이 작품은 일본 제약 대학 (2016)과 문 부 과학성 KAKENHI 보조금 번호 JP17854179에서 일본 제약 대학 연구 보조금에 의해 부분에서 지원 되었다.

동물 실험 프로토콜 일본 제약 대학 윤리 위원회에 의해 승인 되었고 관심과 일본 제약 대학의 실험 동물의 사용에 대 한 지침에 따라 수행. 프로토콜 조직 추출 물의 ICR 생쥐에서 파생 된에 대 한 조정 되었습니다. ICR 생쥐 일본 SLC 회사 (일본 시즈오카)에서 구입 했다
1. Iminobiotin 표시 된 기판의 준비
기판 겪 습 9-fluorenylmethyloxycarbonyl 그룹 (Fmoc)를 사용 하 여 고체 상 합성-11아래 설명 된 대로 아미노산을 보호. 표 2 를 사용 하 여 원하는 아미노산 및 합성의 단계에 따라 사용 Fmoc 화합물 결정.
<ol><li>N, N-dimethylformamide (DMF) 합성 열에서의 10 mL와 Fmoc-NH-샐 수 지의 0.2 g 맛있게</li>
	<li>DMF에 30 %piperidine 5 mL를 추가 합니다. Fmoc 그룹을 쪼개 10 분 솔루션 바위.</li>
	<li>
체크 trinitrobenzenesulfonic 산 (TNBS) Fmoc 분열 테스트12: 1%의 추가 10 µ L DMF에 diisopropylethylamine (DIPEA) 10 x 75 m m2 유리 튜브, 다음 전송 작은 양의 수 지는 유리의 10 µ L TNBS 튜브. Fmoc 죽 습 수 지는 오렌지 색상을 개발 해야 합니다.
	<ol>
<li>이 결과 부정적인 경우 1.2-1.3 단계를 반복 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>워시 DMF의 5 mL로 3 회 수 지.</li>
	<li>
O-(6-Chloro-1H-benzotriazol-1-yl)-N,N,N',N'-tetramethyluronium hexafluorophosphate (HCTU), 1-0.3 m m o l의 0.3 m m o l (단계 1에서에서 사용 하는 화합물으로 시작), 표 2에 나열 된 Fmoc 화합물의 0.3 m m o l을 포함 하는 DMF의 5 mL을 추가 Hydroxy 1 H benzotriazole, 토스 (HOBt), 그리고 diisopropylethylamine (DIPEA)의 0.6 m m o l. 30 분 수 지와 함께 몇 가지 솔루션을 바위.
	<ol>
<li>TNBS 테스트와 함께이 단계를 확인 합니다. 결과가 긍정적인 경우에, 즉, 반응이 충분히 진행 되지 하 고이 단계를 반복 해야 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>워시 DMF의 5 mL로 3 회 수 지.</li>
	<li>1.2-1.6, 표 2에 따라 1.5 단계에서 사용한 Fmoc 복합 변경 단계를 반복 하 여 신장 반응을 반복 합니다.</li>
	<li>2.5% 물의 1 mL을 추가 1 %triisopropylsilane (TIS), 그리고 2.5 %ethanedithiol (EDT)에 trifluoroacetic 산 수 지와 보호 그룹에서 펩 티 드를 쪼개 다. 60 분에 대 한 솔루션을 바위.</li>
	<li>필터, 및 50 mL 튜브에는 filtrate 수집.</li>
	<li>-20 ° c.에 하룻밤 찬 diethyl 에탄올과 저장소의 40 mL를 추가</li>
	<li>30 분 동안-20 ° C에서 원심 분리기 4000 x g 펠 릿을 수집 합니다.</li>
	<li>3 h desiccator를 사용 하 여 diethyl 에테르를 제거.</li>
	<li>물 50% 이기의 1 mL을 추가 하 고 원유 펩 티 드를 분해. Trifluoroacetic 산을 제거 하는 솔루션 lyophilize 이 단계를 여러 번 반복 합니다.</li>
	<li>
C18 카트리지 열을 사용 하 여 펩 티 드를 정화.
	<ol>
<li>C18 카트리지 열 이기 (ACN)의 3 mL를 사용 하 여에 수 지를 활성화 합니다.</li>
		<li>5 %ACN, H2o. 0.1 %TFA 5 mL와 함께 equilibrate</li>
		<li>C18 카트리지 열에 원유 합성 펩 티 드를 로드 합니다.</li>
		<li>5 %ACN, H2o. 0.1 %TFA 10 mL로 씻어</li>
		<li>60%의 3 mL과 샘플을 elute ACN, 0.1% TFA H2o.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
TOF MALDI 질량 분석을 사용 하 여 그들의 분자량을 측정 하는 펩 티 드를 확인 합니다.
	<ol>
<li>Eluent 대상 접시에의 1 µ L 플라스틱 0.1 %trifluoroacetic 산에서 50% 이기에 포화 α-cyano-4-hydroxycinnamic 산 (CHCA) 솔루션을 즉시 추가</li>
		<li>공기에서 혼합물을 구체화.</li>
		<li>악기 제조 업체의 프로토콜에 따라 시료의 질량 스펙트럼을 취득 합니다.<ol>
<li>수동으로 설정 긍정적인에 MALDI TOF 질량 분석기 모드를 반영 합니다.</li>
			<li>CHCA를 사용 하 여 질량 분석기 보정, bradykinin 조각 1-7 (monoisotopic 분자량 = 756.3997 Da), 그리고 angiotensin II (monoisotopic 분자 무게 1,045.5423 다 =).</li>
			<li>합성 펩 티 드의 질량 스펙트럼을 취득 하 고 이론적인 분자 무게와 비교 하 여 평가 합니다.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol>2입니다. 조직 추출의 준비
<ol><li>Anesthetize 남성 ICR 마우스 isoflurane 흡입 챔버에 고 발가락 핀치를 통해 마 취 깊이 확인 합니다. 자 궁 경부 전위에 의해 쥐를 안락사.</li>
	<li>가 위를 사용 하 여, 칼 과정까지 확장 하는 피부를 통해 복 부 절 개를 중간 확인 합니다.</li>
	<li>횡 경 막 통해 잘라내어 수집 모든 폐 조직. 조직의 작은 조각으로 잘라.</li>
	<li>씻어 얼음 50 mM Tris 버퍼 식 염 수 (pH 7.4)와 세 번 조직.</li>
	<li>조직 및 12 x 75 m m2 유리 튜브에 전송 조직의 약 100 밀리 그램 무게.</li>
	<li>추출 버퍼 (50 mM Tris 버퍼, pH 7.4, 0.1% 폴 리 (oxyethylene) octylphenyl 에테르를 포함)의 0.3 mL를 추가 합니다.</li>
	<li>
폐 조직 샘플 혼합 균질 화기를 사용 하 여 균질
	<ol>
<li>차가운 얼음에 샘플.</li>
		<li>30에 대 한 20000 rpm에서 샘플을 균질 믹서 기에 s. 샘플은 완전히 동 질 때까지이 단계를 반복 합니다. 참고: 온도 증가 피하기 위해 1 분 이상 계속 하지 균질 할.</li>
	</ol>
</li>
	<li>1.5 mL 튜브 4 ° c.에 10000 x g에 5 분 동안 원심 분리기에는 homogenate의 1000 µ L를 전송</li>
	<li>새로운 1.5 mL 플라스틱 튜브에는 상쾌한의 500 µ L를 전송.</li>
	<li>단백질 농도, bicinchoninic 산 (BCA) 같은 메서드 또는 Coomassie 화려한 블루 (CBB) 메서드를 사용 하 여 결정 하는 샘플의 10 µ L을 사용 합니다.</li>
	<li>동결을 방지 하기 위해 50% 글리세롤의 최종 농도 대 한 샘플을 80% 글리세롤을 추가 합니다.</li>
	<li>추가 사용까지-80 ° C에서 샘플을 저장 합니다.</li>
</ol>3. 기판 모델 효소와 조직 추출에서의 소화
<ol><li>
N-토실기-L-페닐알라닌 chloromethyl 케 톤 (TPCK)의 0.1 µ g / µ L의 10 µ L 추가-트립 신, 황색 포도 상 구 균 V8 protease의 µ 0.1 µ g/L 또는 소화 버퍼의 890 µ L에 조직 추출의 µ 10 µ g/L.
	<ol>
<li>PH에 따라 효소 특이성에 차이 명확 하 게, 3, 5, 7, 및 9의 pH를 조정 하는 버퍼를 사용 합니다. 소화 버퍼의 구성 표 3에 표시 됩니다.</li>
		<li>조직 추출 물, 10 분 동안 끓는 물 (또는 100 ° C에서 난방) 외피에 의해 준비에 비활성 효소를 사용 하 여 부정적인 제어를 실시 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Iminobiotin 표시 된 기판의 10 µ L 추가 (디 메 틸 sulfoxide (DMSO) 최종 농도에 녹아 = 100 pmol/10 µ L).</li>
	<li>Iminobiotin 표시 된 기판 소화 37 ° C에서 3 시간 동안 품 어.</li>
	<li>부 화, 후 10 분 동안 끓는 물 (또는 100 ° C에서 난방) 기판의 소화를 중지 합니다.</li>
	<li>10000 x g 4 ° c.에 5 분에 대 한 소화 기판 원심</li>
	<li>새로운 1.5 mL 튜브에는 상쾌한을 전송 합니다.</li>
</ol>4. Iminobiotin 표시 된 기판의 정화
<ol><li>
1 M Tris 버퍼 (pH 9) 포함 0.1% poly(oxyethylene) octylphenyl 에테르에 50% streptavidin sepharose 구슬의 50 µ L를 추가 합니다.
	<ol>
<li>PH 테스트 종이 사용 하 여 pH 9 주위에 솔루션을. 솔루션의 산도 낮은 경우에, 1 M Tris 버퍼 (pH 9) 포함 0.1% poly(oxyethylene) octylphenyl 에테르를 추가 하 여 약 pH 9 조정 합니다. 이 단계는 streptavidin는 iminobiotin 표시 된 기판의 바인딩을 포함 하기 때문에 중요 한.</li>
	</ol>
</li>
	<li>streptavidin iminobiotin 표시 된 기판 바인딩할 회전 바퀴에 지속적인 부드러운 혼합으로 4 ° C에서 밤새 품 어. 비즈는 부 화에 걸쳐 일시 중단 된 유지 됩니다.</li>
	<li>4 ° c.에 10000 x g에서 1 분 동안 원심 분리기 제거는 상쾌한.</li>
	<li>
다음과 같이 구슬 5 번 세척.
	<ol>
<li>구슬에 워시 버퍼 (50 mM Tris 버퍼, pH 9)의 1000 µ L를 추가 합니다.</li>
		<li>회전 바퀴에 지속적인 부드러운 혼합으로 4 ° C에서 10 분 동안 세척. 비즈는 부 화에 걸쳐 일시 중단 된 유지 됩니다.</li>
		<li>4 ° C에서 10000 x g에서 1 분 동안 centrifuge 고는 상쾌한을 제거 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
구슬에 0.2 %trifluoroacetic 산의 100 µ L를 추가 합니다.
	<ol>
<li>PH 테스트 종이 사용 하 여 pH 2 아래 솔루션을. 솔루션의 산도 높은 경우에, 1 %trifluoroacetic 산을 추가 하 여 2 아래에 pH를 조정 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>회전 바퀴에 지속적인 부드러운 혼합으로 실 온에서 30 분 동안 품 어.</li>
	<li>4 ° C에서 10000 x g에서 1 분 동안 centrifuge 다음 새로운 1.5 mL 튜브에는 상쾌한을 전송 합니다.</li>
</ol>5. 샘플 준비와 매트릭스 보조 레이저 탈 착/이온화 시간의 비행 질량 분석 (TOF MALDI 질량 분석)
참고: 다음 단계에서 모든 솔루션은 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)으로 준비 되어야 한다-학년 또는 아미노산 시퀀싱 급 물.
<ol><li>그것을 활성화 C18 수 지에 이기의 500 µ L 플라스틱 사용된 이기를 제거 합니다. 이 단계를 세 번 반복 합니다.</li>
	<li>0.1 %trifluoroacetic 산의 100 µ L와 C18 수 지 equilibrate Eluent는 제거 합니다. 이 단계를 세 번 반복 합니다.</li>
	<li>샘플을 로드 하는 피 펫을 사용 하 여 수 지에 샘플을 바인딩하십시오.</li>
	<li>0.1 %trifluoroacetic 산의 20 µ L로 수 지를 세척. 5 번이이 단계를 반복 합니다.</li>
	<li>샘플의 0.1 %trifluoroacetic 산에서 60% 이기 3 µ L elute TOF MALDI 질량 분석에 대 한 대상 접시에 eluent 플라스틱 즉시 0.1 %trifluoroacetic 산에서 50% 이기에 포화 α-cyano-4-hydroxycinnamic 산 (CHCA) 솔루션을 추가 합니다.</li>
	<li>공기에서 혼합물을 구체화.</li>
	<li>
악기 제조 업체의 프로토콜에 따라 시료의 질량 스펙트럼을 취득 합니다.
	<ol>
<li>수동으로 설정 긍정적인에 MALDI TOF 질량 분석기 모드를 반영 합니다.</li>
		<li>CHCA를 사용 하 여 질량 분석기 보정, bradykinin 조각 1-7 (monoisotopic 분자량 = 756.3997 Da), 그리고 angiotensin II (monoisotopic 분자 무게 1,045.5423 다 =).</li>
		<li>샘플, biotin 표시 된 기판의 쪼개진된 형태에 대 한 900 다 700에서 질량 스펙트럼에 세심 한 관심 지불의 질량 스펙트럼을 취득 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>표 1을 사용 하 여 검색 된 봉우리를 식별 합니다. 적절 한 분자량의 검출 관련 아미노산의 C-말단에 분열을 나타냅니다.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Neurath, H., Walsh, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+proteolytic+enzymes+in+biological+regulation+(a+review).">Role of proteolytic enzymes in biological regulation (a review).</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 73 (11), 3825-3832 (1976).</li><li>Surinov, B. P., Manoilov, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+the+activity+of+proteolytic+enzymes+by+means+of+azocasein.">Determination of the activity of proteolytic enzymes by means of azocasein.</a> Vopr Med Khim. 11 (5), 55-58 (1965).</li><li>Fernandez-Resa, P., Mira, E., Quesada, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+detection+of+casein+zymography+of+matrix+metalloproteinases.">Enhanced detection of casein zymography of matrix metalloproteinases.</a> Anal Biochem. 224 (1), 434-435 (1995).</li><li>Erlanger, B. F., Kokowsky, N., Cohen, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+preparation+and+properties+of+two+new+chromogenic+substrates+of+trypsin.">The preparation and properties of two new chromogenic substrates of trypsin.</a> Arch Biochem Biophys. 95, 271-278 (1961).</li><li>Smith, R. E., Bissell, E. R., Mitchell, A. R., Pearson, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+photometric+or+fluorometric+assay+of+proteinases+using+substrates+containing+7-amino-4-trifluoromethylcoumarin.">Direct photometric or fluorometric assay of proteinases using substrates containing 7-amino-4-trifluoromethylcoumarin.</a> Thromb Res. 17 (3-4), 393-402 (1980).</li><li>Latt, S. A., Auld, D. S., Vallee, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescende+determination+of+carboxypeptidase+A+activity+based+on+electronic+energy+transfer.">Fluorescende determination of carboxypeptidase A activity based on electronic energy transfer.</a> Anal Biochem. 50 (1), 56-62 (1972).</li><li>Timmer, J. C., 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=Profiling+constitutive+proteolytic+events+in+vivo.">Profiling constitutive proteolytic events in vivo.</a> Biochem J. 407 (1), 41-48 (2007).</li><li>Biniossek, M. L., 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=Identification+of+protease+specificity+by+combining+proteome-derived+peptide+libraries+and+quantitative+proteomics.">Identification of protease specificity by combining proteome-derived peptide libraries and quantitative proteomics.</a> Mol Cell Proteomics. 15 (7), 2515-2524 (2016).</li><li>Yamamoto, H., Saito, S., Sawaguchi, Y., Kimura, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+protease+specificity+using+biotin-labeled+substrates.">Identification of protease specificity using biotin-labeled substrates.</a> Open Biochem J. 11, 27-35 (2017).</li><li>Hofmann, K., Wood, S. W., Brinton, C. C., Montibeller, J. A., Finn, F. 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E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+micro-test+for+the+detection+of+incomplete+coupling+reactions+in+solid-phase+peptide+synthesis+using+2,4,6-trinitrobenzenesulphonic+acid.">A new micro-test for the detection of incomplete coupling reactions in solid-phase peptide synthesis using 2,4,6-trinitrobenzenesulphonic acid.</a> Anal. Biochem. 71, 260-264 (1976).</li><li>Marttila, A. 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=Recombinant+NeutraLite+avidin:+A+non-glycosylated,+acidic+mutant+of+chicken+avidin+that+exhibits+high+affinity+for+biotin+and+low+non-specific+binding+properties.">Recombinant NeutraLite avidin: A non-glycosylated, acidic mutant of chicken avidin that exhibits high affinity for biotin and low non-specific binding properties.</a> FEBS Lett. 467 (1), 31-36 (2000).</li><li>Gravel, R. A., Lam, K. F., Mahuran, D., Kronis, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purification+of+human+liver+propionyl-CoA+carboxylase+by+carbon+tetrachloride+extraction+and+monomeric+avidin+affinity+chromatography.">Purification of human liver propionyl-CoA carboxylase by carbon tetrachloride extraction and monomeric avidin affinity chromatography.</a> Arch Biochem Biophys. 201 (2), 669-673 (1980).</li></ol>

저자는 충돌의 관심을 선언합니다.

이 프로토콜 TOF MALDI 질량 분석을 사용 하 여 조직 추출에서 파생 하는 원유 샘플에서 효소 특이성을 식별 하 고 쉽게 여러 샘플 처리에 대 한 조정 될 수 있습니다. 특히, 우리는 기질 특이성에 변화를 일으킬 pH를 조작.
avidin 비타민 b 복합체 복잡 한 (ABC) 메서드, 생화학의 바인딩 특이성 때문에 널리 이용 되는, 우리의 프로토콜에 이용 되었다. ABC의 강한 선호도, 인해 avidin 비타민 b 복합체에의 바인딩 거의 되돌릴 수 하지 않습니다. ABCs에 대 한 친 화력 정화 따라서 매우 효율적입니다. 이러한 이유로, 우리 보고 biotin 표시 된 기판에 대 한 회복 율 낮을 것으로 예상 된다. 이 연구에서 우리만 사용 낮은 pH 수준 차입; 그러나, deglycosylated avidin-수 지13 또는 단위체 avidin-수 지14 도 사용할 수 있습니다 biotin 표시 기판 정화.
이 연구에서 제안 된 방법은 다른 실험 시스템 및 응용 프로그램; 조정 될 수 있다 베어링 염두에 두고 MALDI TOF 질량 분석기는 정량 분석을 수행할 수 없습니다. 기질 특이성을 결정 하는 일단 정량화 spectrometric 분석 실험, fluorometric 분석 실험, 또는 형광 공명 에너지 전송 (무서 워)를 사용 하 여 수행 하는 더 나은 수 있습니다.
질량 분석의 교정은이 프로토콜의 가장 중요 한 단계입니다. 유사한 분자 무게를 가진 기판은 감지 하는 경우에 결과의 정확도 선구자의 분자량을 추가 하 여 향상 시킬 수 있습니다.
효소 반응 시간 향상 때문 효소를 감지할 수 없습니다 경우 반응 시간을 연장 가능 하다. 그러나, 이상의 24 시간 동안 계속 반응 시키는 원치 않는 봉우리를 생성 하는 측 반응 결과. 따라서, 그것은 최대 18 h에 대 한 반응을 수행 하는 것이 좋습니다 또는 샘플 처리 열을 사용 하 여 테스트를 제어 하. 이 절차는 trypsin의 몇 가지 femtomol 내에 효소 특이성을 결정할 수 있었다.
끝으로, iminobiotin 표시 된 기판 특이성 효소를 사용 하 여 하는 간편한 방법을 소개 합니다. 이 방법은 여러 개의 샘플 동시 처리 가능 하며 효소 검사를 단순화 하는 데 사용할 수 있습니다.

프로 테아 제, 단백질 절단형에 의해 생리 적 프로세스 조절 그리고 특정 시간과 장소에서 효소 활동의 개시는 규제1. 그러므로 식 및 로컬 규제, 조직의 활동을 식별 하 고 프로 테아 제를 감지 하는 새로운 방법을 개발 하는 것이 중요 하다. 에 제안 된 방법은이 연구 프로 테아 제를 감지 하는 동시에 효소 특이성을 식별 하는 것을 목표로.
효소 특이성을 탐지 하기 위한 몇 가지 방법이 있습니다. Azocasein 메서드는 프로 테아 제2 의 검출에 사용을 위해 유명 하다 그러나 추가 정보를 얻을 하는 능력에 제한 된다. Zymography 프로 테아 제3의 분자량을 결정 하는 데 사용할 수 있는 또 다른 종합 효소 검출 방식 이지만 기질 특이성을 검사 하는 데 사용할 수 없습니다. 효소 특이성 spectrometric 분석, 기판 p-nitroanilide4, 등을 사용 하 여 및 fluorometric 분석 실험, coumarin 기판5 또는 형광 공명 에너지 전송 (무서 워) 분석 실험6을 사용 하 여 확인할 수 있습니다. 이 메서드는 단일 잘에서 포함 하는 기판의 단일 특이성 탐지를 사용. 현재 연구에서 이러한 추출 물 포함 여러 프로 테아 제 효소 특이성 조직 추출의 다양 한 조건에서 검사 합니다. 효소 활동은 pH, 코엔자임, prosthetic 그룹, 이온 강도 등 여러 가지 요인에 의해 통제 된다. 최근, proteomics 기반 방법 효소 특이성;을 식별 하기 위해 사용 되었습니다. 예를 들어, Biniossek 외에서 보고 하는 방법. 7 조 추출 물에도 기질 특이성을 결정 하는 프로테옴을 사용 하 고 여러 아미노산 시퀀스8을 인식 하는 프로 테아의 분열 활동의 정확한 결심을 허용 한다. 그러나,이 메서드는 수많은 샘플의 분석에 적합 하지. 우리의 메서드 여러 샘플의 동시 처리 및 Matrix-Assisted 레이저 탈 착/이온화의 사용을 사용 하는 반면, 시간의 비행 (TOF MALDI)는 쪼개진의 신속 하 고 쉽게 감지 샘플 분석을 위한 질량 분석에 용이 하 게 기판입니다.
이 종이 TOF MALDI 질량 분석을 사용 하 여 독특한 기판의 분자량을 측정 하 여 효소 특이성을 평가 하는 방법을 설명 합니다. 그들의 이론적 분자 무게, 함께 쪼개진된 기판의 분자 형태는 그림 1 과 표 1에 표시 됩니다. 이전 연구 polyglycine 스페이서 및 biotin9;를 포함 하는 기판 사용 그러나, 이러한 기판 polyglycine 시퀀스 글리신 시퀀스를 인식 하는 효소에 의해 죽 습 있을 수 있습니다 때문에 결함이 있습니다. 또한, avidin 비타민 b 복합체 사이 높은 선호도 낮은 회복 율을 이어질 수 있습니다. 하 우리는 폴 리 에틸렌 글리콜 (PEG), iminobiotin, 및 분열 사이트 (그림 1)을 식별할 수 있는 아미노산의 구성 되었다 독특한 기질 합성이 연구에서는 이러한 단점에 향상. 유사한 분자 무게의 아미노산 사이 차별, D-떠들고 못 스페이서 사이 쪼개진된 사이트에서 아미노산 추가 되었습니다.
기판의 N 맨끝 원유 샘플에서 친 화력 정화를 가능 하 게 iminobiotin로 분류 됐다. Biotin 대신 iminobiotin의 사용은 매우 중요; biotin은 avidin, avidin에 대 한 iminobiotin의 선호도 pH에 의해 변경 될 수 있습니다 동안 avidin 수 지에서 biotin 표시 된 기판의 낮은 회수율 결과와 강한 선호도 하고있다. Iminobiotin 표시 된 기판 avidin pH 4 아래 조건에서 기판 iminobiotin 표시를 해제 하는 동안 pH 9, 위의 조건에서 avidin에 바인딩합니다. 따라서, iminobiotin는 친 화력 정화10사용 되었다. 요약, 우리는 독특한 기질을 사용 하 여 효소 특이성을 탐지 하기 위한 상세한 프로토콜을 설명 합니다.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Fmoc-NH-SAL Resin(-[2,4-Dimethoxyphenyl-N-(9-fluorenylmethoxycarbonyl)aminomethyl]phenoxy resin)</td>
			<td>Watanabe Chemical Co., Ltd.</td>
			<td>A00102</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N,N-dimethylformamide (DMF)</td>
			<td>Watanabe Chemical Co., Ltd.</td>
			<td>A00185</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>piperidine</td>
			<td>Watanabe Chemical Co., Ltd.</td>
			<td>A00176</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>trinitrobenzenesulfonic acid (TNBS)</td>
			<td>WAKO Chemical</td>
			<td>209-1483</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>O-(6-Chloro-1H-benzotriazol-1-yl)-N,N,N&#39;,N&#39;-tetramethyluronium hexafluorophosphate (HCTU)</td>
			<td>Watanabe Chemical Co., Ltd.</td>
			<td>A00067</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-Hydroxy-1H-benzotriazole,monohydrate (HOBt)</td>
			<td>Watanabe Chemical Co., Ltd.</td>
			<td>A00014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>diisopropylethylamine (DIPEA)</td>
			<td>Watanabe Chemical Co., Ltd.</td>
			<td>A00030</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>triisopropylsilane (TIS)</td>
			<td>Watanabe Chemical Co., Ltd.</td>
			<td>A00170</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ethanedithiol (EDT)</td>
			<td>Watanabe Chemical Co., Ltd.</td>
			<td>A00057</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>trifluoroacetic acid (TFA)</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>S6612278 403</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>acetonitrile</td>
			<td>Kokusan Chemical</td>
			<td>2153025</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C18 cartridge column</td>
			<td>Waters</td>
			<td>WAT051910</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>poly(oxyethylene) octylphenyl ether</td>
			<td>WAKO Chemical</td>
			<td>168-11805</td>
			<td>Triton X-100</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mixing homogenizer</td>
			<td>Kinematica</td>
			<td>PT3100</td>
			<td>polytron homogenizer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coomassie Brilliant Blue (CBB) -G250</td>
			<td>Nakarai Chemical</td>
			<td>094-09</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>glycerol</td>
			<td>Nakarai Chemical</td>
			<td>170-18</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-tosyl-L-phenylalanine chloromethyl ketone (TPCK)-trypsin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T1426</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dimethyl sulfoxide (DMSO)</td>
			<td>WAKO Chemical</td>
			<td>043-07216</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>streptavidin sepharose</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td>17-511-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ZipTipC18</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>ZTC18S096</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#945;-cyano-4-hydroxycinnamic acid (CHCA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C2020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MALDI-TOF mass spectrometry</td>
			<td>Bruker Daltonics, Germany</td>
			<td>autoflex</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-iminobiotin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>I4632</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fmoc-amino acids</td>
			<td>Watanabe Chemical Co., Ltd.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the determination of protease specificity in mouse tissue extracts by maldi-tof mass spectrometry: manipulating ph to cause specificity changes

프로 테아 제 단백질 활성화/비활성화 및 음식 소화를 포함 하 여 여러 생물 학적 기능을가지고. 효소 특이성을 식별 하는 것이 효소 기능을 공개에 대 한 중요 합니다. 이 연구에서 제안 된 메서드는 매트릭스 보조 레이저 탈 착/이온화를 사용 하 여 독특한 기판의 분자량을 측정 하 여 효소 특이성을 결정 합니다 시간의 비행 (TOF MALDI) 질량 분석. 기판 포함 iminobiotin, 쪼개진된 사이트 구성 아미노산, 그리고는 스페이서 이루어져 있다 폴 리 에틸렌 글리콜. 쪼개진된 기판 독특한 분자량 쪼개진된 아미노산을 사용 하 여 생성 됩니다. 이 방법의 장점 중 하나입니다 그것은 원유 샘플을 사용 하 여 한 냄비에 실행 될 수 있습니다 그리고 그것은 또한 여러 샘플을 평가 적합. 이 문서에서는, 우리는 마우스 폐 조직, 조직 추출, 소화 기판의에 배치 샘플, 다른 pH 조건 하에서 소화 기판의 정화 등에서 추출 하는 샘플으로 최적화 하는 간단한 실험 방법 설명 및 TOF MALDI 질량 분석을 사용 하 여 기판의 분자량의 측정. 요약 하자면,이 기술은 여러 샘플 처리에 대 한 쉽게 확장 될 수 있습니다 하는 TOF MALDI 질량 분석을 사용 하 여 조직 추출에서 파생 하는 원유 샘플에서 효소 특이성의 식별에 대 한 수 있습니다.

모델 프로 테아 제에 의해 효소 특이성의 식별에 대 한 방법의 평가
이 시스템의 효율성은 TPCK-트립 신 및 V8 효소의 기질 특이성 가져온 사용 하 여 평가 되었습니다. TPCK-트립 신 및 V8 효소 아미노산 시퀀스 리 신과 아르기닌 잔류물의 C-터미널 및 aspartic 산 및 글루탐산 잔류물의 카 쪽에서 각각 쪼개 위하여 견적 되었다. 표 1 및 특정 프로 테아 제에 의해 죽 습 조각 소화 기판의 이론적 분자 무게를 보여 줍니다. TPCK-트립 신을 사용 하 여 기판 소화 쪼개진된 조각, 두 번째는 839.81 다 796.76 다 (그림 2A)에서 검출 될 수 생산. 이 파편의 분자 무게는 리 신과 아르기닌의 C-터미널에서 각각 죽 습 파편의 이론적 분자 무게에 맞춰 밀접 하 게 했다. 또한, V8 protease 769.78 다 755.62 다 (그림 2B), 글루타민 산, aspartic 산 성의 이론적인 m/z를 각각 일치의 분자 무게를 가진 그들의 쪼개진된 형태 전조 기판 변환. 이 결과이 방법은 성공적으로 MALDI TOF 질량 분석으로 효소 특이성을 식별 하기 위해 사용 될 수를 나타냅니다.
마우스 폐를 사용 하 여 다른 pH 수준 기질 특이성의 평가 추출
이 기술의 이점 중 하나는 샘플의 많은 동시에 처리 될 수 있다 이었다. 이 연구는 그 기질 특이성 변경 pH 수준 (그림 3)에 따라 증명. (그림 3B, pH 5) 산 성 조건에서 쪼개진 조각의 분자량 되었고 770.13 Da 826.66 다. 이러한 결과 폐 조직 추출 글루탐산, 트립토판의 C-말단에 쪼개 다 수와 프로 테아 제 포함 된 표시. PH 수준을 점차적으로 증가, 글루탐산으로 죽 습 조각과 트립토판 점차적으로 감소, 아르기닌 및 라이 신에 의해 점차적으로 죽 습 조각의 봉우리 증가 하는 반면 (그림 3C, D, pH 7, 9)의 봉우리로. 이러한 결과 폐 추출 포함 다른 최적의 pH와 분열 특이성을 가진 두 개 이상의 프로 테아 표시.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57469/57469fig1.jpg"> 그림 1: 효소 특이성의 검출에 대 한 스키마. (A) 효소의 특이성에 대 한 iminobiotin 표시 된 기판의 구조. (B)는 기판 했다 iminobiotin, 폴 리 에틸렌 글리콜 스페이서, 쪼갤 아미노산 사이트. (C) iminobiotin 표시 된 기판의 스펙트럼. <a href="/files/ftp_upload/57469/57469fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57469/57469fig2.jpg"> 그림 2: 정제 효소를 사용 하 여 효소 특이성을 결정 하는 방법의 평가. (A) iminobiotin 표시 된 기판에 대 한 스펙트럼 TPCK-트립 신으로 처리. 839.81 및 796.76 봉우리 조각 리 신과 아르기닌의 C-터미널 측에 분열에 의해 생성 된 각각의 이론적 분자량 일치 합니다. (B) iminobiotin 표시 된 기판에 대 한 스펙트럼 V8 효소 처리. 769.78 및 755.62 봉우리 조각 글루탐산, aspartic 산 성의 C-터미널 측에 분열에 의해 생성 된 각각의 이론적 분자량 일치 합니다. <a href="/files/ftp_upload/57469/57469fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57469/57469fig3.jpg"> 그림 3: 결정 조직을 사용 하 여 효소 특이성을 추출 하는 방법의 평가. 폐 조직으로 취급 하는 iminobiotin 표시 된 기판에 대 한 스펙트럼을 추출. 이러한 스펙트럼 봉우리 (A) pH 3, (B) pH 5, (C) pH 7, 및 (D) pH 9에서 보여줍니다. (E) iminobiotin 표시 된 기판 일반적인 소화를 평가 하기 위해 열 처리로 비활성화 조직 추출 물과 인 큐베이 팅. <a href="/files/ftp_upload/57469/57469fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>X</td>
			<td>선구자</td>
			<td>쪼개진된 형태</td>
		</tr>
<tr>
<td>G</td>
			<td>886.58</td>
			<td>697.58</td>
		</tr>
<tr>
<td>A</td>
			<td>900.60</td>
			<td>711.60</td>
		</tr>
<tr>
<td>S</td>
			<td>916.59</td>
			<td>727.59</td>
		</tr>
<tr>
<td>P</td>
			<td>926.61</td>
			<td>737.61</td>
		</tr>
<tr>
<td>V</td>
			<td>928.63</td>
			<td>739.63</td>
		</tr>
<tr>
<td>T</td>
			<td>930.61</td>
			<td>741.61</td>
		</tr>
<tr>
<td>C *</td>
			<td>1003.57</td>
			<td>814.57</td>
		</tr>
<tr>
<td>난 *</td>
			<td>1013.64</td>
			<td>824.64</td>
		</tr>
<tr>
<td>L</td>
			<td>942.64</td>
			<td>753.64</td>
		</tr>
<tr>
<td>N *</td>
			<td>1014.60</td>
			<td>825.60</td>
		</tr>
<tr>
<td>D</td>
			<td>944.59</td>
			<td>755.59</td>
		</tr>
<tr>
<td>Q</td>
			<td>957.62</td>
			<td>768.62</td>
		</tr>
<tr>
<td>K *</td>
			<td>1028.65</td>
			<td>839.65</td>
		</tr>
<tr>
<td>E</td>
			<td>958.60</td>
			<td>769.60</td>
		</tr>
<tr>
<td>M *</td>
			<td>1031.60</td>
			<td>842.60</td>
		</tr>
<tr>
<td>H</td>
			<td>966.62</td>
			<td>777.62</td>
		</tr>
<tr>
<td>F</td>
			<td>976.63</td>
			<td>787.63</td>
		</tr>
<tr>
<td>R</td>
			<td>985.66</td>
			<td>796.66</td>
		</tr>
<tr>
<td>Y</td>
			<td>992.62</td>
			<td>803.62</td>
		</tr>
<tr>
<td>W *</td>
			<td>1015.64</td>
			<td>826.64</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">*: D-Ser-Xaa 양식</td>
			<td></td>
		</tr>
</tbody></table>표 1: iminobiotin 표시 된 기질 그리고 효소 조각의 예상된 분자량의 이론적인 분자량. 별표 (*)는 폴 리 에틸렌 스페이서와 쪼갤 아미노산 사이 D 떠들고의 추가 나타냅니다.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td colspan="4">Xaa: Gly, Ala, Ser, 프로, 발, 목, 레이, Asp, Gln, Glu, 그의 페, Arg Tyr</td>
		</tr>
<tr>
<td>단계</td>
			<td colspan="3">Fmoc 화합물</td>
		</tr>
<tr>
<td>1</td>
			<td colspan="3">Fmoc-미니-PEG3-오</td>
		</tr>
<tr>
<td>2</td>
			<td colspan="3">Fmoc-Xaa-오</td>
		</tr>
<tr>
<td>3</td>
			<td colspan="3">Fmoc-미니-PEG3-오</td>
		</tr>
<tr>
<td>4</td>
			<td colspan="3">Fmoc-미니-PEG3-오</td>
		</tr>
<tr>
<td>5</td>
			<td colspan="3">Iminobiotin</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="4">Xaa: Cys, Ile, Asn, 리스, 만난, Trp</td>
		</tr>
<tr>
<td>단계</td>
			<td colspan="3">Fmoc 화합물</td>
		</tr>
<tr>
<td>1</td>
			<td colspan="3">Fmoc-미니-PEG3-오</td>
		</tr>
<tr>
<td>2</td>
			<td colspan="3">Fmoc-Xaa-오</td>
		</tr>
<tr>
<td>3</td>
			<td colspan="3">Fmoc-D-Ser (tBu)-오</td>
		</tr>
<tr>
<td>4</td>
			<td colspan="3">Fmoc-미니-PEG3-오</td>
		</tr>
<tr>
<td>5</td>
			<td colspan="3">Fmoc-미니-PEG3-오</td>
		</tr>
<tr>
<td>6</td>
			<td colspan="3">Iminobiotin</td>
		</tr>
</tbody></table>표 2: 기판 합성에 사용 된 시 약의 순차 목록입니다.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>pH</td>
			<td colspan="3">구성</td>
		</tr>
<tr>
<td>9</td>
			<td colspan="3">50mm Tricine 0.1 M NaCl을 포함 하 고 10 m m CaCl2
</td>
		</tr>
<tr>
<td>7</td>
			<td colspan="3">50 mM Tris HCl 0.1 M NaCl을 포함 하 고 10 m m CaCl2
</td>
		</tr>
<tr>
<td>5</td>
			<td colspan="3">50 mM 아세트산 나트륨 0.1 M NaCl 및 10mm CaCl2
</td>
		</tr>
<tr>
<td>3</td>
			<td colspan="3">50 m m 구 연산 산 0.1 M NaCl 및 10mm CaCl2
</td>
		</tr>
</tbody></table>표 3: 사용 되는 버퍼 솔루션의 작곡.

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The Determination of Protease Specificity in Mouse Tissue Extracts by MALDI-TOF Mass Spectrometry: Manipulating PH to Cause Specificity Changes

마우스 조직에서 효소 특이성 결정 TOF MALDI 질량 분석에 의해 추출: PH 특이성 변경를 조작

여기, 선물이 원유 마우스 조직에서 효소 특이성을 결정 하는 프로토콜 MALDI TOF 분석을 사용 하 여 추출.

Proteases have several biological functions, including protein activation/inactivation and food digestion. Identifying protease specificity is important ...

the-determination-protease-specificity-mouse-tissue-extracts-maldi

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Biochemistry

6.7K 조회수.  Nihon Pharmaceutical University. 여기, 선물이 원유 마우스 조직에서 효소 특이성을 결정 하는 프로토콜 MALDI TOF 분석을 사용 하 여 추출.

비디오: The Determination of Protease Specificity in Mouse Tissue Extracts by MALDI-TOF Mass Spectrometry: Manipulating PH to Cause Specificity Changes

Species Determination and Quantitation in Mixtures Using MRM Mass Spectrometry of Peptides Applied to Meat Authentication

We describe a simple protocol for identifying and quantifying the two components in binary mixtures of species possessing one or more similar proteins. Central to the method is the identification of 'corresponding proteins' in the species of interest, in other words proteins that are nominally the same but possess species-specific sequence differences. When subject to proteolysis, corresponding proteins will give rise to some peptides which are likewise similar but with species-specific variants. These are 'corresponding peptides'. Species-specific peptides can be used as markers for species determination, while pairs of corresponding peptides permit relative quantitation of two species in a mixture. The peptides are detected using multiple reaction monitoring (MRM) mass spectrometry, a highly specific technique that enables peptide-based species determination even in complex systems. In addition, the ratio of MRM peak areas deriving from corresponding peptides supports relative quantitation. Since corresponding proteins and peptides will, in the main, behave similarly in both processing and in experimental extraction and sample preparation, the relative quantitation should remain comparatively robust. In addition, this approach does not need the standards and calibrations required by absolute quantitation methods. The protocol is described in the context of red meats, which have convenient corresponding proteins in the form of their respective myoglobins. This application is relevant to food fraud detection: the method can detect 1% weight for weight of horse meat in beef. The corresponding protein, corresponding peptide (CPCP) relative quantitation using MRM peak area ratios gives good estimates of the weight for weight composition of a horse plus beef mixture.

We present a protocol for identifying and quantifying the components in mixtures of species possessing similar proteins. Mass spectrometry detects peptides for identification, and gives relative quantitation by ratios of peak areas. As a tool food for fraud detection, the method can detect 1% horse in beef.

고기 인증에 펩티드 응용의 MRM 질량 분석을 사용하여 혼합물에서 종 결정 및 정량

We describe a simple protocol for identifying and quantifying the two components in binary mixtures of species possessing one or more similar proteins. ...

연구

생화학

Time-resolved ElectroSpray Ionization Hydrogen-deuterium Exchange Mass Spectrometry for Studying 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. Hydrogen-Deuterium Exchange (HDX) measured at rapid time scales is uniquely suited to detect structures and hydrogen bonding networks that are briefly populated, allowing for the characterization of transient conformers in native ensembles. Coupling of HDX to mass spectrometry offers several key advantages, including high sensitivity, low sample consumption and no restriction on protein size. This technique has advanced greatly in the last several decades, including the ability to monitor HDX labeling times on the millisecond time scale. In addition, by incorporating the HDX workflow onto a microfluidic platform housing an acidic protease microreactor, we are able to localize dynamic properties at the peptide level. In this study, Time-Resolved ElectroSpray Ionization Mass Spectrometry (TRESI-MS) coupled to HDX was used to provide a detailed picture of residual structure in the tau protein, as well as the conformational shifts induced upon hyperphosphorylation.

Conformational flexibility plays a critical role in protein function. Herein, we describe the use of time-resolved electrospray ionization mass spectrometry coupled to hydrogen-deuterium exchange for probing the rapid structural changes that drive function in ordered and disordered proteins.

시간 해결 전기 분무 이온화 수소 - 중수소 교환 질량 분석 단백질 구조와 역학 연구를위한

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

Most proteins act in association with others; hence, it is crucial to characterize these functional units in order to fully understand biological processes. Affinity purification coupled to mass spectrometry (AP-MS) has become the method of choice for identifying protein-protein interactions. However, conventional AP-MS studies provide information on protein interactions, but the organizational information is lost. To address this issue, we developed a strategy to unravel the distinct functional assemblies a protein might be involved in, by resolving affinity-purified protein complexes prior to their characterization by mass spectrometry. Protein complexes isolated through affinity purification of a bait protein using an epitope tag and competitive elution are separated through blue native electrophoresis. Comparison of protein migration profiles through correlation profiling using quantitative mass spectrometry allows assignment of interacting proteins to distinct molecular entities. This method is able to resolve protein complexes of close molecular weights that might not be resolved by traditional chromatographic techniques such as gel filtration. With little more work than conventional AP-geLC-MS/MS, we demonstrate this strategy may in many cases be adequate for obtaining protein complex topological information concomitantly to identifying protein interactions.

Here we present protocols for affinity purification of protein complexes and their separation by blue native PAGE, followed by protein correlation profiling using label free quantitative mass spectrometry. This method is useful to resolve interactomes into distinct protein complexes.

블루 기본 페이지와 단백질 상관 관계 프로파일 링에 의한 선호도 정제 단백질 복합체 해결

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

Analysis of Histone Antibody Specificity with Peptide Microarrays

Post-translational modifications (PTMs) on histone proteins are widely studied for their roles in regulating chromatin structure and gene expression. The mass production and distribution of antibodies specific to histone PTMs has greatly facilitated research on these marks. As histone PTM antibodies are key reagents for many chromatin biochemistry applications, rigorous analysis of antibody specificity is necessary for accurate data interpretation and continued progress in the field. This protocol describes an integrated pipeline for the design, fabrication and use of peptide microarrays for profiling the specificity of histone antibodies. The design and analysis aspects of this procedure are facilitated by ArrayNinja, an open-source and interactive software package we recently developed to streamline the customization of microarray print formats. This pipeline has been used to screen a large number of commercially available and widely used histone PTM antibodies, and data generated from these experiments are freely available through an online and expanding Histone Antibody Specificity Database. Beyond histones, the general methodology described herein can be applied broadly to the analysis of PTM-specific antibodies.

This manuscript describes methods for applying peptide microarray technology to specificity profiling of antibodies that recognize histones and their post-translational modifications.

펩티드 Microarrays를 가진 Histone 항체 특이성의 분석

Post-translational modifications (PTMs) on histone proteins are widely studied for their roles in regulating chromatin structure and gene expression. The ...

Sample Preparation for Mass Spectrometry-based Identification of RNA-binding Regions

Noncoding RNAs play important roles in several nuclear processes, including regulating gene expression, chromatin structure, and DNA repair. In most cases, the action of noncoding RNAs is mediated by proteins whose functions are in turn regulated by these interactions with noncoding RNAs. Consistent with this, a growing number of proteins involved in nuclear functions have been reported to bind RNA and in a few cases the RNA-binding regions of these proteins have been mapped, often through laborious, candidate-based methods.
Here, we report a detailed protocol to perform a high-throughput, proteome-wide unbiased identification of RNA-binding proteins and their RNA-binding regions. The methodology relies on the incorporation of a photoreactive uridine analog in the cellular RNA, followed by UV-mediated protein-RNA crosslinking, and mass spectrometry analyses to reveal RNA-crosslinked peptides within the proteome. Although we describe the procedure for mouse embryonic stem cells, the protocol should be easily adapted to a variety of cultured cells.

We describe a protocol to identify RNA-binding proteins and map their RNA-binding regions in live cells using UV-mediated photocrosslinking and mass spectrometry.

질량 분석 기반 식별 RNA 바인딩 영역에 대 한 샘플 준비

Noncoding RNAs play important roles in several nuclear processes, including regulating gene expression, chromatin structure, and DNA repair. In most ...

Defining Hsp33's Redox-regulated Chaperone Activity and Mapping Conformational Changes on Hsp33 Using Hydrogen-deuterium Exchange Mass Spectrometry

Living organisms regularly need to cope with fluctuating environments during their life cycle, including changes in temperature, pH, the accumulation of reactive oxygen species, and more. These fluctuations can lead to a widespread protein unfolding, aggregation, and cell death. Therefore, cells have evolved a dynamic and stress-specific network of molecular chaperones, which maintain a "healthy" proteome during stress conditions. ATP-independent chaperones constitute one major class of molecular chaperones, which serve as first-line defense molecules, protecting against protein aggregation in a stress-dependent manner. One feature these chaperones have in common is their ability to utilize structural plasticity for their stress-specific activation, recognition, and release of the misfolded client. 
In this paper, we focus on the functional and structural analysis of one such intrinsically disordered chaperone, the bacterial redox-regulated Hsp33, which protects proteins against aggregation during oxidative stress. Here, we present a toolbox of diverse techniques for studying redox-regulated chaperone activity, as well as for mapping conformational changes of the chaperone, underlying its activity. Specifically, we describe a workflow which includes the preparation of fully reduced and fully oxidized proteins, followed by an analysis of the chaperone anti-aggregation activity in vitro using light-scattering, focusing on the degree of the anti-aggregation activity and its kinetics. To overcome frequent outliers accumulated during aggregation assays, we describe the usage of Kfits, a novel graphical tool which allows easy processing of kinetic measurements. This tool can be easily applied to other types of kinetic measurements for removing outliers and fitting kinetic parameters. To correlate the function with the protein structure, we describe the setup and workflow of a structural mass spectrometry technique, hydrogen-deuterium exchange mass spectrometry, that allows the mapping of conformational changes on the chaperone and substrate during different stages of Hsp33 activity. The same methodology can be applied to other protein-protein and protein-ligand interactions.

One of the most challenging stress conditions that organisms encounter during their lifetime involves the accumulation of oxidants. During oxidative stress, cells heavily rely on molecular chaperones. Here, we present methods used to investigate the redox-regulated anti-aggregation activity, as well as to monitor structural changes governing the chaperone function using HDX-MS.

Hsp33의 Redox 규제 보호자 활동을 정의 하 고 수소 중수소 교환 질량 분석을 사용 하 여 Hsp33에 구조적 변화를 매핑

Living organisms regularly need to cope with fluctuating environments during their life cycle, including changes in temperature, pH, the accumulation of ...

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

The maintenance of the genome and its faithful replication is paramount for conserving genetic information. To assess high fidelity replication, we have developed a simple non-labeled and non-radio-isotopic method using a matrix-assisted laser desorption ionization with time-of-flight (MALDI-TOF) mass spectrometry (MS) analysis for a proofreading study. Here, a DNA polymerase [e.g., the Klenow fragment (KF) of Escherichia coli DNA polymerase I (pol I) in this study] in the presence of all four dideoxyribonucleotide triphosphates is used to process a mismatched primer-template duplex. The mismatched primer is then proofread/extended and subjected to MALDI-TOF MS. The products are distinguished by the mass change of the primer down to single nucleotide variations. Importantly, a proofreading can also be determined for internal single mismatches, albeit at different efficiencies. Mismatches located at 2-4-nucleotides (nt) from the 3' end were efficiently proofread by pol I, and a mismatch at 5 nt from the primer terminus showed only a partial correction. No proofreading occurred for internal mismatches located at 6 - 9 nt from the primer 3' end. This method can also be applied to DNA repair assays (e.g., assessing a base-lesion repair of substrates for the endo V repair pathway). Primers containing 3' penultimate deoxyinosine (dI) lesions could be corrected by pol I. Indeed, penultimate T-I, G-I, and A-I substrates had their last 2 dI-containing nucleotides excised by pol I before adding a correct ddN 5'-monophosphate (ddNMP) while penultimate C-I mismatches were tolerated by pol I, allowing the primer to be extended without repair, demonstrating the sensitivity and resolution of the MS assay to measure DNA repair.

A non-labeled, non-radio-isotopic method for DNA polymerase proofreading and a DNA repair assay was developed by using high-resolution MALDI-TOF mass spectrometry and a single nucleotide extension strategy. The assay proved to be very specific, simple, rapid, and easy to perform for proofreading and repair patches shorter than 9-nucleotides.

교정 및 DNA 복구 분석 결과 단일 뉴클레오티드 확장 및 TOF MALDI 질량 분석 분석을 사용 하 여

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

The posttranslational modification of proteins by the small protein ubiquitin is involved in many cellular events. After tryptic digestion of ubiquitinated proteins, peptides with a diglycine remnant conjugated to the epsilon amino group of lysine (&#39;K-&#949;-diglycine&#39; or simply &#39;diGly&#39;) can be used to track back the original modification site. Efficient immunopurification of diGly peptides combined with sensitive detection by mass spectrometry has resulted in a huge increase in the number of ubiquitination sites identified up to date. We have made several improvements to this workflow, including offline high pH reverse-phase fractionation of peptides prior to the enrichment procedure, and the inclusion of more advanced peptide fragmentation settings in the ion routing multipole. Also, more efficient cleanup of the sample using a filter-based plug in order to retain the antibody beads results in a greater specificity for diGly peptides. These improvements result in the routine detection of more than 23,000 diGly peptides from human cervical cancer cells (HeLa) cell lysates upon proteasome inhibition in the cell. We show the efficacy of this strategy for in-depth analysis of the ubiquitinome profiles of several different cell types and of in vivo samples, such as brain tissue. This study presents an original addition to the toolbox for protein ubiquitination analysis to uncover the deep cellular ubiquitinome.

We present a method for the purification, detection, and identification of diGly peptides that originate from ubiquitinated proteins from complex biological samples. The presented method is reproducible, robust, and outperforms published methods with respect to the level of depth of the ubiquitinome analysis.

펩타이드 농축 및 질량 분광법에 의한 단백질 유비퀴틴화 부위 검출

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

Protein nitration is one of the most important post-translational modifications (PTM) on tyrosine residues and it can be induced by chemical actions of reactive oxygen species (ROS) and reactive nitrogen species (RNS) in eukaryotic cells. Precise identification of nitration sites on proteins is crucial for understanding the physiological and pathological processes related to protein nitration, such as inflammation, aging, and cancer. Since the nitrated proteins are of low abundance in cells even under induced conditions, no universal and efficient methods have been developed for the profiling and identification of protein nitration sites. Here we describe a protocol for nitropeptide enrichment by using a chemical reduction reaction and biotin labeling, followed by high resolution mass spectrometry. In our method, nitropeptide derivatives can be identified with high accuracy. Our method exhibits two advantages compared to the previously reported methods. First, dimethyl labeling is used to block the primary amine on nitropeptides, which can be used to generate quantitative results. Second, a disulfide bond containing NHS-biotin reagent is used for the enrichment, which can be further reduced and alkylated to enhance the detection signal on a mass spectrometer. This protocol has been successfully applied to the model peptide Angiotensin II in the current paper.

Proteomic profiling of tyrosine-nitrated proteins has been a challenging technique due to the low abundance of the 3-nitrotyrosine modification. Here we describe a novel approach for nitropeptide enrichment and profiling by using Angiotensin II as the model. This method can be extended for other in vitro or in vivo systems.

안지오텐신 II에 의해 설명 니트로 펩티드 프로파일링 및 식별

Protein nitration is one of the most important post-translational modifications (PTM) on tyrosine residues and it can be induced by chemical actions of ...

Quantitative Analysis of the Cellular Lipidome of Saccharomyces Cerevisiae Using Liquid Chromatography Coupled with Tandem Mass Spectrometry

Lipids are structurally diverse amphipathic molecules that are insoluble in water. Lipids are essential contributors to the organization and function of biological membranes, energy storage and production, cellular signaling, vesicular transport of proteins, organelle biogenesis, and regulated cell death. Because the budding yeast Saccharomyces cerevisiae is a unicellular eukaryote amenable to thorough molecular analyses, its use as a model organism helped uncover mechanisms linking lipid metabolism and intracellular transport to complex biological processes within eukaryotic cells. The availability of a versatile analytical method for the robust, sensitive, and accurate quantitative assessment of major classes of lipids within a yeast cell is crucial for getting deep insights into these mechanisms. Here we present a protocol to use liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) for the quantitative analysis of major cellular lipids of S. cerevisiae. The LC-MS/MS method described is versatile and robust. It enables the identification and quantification of numerous species (including different isobaric or isomeric forms) within each of the 10 lipid classes. This method is sensitive and allows identification and quantitation of some lipid species at concentrations as low as 0.2 pmol/&#181;L. The method has been successfully applied to assessing lipidomes of whole yeast cells and their purified organelles. The use of alternative mobile phase additives for electrospray ionization mass spectrometry in this method can increase the efficiency of ionization for some lipid species and can be therefore used to improve their identification and quantitation.

Quantitative Analysis of the Cellular Lipidome of Saccharomyces Cerevisiae Using Liquid Chromatography Coupled with Tandem Mass Spectrometry

We present a protocol using liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry to identify and quantify major cellular lipids in Saccharomyces cerevisiae. The described method for a quantitative assessment of major lipid classes within a yeast cell is versatile, robust, and sensitive.

탠덤 질량 분석과 결합 된 액체 크로마토그래피를 사용하여 사카로 미세화세세비시아의 세포 지질의 정량분석

Lipids are structurally diverse amphipathic molecules that are insoluble in water. Lipids are essential contributors to the organization and function of ...