Name: optimized protocol for the extraction of proteins from the human mitral valve
Uploaded: 2017-06-14T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 13 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Optimized Protocol for the Extraction of Proteins from the Human Mitral Valve at JoVE.com

İtalyan Sağlık Bakanlığı, bu çalışmayı destekledi (RC 2013-BIO 15). Mükemmel teknik yardımıyla Barbara Micheli&#39;ye teşekkür ediyoruz.

Bu protokolde, organ kalpleri normal ekokardiyografik parametrelere rağmen teknik veya işlevsel nedenlerle organ naklinden dışlanan çoklu organ donörlerinden çoklu organ explantasyonu (4-12 saat soğuk iskemi süresi, ortalama ± ± 2 saat) sırasında toplanır. Aortik ve pulmoner kapakçıkların bankacılığı için Milan Kardiyovasküler Doku Bankasına, Monzino Kardiyoloji Merkezi&#39;ne (Milano, İtalya) gönderilirler. Mitral posterior broşürler klinik amaçla kullanılmaz, bu nedenle donorların akrabalarından bilgilendirilmiş onam alındığında aortik ve pulmoner kapak izolasyonu sırasında toplanırlar. Transplantasyon ve araştırma dokusu sadece ebeveynlerin izninden sonra toplanır; Izin belgesinde, insan klinik kullanımına ( yani, mikrobiyolojik, fonksiyonel ve serolojik sorunlar) uygun değilse, kardiyak doku kullanımını araştırma için etik komitesinin talimatlarını izleyen (veya değil)Monzino Kardiyoloji Merkezi. 1. Mitral kapak hazırlığı <ol><li> Organ eksplantasyonundan sonra mümkün olduğunca çabuk insan mitral kapağını hasat edin (4-12 saat soğuk iskemi süresi). </li><li> Temiz bir odada kalbi, soğuk (4 ° C) bir solüsyonu ( örn. Tuzlu su çözeltisi veya dengeli orta Eurocollins veya Wisconsin) içeren taşıma çantasından çıkarın. Vantuz hazırlığına geçmek için bir kovaya koyun ve biyogüvenlik kabinine yerleştirin (biyolojik tehlike sınıfı A, İyi Üretim Uygulamaları (GMP) sınıflandırması). </li><li> Kalbi dolabın içindeki steril tek kullanımlık bir örtünün üzerine koyun. Steril tek kullanımlık bir neşter kullanarak, kalbi tam eksene dik olarak, apsisden yaklaşık 4 cm uzaktaki sol ve sağ ventrikler seviyesinde kesin. </li><li> Sol atrium çatısını görüntülemek için, yükselen aorta ve pulmoner arteri hareket ettirin. </li><li> Steril otoklavlanabilir forseps ve toplar ile sol kulakçığı kesipMitral kapağı görünür hale getirir ve büyük mitral yaprakçık (anterior) ve küçük mitral yaprak posteri (posterior) tanımlanmasına izin verir. NOT: Antero-lateral ve posterior medial komissürler, ön yaprakçık ve posterior alanın sınırını tanımlar. </li><li> Steril otoklavlanabilir makas ve travmatik olmayan forseps kullanarak, tüm sol ventrikül kapağının çevresi etrafında sol atrium ve ventrikül duvar kalınlığını inceleyin . </li><li> Mitro-aort kapak sürekliliğini belirleyin. NOT: Sol ventrikül bütün mitral kapak ve akorları içerir. </li><li> Posterior mitral kapakçık leğeninden ön mitral kapakçık broşürünü ayırın ve posterior broşürü ventrikülle sokma (komissür) ile kesme. </li><li> Salin solüsyonundaki posterior broşürü yıkayın. Broşürünü küçük parçalara (&lt;1 cm2) kesin ve aluminyum folyoya ayrı ayrı sarın. Sıvı azot ile çalkalamayın. Dikkat: Sıvı azot kullanırken organizasyonel güvenlik prosedürlerini takip edin. <ol><li> İşlemin sonunda kabininin masasını% 70 izopropil alkol solüsyonu ve% 6 hidrojen peroksit solüsyonuyla haşlayın. </li></ol></li></ol> 2. Protein ekstraksiyonu <ol><li> Sıvı azot içinde depolanan numuneyi almak için forseps kullanın ve alüminyum folyoya sarılı haldeyken derhal kuru buz üzerine koyun. Herhangi bir transfer sırasında numuneyi çözmeye bırakmayın. </li><li> Öğütmeden önce, sıvı azotu (~ 500 mL) içeren bir Dewar şişeye koyarak numuneyle birlikte bir öğütücü sisteminin porselen / zirkon harcı ve havucu suyunu ( örn. CryoGrinder) soğutun. Dikkat: Sıvı azot kullanırken organizasyonel güvenlik prosedürlerini takip edin. </li><li> Harcı ve havaneleri kuru buz içeren bir polistiren kutusuna koyun. Numuneyi alüminyum folyodan çıkarın ve harç içine koyun. </li><li> ÖğütHarç karşı 15-20 kez büyük harç ile örnek, tornavida kullanarak havaneli döndürmek için. Öğütme işlemi sırasında, önceden soğutulmuş bir spatula ucu ile numuneyi karıştırın. <ol><li> Küçük havaneli ile tekrarlayın. </li></ol></li><li> Öğütülmüş numuneyi, tüp ters çevrilerek, harç üzerine yerleştirilerek ve tüpün içine götürmek üzere birlikte ters çevirerek daha önceden tartılmış bir tüpe ( örn., 15 mL santrifüj tüpüne) aktarın. Harca ait tüm malzemeleri geri kazanmak için önceden soğutulmuş bir spatula kullanın. <ol><li> Transfer esnasında örnek çözülmesini önlemek için, boruyu numuneyle kuru buzda tutun. </li></ol></li><li> Numunenin net ağırlığını hesaplayın. </li><li> Her numuneden sonra harç ve kalıntıları temizleyin ve otoklavlayarak veya 200 ° C&#39;de 2 saat ısıtılarak dekontamine ediniz. </li><li> Toz haline getirilmiş numuneyi, ters çevirerek bir homojenleştiricinin cam tübüne santrifüj tüpünden aktarın. </li><li> Filtrelenmiş üre büfesi ekleHer 10 mg toz haline getirilmiş doku için 200 uL üre tamponu cam tüpüne% 10 r (8 M üre, 2 M tiyoüre,% 4 w / v CHAPS, 20 mM Tris ve 55 mM ditiyotreitol) ilave edildi. NOT: Santrifüj tüpünde kalan artık toz halindeki örnek, hesaplanan hacimde üre tamponu kullanılarak geri kazanılabilir. </li><li> Borosilikat cam harç ve bir politetrafloroetilen (PTFE) havan ile donatılmış bir karıştırıcı kullanarak numuneyi homojenize edin. 10&#39;ar kez büküm hareketi (1,500 rpm) ile örnek üzerine yavaşça bastırın. </li><li> Süpernatanı alın ve onu temiz bir 1.7 mL santrifüj tüpüne aktarın. Kalan numuneyi taze üre tamponuyla tekrar çıkarıp, ilk ekstraksiyon sırasında kullanılan hacmin yarısını ekleyin. </li><li> Adım 2.10&#39;ı tekrarlayın. </li><li> Süpernatanı alın ve adım 2.11&#39;deki süpernatana birleştirin. Birleştirilen süpernatanı 30 dakika süreyle bir tüp döndürücü üzerine yerleştirin. </li><li> Boruyu 13,000 xg ve 4 ° C&#39;de 30 dakika boyunca santrifüjleyin. </li><li> Süpernatanı veD Bradford protein deneyi kullanılarak üreticinin talimatlarına göre protein konsantrasyonunu ölçün. Kullanana kadar numuneyi -80 ° C&#39;de saklayın. </li></ol>

<ol>
	<li>Vogel, C., Marcotte, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insights+into+the+regulation+of+protein+abundance+from+proteomic+and+transcriptomic+analyses.">Insights into the regulation of protein abundance from proteomic and transcriptomic analyses.</a> Nat Rev Genet. 13 (4), 227-232 (2012).</li><li>de Sousa Abreu, R., Penalva, L. O., Marcotte, E. M., Vogel, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+signatures+of+protein+and+mRNA+expression+levels.">Global signatures of protein and mRNA expression levels.</a> Mol Biosyst. 5 (12), 1512-1526 (2009).</li><li>Hanash, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Disease+proteomics.">Disease proteomics.</a> Nature. 422 (6928), 226-232 (2003).</li><li>Ahram, M., Petricoin, E. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteomics+Discovery+of+Disease+Biomarkers.">Proteomics Discovery of Disease Biomarkers.</a> Biomark Insights. 3, 325-333 (2008).</li><li>Chandramouli, K., Qian, P. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteomics:+challenges,+techniques+and+possibilities+to+overcome+biological+sample+complexity.">Proteomics: challenges, techniques and possibilities to overcome biological sample complexity.</a> Hum Genomics Proteomics. 2009, (2009).</li><li>Singleton, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+bioanalytical+sample+preparation+for+LC-MS+analysis.">Recent advances in bioanalytical sample preparation for LC-MS analysis.</a> Bioanalysis. 4 (9), 1123-1140 (2012).</li><li>Williams, T. H., Jew, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Is+the+mitral+valve+passive+flap+theory+overstated?+An+active+valve+is+hypothesized.">Is the mitral valve passive flap theory overstated? An active valve is hypothesized.</a> Med Hypotheses. 62 (4), 605-611 (2004).</li><li>Rabkin, E., 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=Activated+interstitial+myofibroblasts+express+catabolic+enzymes+and+mediate+matrix+remodeling+in+myxomatous+heart+valves.">Activated interstitial myofibroblasts express catabolic enzymes and mediate matrix remodeling in myxomatous heart valves.</a> Circulation. 104 (21), 2525-2532 (2001).</li><li>Martins Cde, O., 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=Distinct+mitral+valve+proteomic+profiles+in+rheumatic+heart+disease+and+myxomatous+degeneration.">Distinct mitral valve proteomic profiles in rheumatic heart disease and myxomatous degeneration.</a> Clin Med Insights Cardiol. 8, 79-86 (2014).</li><li>Tan, H. 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=Unravelling+the+proteome+of+degenerative+human+mitral+valves.">Unravelling the proteome of degenerative human mitral valves.</a> Proteomics. 15 (17), 2934-2944 (2015).</li><li>Banfi, 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=Proteome+of+platelets+in+patients+with+coronary+artery+disease.">Proteome of platelets in patients with coronary artery disease.</a> Exp Hematol. 38 (5), 341-350 (2010).</li><li>Banfi, 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=Proteomic+analysis+of+human+low-density+lipoprotein+reveals+the+presence+of+prenylcysteine+lyase,+a+hydrogen+peroxide-generating+enzyme.">Proteomic analysis of human low-density lipoprotein reveals the presence of prenylcysteine lyase, a hydrogen peroxide-generating enzyme.</a> Proteomics. 9 (5), 1344-1352 (2009).</li><li>Lowry, O. H., Rosebrough, N. J., Farr, A. L., Randall, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+measurement+with+the+Folin+phenol+reagent.">Protein measurement with the Folin phenol reagent.</a> J Biol Chem. 193 (1), 265-275 (1951).</li><li>Banfi, 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=Very+low+density+lipoprotein-mediated+signal+transduction+and+plasminogen+activator+inhibitor+type+1+in+cultured+HepG2+cells.">Very low density lipoprotein-mediated signal transduction and plasminogen activator inhibitor type 1 in cultured HepG2 cells.</a> Circ Res. 85 (2), 208-217 (1999).</li><li>Brioschi, M., 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=Normal+human+mitral+valve+proteome:+A+preliminary+investigation+by+gel-based+and+gel-free+proteomic+approaches.">Normal human mitral valve proteome: A preliminary investigation by gel-based and gel-free proteomic approaches.</a> Electrophoresis. 37 (20), 2633-2643 (2016).</li><li>Brioschi, M., Lento, S., Tremoli, E., Banfi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteomic+analysis+of+endothelial+cell+secretome:+a+means+of+studying+the+pleiotropic+effects+of+Hmg-CoA+reductase+inhibitors.">Proteomic analysis of endothelial cell secretome: a means of studying the pleiotropic effects of Hmg-CoA reductase inhibitors.</a> J Proteomics. 78, 346-361 (2013).</li><li>Sun, S., Zhou, J. Y., Yang, W., Zhang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibition+of+protein+carbamylation+in+urea+solution+using+ammonium-containing+buffers.">Inhibition of protein carbamylation in urea solution using ammonium-containing buffers.</a> Anal Biochem. 446, 76-81 (2014).</li><li>Rabilloud, T., Adessi, C., Giraudel, A., Lunardi, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improvement+of+the+solubilization+of+proteins+in+two-dimensional+electrophoresis+with+immobilized+pH+gradients.">Improvement of the solubilization of proteins in two-dimensional electrophoresis with immobilized pH gradients.</a> Electrophoresis. 18 (3-4), 307-316 (1997).</li><li>Santoni, V., Molloy, M., Rabilloud, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Membrane+proteins+and+proteomics:+un+amour+impossible?.">Membrane proteins and proteomics: un amour impossible?.</a> Electrophoresis. 21 (6), 1054-1070 (2000).</li><li>Shechter, D., Dormann, H. L., Allis, C. D., Hake, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extraction,+purification+and+analysis+of+histones.">Extraction, purification and analysis of histones.</a> Nat Protoc. 2 (6), 1445-1457 (2007).</li><li>Fujiki, Y., Hubbard, A. L., Fowler, S., Lazarow, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+of+intracellular+membranes+by+means+of+sodium+carbonate+treatment:+application+to+endoplasmic+reticulum.">Isolation of intracellular membranes by means of sodium carbonate treatment: application to endoplasmic reticulum.</a> J Cell Biol. 93 (1), 97-102 (1982).</li><li>Gorg, A., Weiss, W., Dunn, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+two-dimensional+electrophoresis+technology+for+proteomics.">Current two-dimensional electrophoresis technology for proteomics.</a> Proteomics. 4 (12), 3665-3685 (2004).</li><li>Mann, M., Kelleher, N. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Precision+proteomics:+the+case+for+high+resolution+and+high+mass+accuracy.">Precision proteomics: the case for high resolution and high mass accuracy.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 105 (47), 18132-18138 (2008).</li><li>Thakur, S. S., 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=Deep+and+highly+sensitive+proteome+coverage+by+LC-MS/MS+without+prefractionation.">Deep and highly sensitive proteome coverage by LC-MS/MS without prefractionation.</a> Mol Cell Proteomics. 10 (8), M110.003699 (2011).</li><li>Loardi, 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=Biology+of+mitral+valve+prolapse:+the+harvest+is+big,+but+the+workers+are+few.">Biology of mitral valve prolapse: the harvest is big, but the workers are few.</a> Int J Cardiol. 151 (2), 129-135 (2011).</li><li>Schoen, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolving+concepts+of+cardiac+valve+dynamics:+the+continuum+of+development,+functional+structure,+pathobiology,+and+tissue+engineering.">Evolving concepts of cardiac valve dynamics: the continuum of development, functional structure, pathobiology, and tissue engineering.</a> Circulation. 118 (18), 1864-1880 (2008).</li><li>Lelovas, P. P., Kostomitsopoulos, N. G., Xanthos, T. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparative+anatomic+and+physiologic+overview+of+the+porcine+heart.">A comparative anatomic and physiologic overview of the porcine heart.</a> J Am Assoc Lab Anim Sci. 53 (5), 432-438 (2014).</li></ol>

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Bu protokolün kritik bir adımı, numuneyi dondurmak ve öğütücü sistemini soğutmak için sıvı azot kullanılmasıdır. Sıvı azot kullanımı, biyolojik bozulmayı önler ve verimli tozlamaya izin verir, ancak güvenli kullanım için özel eğitim gerektirir. Bu protokolde örnek öğütme için bir öğütücü sistemi bulunur, çünkü küçük numunelerin standart harç ve havanelerden kurtarılması zordur. Bu durumda, küçük numuneler, harç yüzeyinin üzerine ince bir toz halinde yayılır ve böylece toplama işlemi zorlaşır. Başka bir avantaj da öğütücünün motorlu olması, daha fazla sayıda numunenin tekrarlanabilir bir şekilde ve yorulmadan eklenmesine olanak sağlamasıdır. Öğütücünün kullanımına ilişkin bir sınırlama, numunenin büyüklüğünün az olması gerekirken (100 mg veya daha az), havan toprağa etkili bir şekilde preslenecek olmasıdır. Ayrıca, öğütücü bileşenleri, temizleme amaçları arasında oda sıcaklığına ısıtılmalıdır<html> g. Sonuç olarak, prosedür çok zaman alıcıdır ve eğer birçok numune günlük olarak işlenirse, birçok takıma ihtiyaç duyulmaktadır. İlave bir kritik adım, ekstraksiyon tamponunun hazırlanmasıdır. Tuz konsantrasyonları, özellikle üre (8 M) ve tiyoüre (2 M) için oldukça yüksektir; Böylece, tuz hacmi çözeltinin toplam hacminin neredeyse yarısı kadardır. Ayrıca, 37 ° C&#39;den fazla sıcaklıkta üre protein / peptidin N terminalinde ve lizin ve arginin artıklarının 17 yan zincir amino gruplarında protein karbamilasyona neden olabileceği için ısı kaçınılmalıdır, çünkü çözünme kolay değildir. . Çözündükten sonra, üre tamponu 0.22 μm&#39;lik filtrelerle süzülmelidir ve ekstraksiyon etkinliğini etkilemeden -80 ° C&#39;de 4 hafta süreyle saklanabilir, ancak tam çözünmeye izin vermek için kullanımdan önce 15 ° C&#39;den fazla ısıtılmalıdır. . Değişiklikler ve sorun giderme Bu protokoldür protein ekstraksiyonu tarif edilen üre tamponu kullanılarak gerçekleştirilir, çünkü izoelektrofokus ile uyumluluğu ve az çözünen proteinleri çözünürleştirmede etkinliği nedeniyle proteomik çalışmalar için en çok kullanılan protein ekstraksiyon çözeltilerinden biridir ( 18) . Bu tamponun, integral membran proteinleri 19 veya tübülin 18 gibi agregasyona oldukça yatkın olan proteinler gibi az çözünür proteinleri çok etkili bir şekilde çözündürebildiğini göstermiştir Ayrıca bu tampon, protein konsantrasyonunu belirlemek için Bradford tahlili ile tamamen uyumludur ve Doğrudan 2-DE ve sıvı fazlı IEF analizlerinde kullanılabilir. Bununla birlikte, bu tampon, bir numunedeki tüm proteinlerin çözünürlüğü için ideal değildir. Farklı ekstraksiyon tamponlarının proteinleri bu protokol ile tespit edilemediği ortaya çıkabilir. Örneğin, iyi biliyorBu ribozomal ve nükleer proteinlerin, asit ekstraksiyonu veya trikloroasetik asit / aseton çökeltme 20 ile daha iyi ekstrakte edilebileceği, buna karşın alkalin pH düzeylerinin membran proteinleri 21 , 22 için daha uygun olduğu bulunmuştur. Bu nedenle, alternatif tamponların kullanılması, 2-DE veya sıvı fazlı IEF&#39;yi etkileyen tuzları ortadan kaldırmak için protein çökeltilmesi için ek adımlar gerektirebilir. Tekniğin sınırlamaları Bu protokol tarafından belirlenen protein sayısı nispeten düşüktür, ancak tanımlama sayısı ve proteomik analizi kapsama alanı, son yıllarda kitlesel doğruluk ve dizilim hızı çarpıcı bir biçimde artan daha modern araçların kullanılmasıyla daha da artırılabilir 23. Proteomun büyük bir bölümünü herhangi bir ön ayırma basamağı olmaksızın, sıvı ch için uzun bir gradyan kullanmak suretiyle kaplamak mümkündür.Romatograf ayrımları ve hızlı bir sıralama hızı olan yüksek çözünürlüklü bir MS enstrümanı. Tekniğin mevcut / alternatif yöntemlere göre önemi İnsan kalp kapakçıkları (mitral kapak gibi) proteinleri tanımlama ve ölçme kabiliyeti, kapak hastalıklarında fizyolojik / patolojik süreçlerin mekanizmalarını aydınlatmaya yardımcı olacak önemli ve zorlayıcı bir görevdir. Mitral kapak proteomunun değişimlerinin tanımlanması, dokunun hastalık durumu ile ilişkili biyolojik süreçlerin doğasını anlamayı arttıracaktır. Mitral kapağın fizyopatolojisi hakkındaki mevcut bilgiler sınırlıdır ve genellikle hücre dışı matriks yeniden şekillenmesi, hemostaz, inflamasyon veya oksidatif stres gibi spesifik süreçlerde yer alan proteinlerin analiziyle elde edilir. </sUp&gt;, esas olarak immünohistokimya ile doku düzeyinde çalışılmıştır. Giriş bölümünde öngörüldüğü gibi, literatürde bulunan minimal proteomik veriler, patolojik mitral kapakçıkların 9 , 10&#39;un analizine odaklanmaktadır. Kapsamlı proteomik çalışmaların olmaması, hücre dışı matris proteinleri ( örn., Proteoglikanlar, kollajen ve elastin) açısından çok zayıf olan bu düşük hücreli dokunun karmaşıklığına atfedilebilir. Bu proteinler, toplam miktarın yaklaşık% 80&#39;ini oluşturur ve düşük miktarda bulunan proteinlerin analizini engeller 26 . Bu nedenle, bu dokunun proteomunu tanımlamak için protein çözünürlüğünü en yükseğe çıkarmak için etkili bir ekstraksiyon protokolü kurmak gerekiyordu. Bu protokol, 1 mg dokudan ~ 50 μg proteinin çıkarılmasına izin verdi. Bu, &quot;yumuşak&quot; dokuyla karşılaştırıldığında nispeten düşük bir verimdir, örneğinKaraciğer olarak (1 mg dokudan ~ 135 μg), ancak tek tek numuneler üzerinde bir protein analizi yapmak yeterlidir. Bu, bir fenomenin bireysel değişkenliğini tanımlarken özellikle önemlidir. Ayrıca, bu yöntem birçok analitik uygulama ile uyumlu olma avantajına sahiptir. Önerilen ekstraksiyon tamponunda çözünen mitral kapak proteinleri, doğrudan iki boyutlu elektroforez ve sıvı faz izoelektroforez 11 , 12 veya protein tortulaştırma sonrası tampon bileşeni girişimini ortadan kaldırmak için kullanılan immünoblotlama ve proteomik analizler için, diğer tahliller için kullanılabilir Jelsiz kütle spektrometresi 15 . Bu ekstraksiyon protokolünün uygulanması ile, normal mitral kapak dokusunun protein bileşenlerinin daha kapsamlı bir karakterizasyonu birçok intracelLular proteinler. Bu proteinler, sadece hücre dışı matriste değil, sitozolda veya organellerde lokalizedir ve farklı moleküler ve biyolojik fonksiyonlara sahiptir. Diğer ilginç proteinler ( yani, CryAB, septin-11, FHL-1 ve dermatopontin) de tanımlandı. Bu proteinlerin mitral kapaktaki fonksiyonları bilinmemekle birlikte, biyolojik özellikleri kapak hastalıklarında olası bir rol oynadığını göstermektedir. Bu tekniğe hakim olduktan sonra gelecekteki uygulamalar veya yönler Bu protokol ile, protein ekspresyonu ile ilgili verileri, niceliksel mRNA ekspresyonu ve kantitatif olmayan immünhistokimyasal analizler ile ilişkilendirmek mümkündür. Gerçekten birlikte, birlikte kullanıldığında, bu yaklaşımlar mRNA&#39;dan translasyon sonrası proteinin modifikasyonuna kadar hastalığın altında yatan moleküler mekanizmaların daha kapsamlı bir şekilde anlaşılmasına yol açacaktır. Bu nedenle, bu yöntem kalp kapak fizyopatolojisine odaklanan araştırmacılar için ilginç olabilir. yüzgeçAyrıca, bu protokol, insan valfi 27&#39;ye yakın bir benzerliği olan ve kapak fonksiyonu değerlendirmesi için deneysel bir model olarak kullanılan domuz mitral kapağına da uygulanabilir.

Yeni kanıtlar, mRNA sentezinden sonra ortaya çıkan birçok düzenleyici mekanizmanın rollerinin anlaşılmasını değiştirmiştir. Gerçekten de translasyonel, post-transkripsiyonel ve proteolitik süreçler protein bolluğunu ve fonksiyonunu düzenleyebilir. MRNA konsantrasyonlarının mütekabil proteinlerin yakınlıkları olduğunu söyleyen dogma, transkript seviyelerinin protein bolluğunun ana belirleyicisi olduğu varsayılarak kısmen revize edildi. Gerçekten de, transkript seviyeleri sadece protein bolluğunu kısmen tahmin ederek transkripsiyon sonrası olayların kısmen öngörülmesini sağladı. Hücrelerdeki proteinleri regüle etmek için meydana gelir 1 , 2 . Dahası, proteinler sonuçta hücrenin işleyişini dikte eder ve bu nedenle otokrin, parakrin ve endokrin faktörlere yanıt olarak dinamik değişikliklere uğrayabilen fenotipini dikte eder; Kan yoluyla alınan arabulucular; sıcaklık; İlaç tedavisi; Ve hastalık gelişirve etkin kılar. Bu nedenle, protein seviyesine odaklanmış bir ifade analizi proteomu karakterize etmek ve hastalık patogenezinin bir parçası olarak meydana gelen kritik değişiklikleri çözmek için faydalıdır 3 . Bu nedenle, mevcut teknolojik zorluklara rağmen, proteomiklerin sağlık ve hastalık koşullarını netleştirmek için sunduğu imkanlar çok zorludur. Proteomiklerin katkıda bulunabileceği özellikle umut verici araştırma alanları: değişen protein ekspresyonunun herhangi bir seviyede tanımlanması ( yani tüm hücreler veya doku, hücre altı bölmeleri ve biyolojik sıvılar); Hastalığın teşhisi ve prognozu için yararlı olan yeni biyolojik belirteçlerin tanımlanması, doğrulanması ve geçerliliği; Ve umarım, ilaçların etkinliği ve toksisitesinin değerlendirilmesi için olduğu kadar, terapötik amaçlar için de kullanılabilen yeni protein hedeflerinin belirlenmesi 4 . Karmaşıklığını yakalamakProteom teknolojik zorluğu temsil eder. Mevcut proteomik araçlar, değişen protein seviyelerinin tanımlanması, nicelendirilmesi ve geçerliliği için büyük ölçekli, yüksek verimli analiz gerçekleştirme fırsatı sunar. Buna ek olarak, en bol proteinlerin neden olduğu parazitlenmeyi önlemeyi amaçlayan fraksiyonlama ve zenginleştirme tekniklerinin uygulanması, en az miktarda protein içeren protein tanımlamasını geliştirmiştir. Son olarak, proteomik, protein fonksiyonunun önemli modülatörleri olarak giderek artan translasyon sonrası modifikasyonların analizi ile tamamlanmaktadır. Bununla birlikte, analiz altındaki biyolojik numunelerde numune hazırlama ve protein geri kazanımı hala proteomik iş akışındaki sınırlayıcı adımlardır ve muhtemel tuzaklar için potansiyel arttırır 5 . Gerçekten de, optimize edilmesi gereken moleküler biyoloji tekniklerinin çoğunda, ilk adımlar doku homojenizasyonuIyon ve hücre lizisi, özellikle amplifıkasyon yöntemleri bulunmayan düşük bolluklu proteinlerin analizi sırasında. Buna ek olarak, proteinlerin kimyasal yapısı kendi iyileşmelerini de etkileyebilir. Örneğin, çok hidrofobik proteinlerin analizi çok zordur, çünkü trans-membran proteinleri neredeyse çözünmezken, izoelektrik odaklama esnasında kolayca çökelirler (Referans 5&#39;te incelenmiştir). Dahası, doku bileşimi değişkenliği evrensel bir ekstraksiyon yönteminin geliştirilmesi için önemli bir engel oluşturmaktadır. Son olarak, klinik örneklerin neredeyse tamamı sınırlı miktarda olduğundan, az miktarda numune miktarından maksimum düzeyde iyileşme ve tekrarlanabilirliğe sahip protein hazırlamayı sağlamak çok önemlidir 6 . Bu çalışma, proteomik analiz için çok zor bir numuneyi temsil eden normal insan kalp kapakçık kapağından protein ekstraksiyonu için optimize edilmiş bir protokolü açıklamaktadır. Normal mitral kapak bir komp.Lex yapısı sol atrium ve kalbin sol ventrikül arasında yatıyor ( Şekil 1 ). Atriyumdan ventriküle doğru kan akışının kontrolünde önemli bir rol oynar, böylece geri akış engellenir ve tüm vücuda doğru oksijen tedariki düzeyi sağlanır, böylece yeterli bir kalp debisi sağlanır. Bununla birlikte, çoğunlukla ekstrasellüler matristeki, düşük sellülarite ve birkaç bileşen içeren, &quot;aktif olmayan&quot; bir doku olarak kabul edilir. Bunun nedeni, normal şartlarda yerleşik valvüler interstisyel hücreler (VIC&#39;ler), düşük bir protein biyosentez oranına sahip sessiz bir fenotiptir. Bununla birlikte, patolojik bir durumda, spongiosa&#39;daki VIC sayısı arttığı ve protein sentezinin diğer fonksiyonel ve fenotipik değişikliklerle birlikte aktive edildiği gösterilmiştir 8 . Bu nedenle, şurada bulunan en düşük verininLiteratürde aktif VIC&#39;lerin artan sayısı nispeten yüksek tanımlanan proteinleri açıklayabilecek patolojik mitral kapakçıkların 9 , 10 analizine odaklanmıştır. Sonuç olarak, bu protokol, mitral kapak proteini bileşenleri çalışması yoluyla mitral kapak hastalıklarına neden olan patojenik mekanizmaların anlaşılmasını geliştirmeye hizmet edebilir. Aslında, altta yatan patolojik süreçlerin daha iyi anlaşılması, mevcut müdahale endikasyonları büyük ölçüde hemodinamik kaygılarla yüklü olan kapak hastalıklarının klinik yönetimini iyileştirmeye yardımcı olabilir.

<table><tbody><tr><td>Saline solution</td><td></td><td></td><td>0.9 % NaCl</td></tr><tr><td>Eurocollins A</td><td>SALF</td><td>30874046</td><td>Balanced organ&#039;s transport medium. Combine 400 mL of Eurocollins A with 100 mL Eurocollins B to obtain balanced medium Eurocollins</td></tr><tr><td>Eurocollins B</td><td>SALF</td><td>30874022</td><td>Balanced organ&#039;s transport medium. Combine 400 mL of Eurocollins A with 100 mL Eurocollins B to obtain balanced medium Eurocollins</td></tr><tr><td>Wisconsin</td><td>Bridge life</td><td>RM/N 4081</td><td>Balanced organ&#039;s transport medium</td></tr><tr><td>Biohazard vertical flow air</td><td>Burdinola</td><td></td><td>Class A GMP classification</td></tr><tr><td>Dewar Flask</td><td>Thermo Scientific</td><td>Nalgene 4150-1000</td><td></td></tr><tr><td>Cryogrinder system</td><td>OPS diagnostics</td><td>CG 08-01</td><td>Grinder system containing mortars, pestles and screwdriver</td></tr><tr><td>Stainless steel forceps</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Stainless steel spatula</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Disposable sterile scalpel</td><td>Medisafe</td><td>MS-10</td><td></td></tr><tr><td>Stainless steel scissors</td><td></td><td></td><td>Autoclavable</td></tr><tr><td>Stainless steel picks</td><td></td><td></td><td>Autoclavable</td></tr><tr><td>Disposable sterile drap</td><td>Mon&amp;amp;Tex</td><td>3.307.08</td><td></td></tr><tr><td>Sterilizing solution with isopropyl alcohol</td><td></td><td></td><td>70% isopropyl alcohol</td></tr><tr><td>Sterilizing solution with hydrogen peroxide</td><td></td><td></td><td>6% hydrogen peroxide</td></tr><tr><td>Micropipette, 1 mL, with tips</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>15 mL centrifuge tubes</td><td>VWR international</td><td>9278</td><td></td></tr><tr><td>1.7 mL centrifuge tubes</td><td>VWR international</td><td>PIER90410</td><td></td></tr><tr><td>Urea buffer</td><td></td><td></td><td>8 M urea, 2 M thiourea, 4 % w/v CHAPS, 20 mM Trizma, 55 mM Dithiotreitol</td></tr><tr><td>Urea</td><td>Sigma aldrich</td><td>U6504-1KG</td><td>To be used for Urea buffer</td></tr><tr><td>Thiourea</td><td>Sigma aldrich</td><td>T8656</td><td>To be used for Urea buffer</td></tr><tr><td>CHAPS</td><td>Sigma aldrich</td><td>C3023-5GR</td><td>To be used for Urea buffer</td></tr><tr><td>Dithiotreitol</td><td>Sigma aldrich</td><td>D0632-5G</td><td>To be used for Urea buffer</td></tr><tr><td>Syringe 50 mL</td><td>PIC</td><td></td><td>To be used to filter Urea buffer</td></tr><tr><td>0.22 &amp;micro;m filter</td><td>Millipore</td><td>SLGP033RB</td><td>To be used to filter Urea buffer</td></tr><tr><td>PFTE Pestle, 2 mL</td><td>Kartell</td><td>6302</td><td>Part of Potter-Elvehjem homogenizer</td></tr><tr><td>Borosilicate glass mortar</td><td>Kartell</td><td>6102</td><td>Part of Potter-Elvehjem homogenizer</td></tr><tr><td>Stirrer</td><td>VELP scientifica</td><td>Stirrer DLH</td><td>To be used for homogenization by Potter-Elvehjem</td></tr><tr><td>Bradford Protein assay</td><td>Bio-Rad laboratories</td><td>5000006</td><td></td></tr><tr><td>Tube rotator</td><td>Pbi International</td><td>F205</td><td></td></tr><tr><td>Liquid nitrogen</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Aluminum foil</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ice</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Polystyrene box</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dry ice</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Centrifuge</td><td></td><td></td><td>For centrifugation of 1.7 mL centrifuge tubes at 13,000 x g</td></tr><tr><td>Freezer -80&amp;deg;C</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Precision balance</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Autoclave</td><td></td><td></td><td>For sterilization</td></tr><tr><td>Cryogenic gloves for liquid nitrogen</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Gloves</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Professional forced ventilation and natural air convection oven</td><td></td><td></td><td>For sterilization</td></tr><tr><td>Protease inhibitor cocktail</td><td>Sigma aldrich</td><td>P8340-5ML</td><td>100X solution</td></tr><tr><td>ProteoExtract Protein Precipitation Kit</td><td>Calbiochem</td><td>539180</td><td></td></tr><tr><td>RapiGest</td><td>Waters</td><td>186001861</td><td></td></tr><tr><td>Cytoscape</td><td>www.cytoscape.org</td><td>version 2.7</td><td>Software platform for Gene Ontology analysis</td></tr><tr><td>BiNGO</td><td>http://apps.cytoscape.org/apps/bingo</td><td>version 3.0.3</td><td>Plugin for Gene ontology analysis</td></tr><tr><td>AlphaB Crystallin/CRYAB Antibody</td><td>Novus Biologicals</td><td>NBP1-97494</td><td>Mouse monoclonal antibody against CryAB</td></tr><tr><td>Septin-11 Antibody</td><td>Novus Biologicals</td><td>NBP1-83824</td><td>Rabbit polyclonal antibody against septin-11</td></tr><tr><td>FHL1 Antibody</td><td>Novus Biologicals</td><td>NBP-188745</td><td>Rabbit polyclonal antibody against FHL-1</td></tr><tr><td>Dermatopontin Antibody</td><td>Novus Biologicals</td><td>NB110-68135</td><td>Rabbit polyclonal antibody against dermatopontin</td></tr><tr><td>Goat Anti mouse IgG HRP</td><td>Sigma aldrich</td><td>A4416-0.5ML</td><td>Secondary antibody for immunoblotting</td></tr><tr><td>Goat Anti rabbit IgG HRP</td><td>Bio-Rad laboratories</td><td>170-5046</td><td>Secondary antibody for immunoblotting</td></tr></tbody></table>

optimized protocol for the extraction of proteins from the human mitral valve

Hücresel proteomun analizi, karmaşık biyolojik sistemlerde bulunan proteinlerin büyük ölçekli tanımlanmasına ve nicelenmesine olanak tanıyan teknolojilerin geliştirilmesine bağlı olarak, hastalıkların altında yatan moleküler mekanizmaların aydınlatılmasına yardımcı olabilir. Proteomik bir yaklaşımla edinilen bilgiler potansiyel olarak bir Hastalıkların altında yatan patojenik mekanizmaların daha iyi anlaşılması, yeni tanısal ve prognostik hastalık belirteçlerinin ve umutla terapötik hedeflerin tanımlanmasına izin verilmesi. Bununla birlikte, kardiyak mitral kapak, proteoglikan ve kollajene zenginleştirilmiş hücre dışı matriste düşük sellülariteden dolayı proteomik analiz için çok zor bir örnek oluşturmaktadır. Bu, küresel bir proteomik analiz için proteinlerin çıkarılmasını zorlaştırıyor. Bu çalışma, niceliksel proteomik ve imünoblotlama gibi daha sonraki protein analizleriyle uyumlu bir protokolü açıklamaktadır. Bu, veri endeksinin korelasyonuna izin verebilirG protein ekspresyonu ile kantitatif mRNA ekspresyonu ve kantitatif olmayan immünhistokimyasal analiz verileri. Gerçekten de, bu yaklaşımlar birlikte uygulandığında, mRNA&#39;dan translasyon sonrası proteinin modifikasyonuna kadar hastalıkların altında yatan moleküler mekanizmaların daha kapsamlı bir şekilde anlaşılmasına yol açacaktır. Bu nedenle, bu yöntem kardiyak kapak fizyopatolojisi çalışması ile ilgilenen araştırmacılarla alakalı olabilir.

Watch this Scientific Journal Video about Optimized Protocol for the Extraction of Proteins from the Human Mitral Valve at JoVE.com

Optimized Protocol for the Extraction of Proteins from the Human Mitral Valve

İnsan mitral kapağının protein kompozisyonu halen kısmen bilinmemektedir, çünkü analizi düşük selülarite ve dolayısıyla düşük protein biyosentezi ile karmaşıktır. Bu çalışma, mitral kapak proteomunun analizi için verimli bir şekilde protein çıkarmak için bir protokol sağlar.

İnsan Mitral Valfinden Proteinlerin Çıkarılması İçin Optimize Edilmiş Protokol

Analysis of the cellular proteome can help to elucidate the molecular mechanisms underlying diseases due to the development of technologies that permit ...

optimized-protocol-for-extraction-proteins-from-human-mitral

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Biochemistry

12.8K Görüntüleme.  Centro Cardiologico Monzino IRCCS.  İnsan mitral kapağının protein kompozisyonu halen kısmen bilinmemektedir, çünkü analizi düşük selülarite ve dolayısıyla düşük protein biyosentezi ile karmaşıktır. Bu çalışma, mitral kapak proteomunun analizi için verimli bir şekilde protein çıkarmak için bir protokol sağlar. 

Video: Optimized Protocol for the Extraction of Proteins from the Human Mitral Valve

Protein Complex Affinity Capture from Cryomilled Mammalian Cells

Affinity capture is an effective technique for isolating endogenous protein complexes for further study. When used in conjunction with an antibody, this technique is also frequently referred to as immunoprecipitation. Affinity capture can be applied in a bench-scale and in a high-throughput context. When coupled with protein mass spectrometry, affinity capture has proven to be a workhorse of interactome analysis. Although there are potentially many ways to execute the numerous steps involved, the following protocols implement our favored methods. Two features are distinctive: the use of cryomilled cell powder to produce cell extracts, and antibody-coupled paramagnetic beads as the affinity medium. In many cases, we have obtained superior results to those obtained with more conventional affinity capture practices. Cryomilling avoids numerous problems associated with other forms of cell breakage. It provides efficient breakage of the material, while avoiding denaturation issues associated with heating or foaming. It retains the native protein concentration up to the point of extraction, mitigating macromolecular dissociation. It reduces the time extracted proteins spend in solution, limiting deleterious enzymatic activities, and it may reduce the non-specific adsorption of proteins by the affinity medium. Micron-scale magnetic affinity media have become more commonplace over the last several years, increasingly replacing the traditional agarose- and Sepharose-based media. Primary benefits of magnetic media include typically lower non-specific protein adsorption; no size exclusion limit because protein complex binding occurs on the bead surface rather than within pores; and ease of manipulation and handling using magnets.

Here we describe protocols to disrupt mammalian cells by solid-state milling at a cryogenic temperature, produce a cell extract from the resulting cell powder, and isolate protein complexes of interest by affinity capture upon antibody-coupled micron-scale paramagnetic beads.

Cryomilled memeli hücrelerinden protein kompleksi olan ele geçirme kapasitesini

Affinity capture is an effective technique for isolating endogenous protein complexes for further study. When used in conjunction with an antibody, this ...

Biyokimya

Rapid Isolation of the Mitoribosome from HEK Cells

The human mitochondria possess a dedicated set of ribosomes (mitoribosomes) that translate 13 essential protein components of the oxidative phosphorylation complexes encoded by the mitochondrial genome. Since all proteins synthesized by human mitoribosomes are integral membrane proteins, human mitoribosomes are tethered to the mitochondrial inner membrane during translation. Compared to the cytosolic ribosome the mitoribosome has a sedimentation coefficient of 55S, half the rRNA content, no 5S rRNA and 36 additional proteins. Therefore, a higher protein-to-RNA ratio and an atypical structure make the human mitoribosome substantially distinct from its cytosolic counterpart.
Despite the central importance of the mitoribosome to life, no protocols were available to purify the intact complex from human cell lines. Traditionally, mitoribosomes were isolated from mitochondria-rich animal tissues that required kilograms of starting material. We reasoned that mitochondria in dividing HEK293-derived human cells grown in nutrient-rich expression medium would have an active mitochondrial translation, and, therefore, could be a suitable source of material for the structural and biochemical studies of the mitoribosome. To investigate its structure, we developed a protocol for large-scale purification of intact mitoribosomes from HEK cells. Herein, we introduce nitrogen cavitation method as a faster, less labor-intensive and more efficient alternative to traditional mechanical shear-based methods for cell lysis. This resulted in preparations of the mitoribosome that allowed for its structural determination to high resolution, revealing the composition of the intact human mitoribosome and its assembly intermediates. Here, we follow up on this work and present an optimized and more cost-effective method requiring only ~1010 cultured HEK cells. The method can be employed to purify human mitoribosomal translating complexes, mutants, quality control assemblies and mitoribosomal subunits intermediates. The purification can be linearly scaled up tenfold if needed, and also applied to other types of cells.

Mitochondria have specialized ribosomes that diverged from their bacterial and cytoplasmic counterparts. Here we show how mitoribosomes can be obtained from their native compartment in HEK cells. The method involves isolation of mitochondria from suspension cells and consequent purification of mitoribosomes.

Hızlı izole edilmesi HEK hücrelerden Mitoribosome

The human mitochondria possess a dedicated set of ribosomes (mitoribosomes) that translate 13 essential protein components of the oxidative ...

Dynamic Proteomic and miRNA Analysis of Polysomes from Isolated Mouse Heart After Langendorff Perfusion

Studies in dynamic changes in protein translation require specialized methods. Here we examined changes in newly-synthesized proteins in response to ischemia and reperfusion using the isolated perfused mouse heart coupled with polysome profiling. To further understand the dynamic changes in protein translation, we characterized the mRNAs that were loaded with cytosolic ribosomes (polyribosomes or polysomes) and also recovered mitochondrial polysomes and compared mRNA and protein distribution in the high-efficiency fractions (numerous ribosomes attached to mRNA), low-efficiency (fewer ribosomes attached) which also included mitochondrial polysomes, and the non-translating fractions. miRNAs can also associate with mRNAs that are being translated, thereby reducing the efficiency of translation, we examined the distribution of miRNAs across the fractions. The distribution of mRNAs, miRNAs, and proteins was examined under basal perfused conditions, at the end of 30 min of global no-flow ischemia, and after 30 min of reperfusion. Here we present the methods used to accomplish this analysis&#8212;in particular, the approach to optimization of protein extraction from the sucrose gradient, as this has not been described before&#8212;and provide some representative results.

Here we present a protocol to perform polysome profiling on the isolated perfused mouse heart. We describe methods for heart perfusion, polysome profiling, and analysis of the polysome fractions with respect to mRNAs, miRNAs, and the polysome proteome.

Dinamik proteomik ve miRNA analiz polizomlar izole fare kalp sonra Langendorff perfüzyon üzerinden

Studies in dynamic changes in protein translation require specialized methods. Here we examined changes in newly-synthesized proteins in response to ...

Hybrid Clear/Blue Native Electrophoresis for the Separation and Analysis of Mitochondrial Respiratory Chain Supercomplexes

Complexes of the oxidative phosphorylation machinery form supramolecular protein arrangements named supercomplexes (SCs), which are believed to confer structural and functional advantages to mitochondria. SCs have been identified in many species, from yeast to mammal, and an increasing number of studies report disruption of their organization in genetic and acquired human diseases. As a result, an increasing number of laboratories are interested in analyzing SCs, which can be methodologically challenging. This article presents an optimized protocol that combines the advantages of Blue- and Clear-Native PAGE methods to resolve and analyze SCs in a time-effective manner. With this hybrid CN/BN-PAGE method, mitochondrial SCs extracted with optimal amounts of the mild detergent digitonin are exposed briefly to the anionic dye Coomassie Blue (CB) at the beginning of the electrophoresis, without exposure to other detergents. This short exposure to CB allows to separate and resolve SCs as effectively as with traditional BN-PAGE methods, while avoiding the negative impact of high CB levels on in-gel activity assays, and labile protein-protein interactions within SCs. With this protocol it is thus possible to combine precise and rapid in gel activity measurements with analytical techniques involving 2D electrophoresis, immuno-detection, and/or proteomics for advanced analysis of SCs.

Here we present a protocol to extract, resolve and identify mitochondrial supercomplexes which minimizes exposure to detergents and Coomassie Blue. This protocol offers an optimal balance between resolution, and preservation of enzyme activities, while minimizing the risk of losing labile protein-protein interactions.

Mitokondriyal solunum zinciri Süperkompleksleri ayrımı ve analizi için hibrid Clear/mavi yerli Elektroforez

Complexes of the oxidative phosphorylation machinery form supramolecular protein arrangements named supercomplexes (SCs), which are believed to confer ...

Measurement of Protein Import Capacity of Skeletal Muscle Mitochondria

Mitochondria are key metabolic and regulatory organelles that determine the energy supply as well as the overall health of the cell. In skeletal muscle, mitochondria exist in a series of complex morphologies, ranging from small oval organelles to a broad, reticulum-like network. Understanding how the mitochondrial reticulum expands and develops in response to diverse stimuli such as alterations in energy demand has long been a topic of research. A key aspect of this growth, or biogenesis, is the import of precursor proteins, originally encoded by the nuclear genome, synthesized in the cytosol, and translocated into various mitochondrial sub-compartments. Mitochondria have developed a sophisticated mechanism for this import process, involving many selective inner and outer membrane channels, known as the protein import machinery (PIM). Import into the mitochondrion is dependent on viable membrane potential and the availability of organelle-derived ATP through oxidative phosphorylation. Therefore its measurement can serve as a measure of organelle health. The PIM also exhibits a high level of adaptive plasticity in skeletal muscle that is tightly coupled to the energy status of the cell. For example, exercise training has been shown to increase import capacity, while muscle disuse reduces it, coincident with changes in markers of mitochondrial content. Although protein import is a critical step in the biogenesis and expansion of mitochondria, the process is not widely studied in skeletal muscle. Thus, this paper outlines how to use isolated and fully functional mitochondria from skeletal muscle to measure protein import capacity in order to promote a greater understanding of the methods involved and an appreciation of the importance of the pathway for organelle turnover in exercise, health, and disease.

Mitochondria are key metabolic organelles that exhibit a high level of phenotypic plasticity in skeletal muscle. The import of proteins from the cytosol is a critical pathway for organelle biogenesis, essential for the expansion of the reticulum and the maintenance of mitochondrial function. Therefore, protein import serves as a barometer of cellular health.

İskelet Kas Mitokondrilerinin Protein İthalat Kapasitesinin Ölçümü

Mitochondria are key metabolic and regulatory organelles that determine the energy supply as well as the overall health of the cell. In skeletal muscle, ...

<meta charset="utf8"></head><body>Yüksek Kaliteli Biyoenerjetik Çalışmalar için Kemirgenlerden Mitokondriyal İzolasyon

Robust Mitochondrial Isolation from Rodent Cardiac Tissue

Mitochondrial isolation has been practiced for decades, following procedures established by pioneers in the fields of molecular biology and biochemistry to study metabolic impairments and disease. Consistent mitochondrial quality is necessary to properly investigate mitochondrial physiology and bioenergetics; however, many different published isolation methods are available for researchers. Although different experimental strategies require different isolation methods, the basic principles and procedures are similar. This protocol details a method capable of extracting well-coupled mitochondria from a variety of tissue sources, including small animals and cells. The steps outlined include organ dissection, mitochondrial purification, protein quantification, and various quality control checks. The primary quality control metric used to identify high-quality mitochondria is the respiratory control ratio (RCR). The RCR is the ratio of the respiratory rate during oxidative phosphorylation to the rate in the absence of ADP. Alternative metrics are discussed. While high RCR values relative to their tissue source are obtained using this protocol, several steps can be optimized to suit the individual needs of researchers. This procedure is robust and has consistently resulted in isolated mitochondria with above-average RCR values across animal models and tissue sources.

<meta charset="utf8"></head><body>Yazar Gündemi: Mitokondriyal Kalsiyum Fosfatın Kalp Yetmezliği ve Biyoenerjetik Üzerindeki Rolünü Ortaya Çıkarmak

Bioenergetic and metabolomic studies on mitochondria have revealed their multifaceted role in many diseases, but the isolation methods for these organelles vary. The method detailed here is capable of purifying high-quality mitochondria from multiple tissue sources. Quality is determined by respiratory control ratios and other metrics assessed with high-resolution respirometry.

Kemirgen Kalp Dokusundan Sağlam Mitokondriyal İzolasyon 

Mitochondrial isolation has been practiced for decades, following procedures established by pioneers in the fields of molecular biology and biochemistry ...

A Protocol for the Identification of Protein-protein Interactions Based on 15N Metabolic Labeling, Immunoprecipitation, Quantitative Mass Spectrometry and Affinity Modulation

Protein-protein interactions are fundamental for many biological processes in the cell. Therefore, their characterization plays an important role in current research and a plethora of methods for their investigation is available1. Protein-protein interactions often are highly dynamic and may depend on subcellular localization, post-translational modifications and the local protein environment2. Therefore, they should be investigated in their natural environment, for which co-immunoprecipitation approaches are the method of choice3. Co-precipitated interaction partners are identified either by immunoblotting in a targeted approach, or by mass spectrometry (LC-MS/MS) in an untargeted way. The latter strategy often is adversely affected by a large number of false positive discoveries, mainly derived from the high sensitivity of modern mass spectrometers that confidently detect traces of unspecifically precipitating proteins. A recent approach to overcome this problem is based on the idea that reduced amounts of specific interaction partners will co-precipitate with a given target protein whose cellular concentration is reduced by RNAi, while the amounts of unspecifically precipitating proteins should be unaffected. This approach, termed QUICK for QUantitative Immunoprecipitation Combined with Knockdown4, employs Stable Isotope Labeling of Amino acids in Cell culture (SILAC)5 and MS to quantify the amounts of proteins immunoprecipitated from wild-type and knock-down strains. Proteins found in a 1:1 ratio can be considered as contaminants, those enriched in precipitates from the wild type as specific interaction partners of the target protein. Although innovative, QUICK bears some limitations: first, SILAC is cost-intensive and limited to organisms that ideally are auxotrophic for arginine and/or lysine. Moreover, when heavy arginine is fed, arginine-to-proline interconversion results in additional mass shifts for each proline in a peptide and slightly dilutes heavy with light arginine, which makes quantification more tedious and less accurate5,6. Second, QUICK requires that antibodies are titrated such that they do not become saturated with target protein in extracts from knock-down mutants.
Here we introduce a modified QUICK protocol which overcomes the abovementioned limitations of QUICK by replacing SILAC for 15N metabolic labeling and by replacing RNAi-mediated knock-down for affinity modulation of protein-protein interactions. We demonstrate the applicability of this protocol using the unicellular green alga Chlamydomonas reinhardtii as model organism and the chloroplast HSP70B chaperone as target protein7 (Figure 1). HSP70s are known to interact with specific co-chaperones and substrates only in the ADP state8. We exploit this property as a means to verify the specific interaction of HSP70B with its nucleotide exchange factor CGE19.

A Protocol for the Identification of Protein-protein Interactions Based on 15N Metabolic Labeling, Immunoprecipitation, Quantitative Mass Spectrometry and Affinity Modulation

We present a variation of the QUICK (QUantitative Immunoprecipitation Combined with Knockdown) approach that was introduced previously to distinguish between true and false protein-protein interactions. Our approach is based on 15N metabolic labeling, the modulation of affinities of protein-protein interactions by the presence/absence of ATP, immunoprecipitation, and quantitative mass spectrometry.

Dayanarak protein-protein etkileşimleri ve kimliği için bir protokol<sup&gt; 15</sup&gt; K Metabolik Etiketleme, immünopresipitasyon, Kantitatif Kütle Spektrometrisi ve Affinity Modülasyon

Protein-protein interactions are fundamental for many biological processes in the cell. Therefore, their characterization plays an important role in ...

Biyoloji

Protein Isolation from the Developing Embryonic Mouse Heart Valve Region

Western blot analysis is a commonly employed technique for detecting and quantifying protein levels. However, for small tissue samples, this analysis method may not be sufficiently sensitive to detect a protein of interest. To overcome these difficulties, we examined protocols for obtaining protein from adult human cardiac valves and modified these protocols for the developing early embryonic mouse counterparts. In brief, the mouse embryonic aortic valve regions, including the aortic valve and surrounding aortic wall, are collected in the minimal possible volume of a Tris-based lysis buffer with protease inhibitors. If required based on the breeding strategy, embryos are genotyped prior to pooling four embryonic aortic valve regions for homogenization. After homogenization, an SDS-based sample buffer is used to denature the sample for running on an SDS-PAGE gel and subsequent western blot analysis. Although the protein concentration remains too low to quantify using spectrophotometric protein quantification assays and have sample remaining for subsequent analyses, this technique can be used to successfully detect and semi-quantify phosphorylated proteins via western blot from pooled samples of four embryonic day 13.5 mouse aortic valve regions, each of which yields approximately 1 &#956;g of protein. This technique will be of benefit for studying cell signaling pathway activation and protein expression levels during early embryonic mouse valve development.

The analysis of protein expression in young embryonic mouse valves has been hampered by the limited tissue available. This manuscript provides a protocol for preparing protein from developing embryonic mouse valve regions for western blot analysis.

Gelişmekte Embriyonik Fare Kalp Vana Bölgesi&#39;nde Protein İzolasyonu

Western blot analysis is a commonly employed technique for detecting and quantifying protein levels. However, for small tissue samples, this analysis ...

İnsan Mitral Valfinden Proteinlerin Çıkarılması İçin Optimize Edilmiş Protokol

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Cryomilled memeli hücrelerinden protein kompleksi olan ele geçirme kapasitesini

Hızlı izole edilmesi HEK hücrelerden Mitoribosome

Dinamik proteomik ve miRNA analiz polizomlar izole fare kalp sonra Langendorff perfüzyon üzerinden

Mitokondriyal solunum zinciri Süperkompleksleri ayrımı ve analizi için hibrid Clear/mavi yerli Elektroforez

İskelet Kas Mitokondrilerinin Protein İthalat Kapasitesinin Ölçümü

Kemirgen Kalp Dokusundan Sağlam Mitokondriyal İzolasyon

Kemirgen Kalp Dokusundan Sağlam Mitokondriyal İzolasyon

Kemirgen Kalp Dokusundan Sağlam Mitokondriyal İzolasyon

Dayanarak protein-protein etkileşimleri ve kimliği için bir protokol

Gelişmekte Embriyonik Fare Kalp Vana Bölgesi'nde Protein İzolasyonu