için genellikle gerekli olan filmler, x-ışını. Burada, proteinler onların ücret (isoelectric noktası; pI) göre kullanarak daha az bir microliter ayrılır (400 nL) Toplam protein lysate. Elektroforez sonra proteinler, kapiller duvarları ultraviyole ışık tedavisi, birincil ve ikincil (horseradish peroksidaz (HRP) Birleşik) tarafından takip tarafından immobilize antikor kuluçka bağlantısını aracılığıyla algılandığında, gelişmiş Kemiluminesan (ECL), yakalanan ve bir şarj kuplajlı cihaz (CCD) kamera tarafından kaydedilen bir ışık sinyal üreten. Dijital görüntü analiz edilebilir ve (pik alanı) sayısal yazılım kullanarak. Bu yüksek üretilen iş yordamı 96 örnekleri teker teker işleyebilir; Son derece hassas, protein algılama picogram aralığında olduğunu; ve otomasyon nedeniyle son derece tekrarlanabilir sonuçlar üretir. Örnekleri (Örneğin, doku örnekleri ve biyopsi) miktarı kısıtlayıcı bir faktör olduğunda tüm bu yönleriyle son derece değerlidir. Teknik uyuşturucu veya antikorlar, biyomarker keşif ve tanılama amacıyla tarama dahil olmak üzere de, daha geniş uygulama alanı vardır.
Introduction
Kapiller isoelectric (cIEF) odaklanarak proteinler onların ücret1,2,3temel alınarak giderir, kılcal tabanlı otomatik immunoassay olduğunu. Bu son derece tekrarlanabilir ve proteinler ve onların post-translationally değiştirilmiş izoformlarının hızla ve kantitatif çözme yeteneğine sahip olduğunu. Western Blot gibi geleneksel yöntemlerle bir alternatif sunar. Western blot kolayca erişilebilir örnekleri bol proteinlerin varlığı teyit için çok iyi olmakla birlikte; değişkenliği, zaman tüketimi ve doğru Nefelometri tüm mevcut sorunlar, özellikle biyolojik doku örnekleri incelerken. Nitekim, değişkenlik içsel bir sorun western Blot, olarak orada çok sayıda adımları, yükleme ve SDS-sayfa jelleri kaçmaktan, proteinler membran, üzerine transferi gibi çeşitli reaktifleri ile kuluçka dahil (Örn., birincil ve ikincil antikorlar, ECL) ve geliştirme üzerine röntgen filmi4. Halen, Batı blotting tekniği dijital kayıt chemiluminescent sinyal (dijital westernler) uygulanması ile gelişiyor. Son zamanlarda, otomatik bir Batı blotting sistem geliştirilmiştir, daha yakışıklı-özgür ve jel içermeyen sistemi olan yani kılcal Batı. Tüm tahlil sistem3,4örnek plaka (tüm gerekli reaktifler örnekleriyle) yüklenmesini takiben otomatikleştirilmiştir. Araç protein ayırma gibi tüm adımları gerçekleştirir tutuklaması üzerine kapiller duvarı, antikor incubations, proteinlerin farklı adımlar ve geliştirme ve miktar chemiluminescent sinyallerin arasında yıkar. Böylece, burada sunulan cIEF yordam daha yüksek çözünürlük ve hassasiyet sağlar.
Bu yöntem olarak oluşturulan ve proteinler1EAG’yi sayısal sinyalleri duyarlıdır. Mükemmel tekrarlanabilirlik yüksek hassasiyet bu teknoloji klinik örneklerin analizi için çok kullanışlıdır. Bu tespit yayılımının sonrası translasyonel modifikasyon (Örneğin, farklı fosforile protein izoformlarının) proteinlerin ayırt. Bu teknoloji farklı sinyal yolları4,5 kanser3yeni tedavi geliştirmeyi amaçlayan klinik çalışmalarda incelemek için başarıyla kullanılmaktadır ve protein biyomarker ve ilaç keşfi için büyük bir potansiyele sahip .
Protocol
Representative Results
Discussion
Duyarlılık ve kararlılık proteinlerin biyolojik örnekler proteomik araştırma için çok önemli. Hücrelerdeki dakika miktarlarda olan proteinleri tespit etmek mümkün olmakta çok değerli şey. cIEF geliştirilmiş hassasiyet ve proteinler ve onların izoformlarının4tespiti için çözünürlük sunabilir.
Bu teknoloji birçok proteomik araştırma raporları5,6,7‘ …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazar Prof. Lena Claesson-Welsh, Uppsala Üniversitesi, İsveç bu proje geliştirmek için ona destek için teşekkürler. Ayrıca, yazar Ross Smith ve Lena Claesson-Welsh, Uppsala Üniversitesi’nde kendi eleştirel okuma ve el yazması geliştirmek için öneriler için teşekkürler.
Materials
| NanoPro 1000 | ProteinSimple | ||
| Premix G2, pH 5–8 (nested) separation gradient, pH 2–4 plug | ProteinSimple | 040-972 | Ampholyte premix |
| DMSO inhibitor mix | ProteinSimple | 040-510 | Phosphatase inhibitors; for cIEF 1:50 dilution used |
| Aqueous Inhibitor Mix | ProteinSimple | 040-482 | Protease inhibitor; for cIEF 1:25 dilution used |
| pI standard ladder 3 | ProteinSimple | 040-646 | For cIEF 1:60 dilution used |
| Sample diluent | ProteinSimple | 040-649 | |
| Antibody diluent | ProteinSimple | 040-309 | |
| Wash concentrate | ProteinSimple | 041-108 | |
| Anolyte Refill | ProteinSimple | 040-337 | |
| Catholyte Refill | ProteinSimple | 040-338 | |
| Peroxide XDR | ProteinSimple | 041-084 | |
| Luminol | ProteinSimple | 040-652 | |
| Bicine/CHAPS Lysis Buffer | ProteinSimple | 040-764 | |
| Capillaries-Charge Separation (1 pack) for | ProteinSimple | CBS700 | |
| Assay Plate/Lid Kit | ProteinSimple | 040-663 | |
| Peroxidase-AffiniPure Donkey Anti-Rabbit IgG (H+L) | Jackson ImmunoResearch | 711-035-152 | For cIEF used (1: 300) |
| Peroxidase-AffiniPure Donkey Anti-Mouse IgG (H+L) | Jackson ImmunoResearch | 715-035-150 | For cIEF used (1: 300) |
| Phospho-Erk 1/2 Primary Antibody | Cell Signaling | 9101 | For cIEF used (1: 50) |
| Pan Erk Primary Antibody | Cell Signaling | 9102 | For cIEF used (1: 100) |
| Compass software | ProteinSimple | ||
| HUVEC | ATCC | PCS-100-010 | |
| MV2 (EBM-2) | PromoCell | C-22221 | Endothelia cell basal medium |
| Endothelial Cell Growth Medium MV2 SupplementPack | PromoCell | C-39221 | Supplementation to MV2 above |
| VEGFA | PeproTech | 100-20 | |
| Long R3 IGF | Sigma-Aldrich | 85580C/I1146 | Insulin-like growth factor |
| Bioruptor (Sonicator) | Diagenode | B01020001 | |
| BCA Protein Assay kit | Thermo Fischer Scientific | 23225 | |
| NuPAGE 4-12% Bis-Tris Protein Gels | Thermo Fischer Scientific | NP0322BOX | |
| NuPAG MOPS SDS Running Buffer (20X) | Thermo Fischer Scientific | NP0001 | |
| NuPAGE Transfer Buffer (20X) | Thermo Fischer Scientific | NP0006 | |
| Immobilon PVDF membrane | Millipore | IPVH00010 | |
| Microfuge tube vortexer | |||
| Centrifuge | |||
| Microtiter plate adapter for centrifuge | |||
| Pipettors | |||
| Tips | |||
| Ice |
References
- O’Neill, R. A., et al. Isoelectric focusing technology quantifies protein signaling in 25 cells. Proc Natl Acad Sci U S A. 103 (44), 16153-16158 (2006).
- Aspinall-O’Dea, M., et al. Antibody-based detection of protein phosphorylation status to track the efficacy of novel therapies using nanogram protein quantities from stem cells and cell lines. Nat Protoc. 10 (1), 149-168 (2015).
- Fan, A. C., et al. Nanofluidic proteomic assay for serial analysis of oncoprotein activation in clinical specimens. Nat Med. 15 (5), 566-571 (2009).
- Padhan, N., et al. High sensitivity isoelectric focusing to establish a signaling biomarker for the diagnosis of human colorectal cancer. BMC Cancer. 16 (1), 683 (2016).
- Sun, Z., et al. VEGFR2 induces c-Src signaling and vascular permeability in vivo via the adaptor protein TSAd. J Exp Med. 209 (7), 1363-1377 (2012).
- Iacovides, D. C., et al. Identification and quantification of AKT isoforms and phosphoforms in breast cancer using a novel nanofluidic immunoassay. Mol Cell Proteomics. 12 (11), 3210-3220 (2013).
- Price, F. D., et al. Inhibition of JAK-STAT signaling stimulates adult satellite cell function. Nat Med. 20 (10), 1174-1181 (2014).
- Unger, F. T., et al. Nanoproteomic analysis of ischemia-dependent changes in signaling protein phosphorylation in colorectal normal and cancer tissue. J Transl Med. 14, 6 (2016).
- Urasaki, Y., Pizzorno, G., Le, T. T. Chronic uridine administration induces fatty liver and pre-diabetic conditions in mice. PLoS One. 11 (1), e0146994 (2016).
- Schmidt, L., et al. Case-specific potentiation of glioblastoma drugs by pterostilbene. Oncotarget. 7 (45), 73200-73215 (2016).
