다 당 류 젤 전기 이동 법 (속도), 예를 들어, mannan를 사용 하 여 구조 분석을 위한 프로토콜을 설명 합니다.
식물 세포 벽 다 당 류는 악명 높게 분석 어렵다 고 대부분 방법을 사용 하려면 고가의 장비, 숙련 된 운영자 및 순화 된 물자의 다량. 여기, 우리가 설명 하는 간단한 방법을 확보에 대 한 상세한 구조상이 성체의 해상도 포함 하 여 다 당 류 구조 정보. 다 당 류 젤 전기 이동 법 (속도)에 따라 분석, 식물 세포 벽 재료 glycosyl hydrolases 특정 관심 (mannan에 대 한예를 들어, mannanases)의 다 당 류로 분해 이다. 대형 polyacrylamide 젤 다음 붙일 분류 되었습니다 릴리스 oligosaccharides 분리 하는 데 사용 됩니다. 이미징 시스템 수정 젤 젤을 구상 될 수 있다 ( 재료의 표참조). 결과 처리한후 지문도 비교할 수 있습니다 질적으로 하거나, 복제, 양적. 연계 및 분기 정보 추가 glycosyl hydrolases (예를 들어, mannosidases 및 galactosidases)를 사용 하 여 설정할 수 있습니다. 이 프로토콜에서는 만점 구조를 분석 하는 방법에 설명 합니다, 하는 동안 어떤 다 당 류는 특징이 glycosyl hydrolases 존재에 적용할 수 있습니다. 또는, 그것은 소설 glycosyl hydrolases 사용 하 여 정의 된 다 당 류 기판의 특성을 사용할 수 있습니다.
젤 전기 이동 법 (속도)에 의해 다 당 류 분석 류1,2,3의 상세한 특성에 대 한 방법입니다. 식물 세포 벽 다 당 류는 악명 높게 분석 어렵다 고 대부분 방법을 사용 하려면 고가의 장비, 숙련 된 운영자 및 순화 된 물자의 다량. 여기, 우리가 설명 하는 간단한 방법을 확보에 대 한 상세한 구조상이 성체의 해상도 포함 하 여 다 당 류 구조 정보.
이해 식물 세포 벽 다 당 류 구조는 식물 세포 벽 생 합성 또는 식물 개발에서 식물 세포 벽의 역할을 탐구 하는 그 연구원은 필요 합니다. 그러나 최근에,, 식물 세포 벽 구성이 되었다 바이오 연료와 바이오4를 생산 하는 원료로 식물 바이오 매스 (기본적으로 세포 벽)를 사용 하 여 포커스로 인해 연구자의 넓은 그룹에 흥미로운. 예를 들어,이 자료의 효율적인 효소 젖 필요 다 당 류 구조의 상세한 이해 최적화 된 효소 칵테일 선택된5될 수 있도록 합니다.
속도 빠른 복잡 한 glycan 구조 분석에 적합 하 게 하는 다른 방법에 비해 몇 가지 장점이 있습니다. 첫째, 그것은 다 당 류 문제의 솔루션 상태 핵 자기 공명 (NMR)6에 대 한 필요의 정화를 요구 하지 않습니다. 둘째, 속도 질량 분석 달리 구조이 성체를 해결할 수 있습니다 (MS, 예를 들어, 매트릭스 보조 레이저 탈 착 또는 이온화 (MALDI) 및 분무 이온화 (ESI)),이 또한도 전하실 수 있습니다 액체 크로마토그래피 (LC) 에 의해 수행 하 7. 셋째, 속도 낮은 picomole 해상도, 얇은 층 크로마토그래피 (TLC) 또는 종이 크로마토그래피와 달리 매우 민감한. 마지막으로, 그것은 필요 하지 않습니다 비싼 장비 또는 전문 지식, MS, NMR, 및 LC에 대 한 경우입니다.
속도 방법의 다 당 류 혼합물에서 특정 glycosidic 연계 대상 glycosyl 가수분해 효소 (GH) 효소의 특이성에 의존 합니다. GH 효소 다 당 류 사슬에 행위 때 수 다음 수 화학적으로 derivatized,이 경우에 형광 성 상표로 줄이는 끝을 보여준다. 따라서이 샘플의 unhydrolyzed 부분이이 방법으로 탐지 렌더링 됩니다. 레이블이 oligosaccharides 다음 전기 이동 법으로 대형 아크릴 아 미드 젤에서 분리 된다. 이 매우 유사한 분자의 뛰어난 해상도 제공, 예를 들어 Glc-남자-남자와 Glc-남자-Glc trisaccharides 다른 Rf해야한다.
페이스 애기6,,910,11 glycosyltransferase 돌연변이 식별 하기 위해 식물 종8년에 걸쳐 다른 xylan 구조 하 광범위 하 게 사용 되었습니다. , glycosyltransferase 분석 실험9, 수행 하 고 소설 GH 활동12,13하. 우리는 또한 최근 효 모 세포 벽 mannan (Mahboubi와 모 티 머, 준비에서) 하 그것을 이용 했다. 여기 우리는 식물 세포 벽 만점 구조, 이전 보고서11,14에 따라 특성화 하는 방법을 설명 합니다.
속도 다 당 류 구조를 특성화에 대 한 간단한 방법입니다. 그것은 적용 될 수 있는 어떤의 다 당 류는 알려진 GHs 특징이 활동,에 문학1,6,,911에서 수많은 예제를 참조 하십시오. Tt 또한 소설 GHs12,,1318 및 glycosyltransferases9의 특성에 적용 된 정의 된 다 당 류 기판 및 수락자의 사용 하 여.
재현성, 해석할 결과 세 가지 주요 단계에 따라 다릅니다. 첫째, 사용 하는 GHs 활동을 오염에서 무료로 해야 합니다. 이것은 가장 선호도 효소 정화만 heterologously 표현 사용 하 여 달성. 둘째, 대부분의 실험에 대 한 완료 된 기판의 효소 가수분해는 중요 하다. 이렇게 하면 동일한 GH와 분해 같은 바이오 매스 모든 실험에서 동일한 지문 제공. 마지막으로, derivatization 반응에 fluorophore의 초과 해야 합니다. 이렇게 하면 100% 사용 가능한 줄이는 끝에 표시 됩니다. 이 높은 재현성 결과 양적 데이터의 발생 합니다.
젤과 시 약 품질 데이터를 재현할 수 있도록 중요 하다. 특히 잘못 된 pH의 품질이 버퍼, 젤, 거품 공기와 소금의 초과 샘플 수는 oligosaccharides의 모든 영향을 해상도 고정 요소. 그러나, 프로토콜 및 결과 섹션에 설명 된 권장된 컨트롤의 포함 문제 해결 수 있게 된다.
속도는 oligosaccharides 식별 하는 능력에 의해 제한 됩니다. 몇 가지 실험에 대 한 간단한 지문이 다 필요한 것입니다. 그러나, 진정으로 quantitate 만점 공기 샘플에서의 양을, 예를 들어 모든 릴리스된 oligosaccharides id를 필요 시간이 걸리는 과정입니다. 이것은 더 복잡 한 류 xylan3등 덜 간단입니다. 때문에 상업적으로 사용할 수 있는 몇 가지 올리고 당 기준이 있다, 그것은 않을 수 있습니다 항상 가능한 또는 모든 밴드를 식별 하는 것이 좋습니다. 이 경우에, 속도 질량 분석 (즉, MALDI CID9 또는 ESI 석사7및 NMR6)를 매우 무료 데이터를 제공할 수 있습니다. 이러한 방법에 대 한 그것은 종종 대규모 준비, 크기 배제 크로마토그래피에 의해 분리 고 다음 MS 나 NMR 이전 두 걸음에 의해 각 분수를 분석 하는 데 도움이. 그것은 알려졌다 밴드 excised 되 고 MALDI CID로 식별 될 수 있다, 하는 동안 실제로 우리가 나타났습니다 이것은 (아마도 때문에 아크릴 아 미드 젤 UV 빛에 드러낼 때 레이블이 oligosaccharides의 상호 작용) 성공의 낮은 비율.
속도의 다른 주요 한계 처리량입니다. 좋은 품질, 적절 한 컨트롤과 해석할 젤을가지고 각 젤 것입니다만 ~ 10 실험 샘플, 있고 연구원 하루 ~ 4 속도 젤 실행을 기대할 수 있습니다. 최근, 모 세관 전기 이동 법 (세 륨)를 사용 하 여 속도 버전 개발된19, 96 잘 접시에 샘플의 준비를 허용 되었습니다. 그것은 사용 되었습니다 성공적으로 glycosyltransferase 효소 활동 및 다 당 류 구조6,19, 성격 그것 구입 하 고 유지 하는 비용이 될 수 있는 CE 컴퓨터에 액세스 해야 하지만.
The authors have nothing to disclose.
속도 방법 개발 및 년간, 듀 프리 그룹 (캠브리지 대학, 영국)의 다양 한 멤버에 의해 최적화 그리고 그들의 모든 기여 부탁 드립니다. 이 작품 드-AC02-05CH11231 로렌스 사이 계약을 통해 미국 에너지 부, 과학, 생물의 사무실 및 환경 연구, 지원 DOE 공동 BioEnergy 연구소 (http://www.jbei.org)의 일환으로 투자 되었다 버클리 국립 연구소와 미국 에너지 부 우리는 또한 감사 Thea 선택 및 비 Ngo csla9 샘플을 준비 하 고는 방법에 대 한.
Oligosaccaharide Standards | |||
Mannose | Sigma-Aldrich | CAS 3458-28-4 | |
Mannobiose | Megazyme | CAS: 14417-51-7 | |
Mannotriose | Megazyme | CAS: 28173-52-6 | |
Mannotetraose | Megazyme | CAS: 51327-76-5 | |
Mannopentaose | Megazyme | CAS: 70281-35-5 | |
Mannhexaose | Megazyme | CAS: 70281-36-6 | |
Glucomannan (Konjac; Low Viscosity) | Megazyme | P-GLCML | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Other specialty chemicals | |||
8-Aminonaphthalene-1,3,6-trisulfonic acid | (Molecular probes) Thermo | A350 | |
2-picoline borane | TCI | B3018 | |
40 % acrylamide/Bis-acrylamide (29:1 acrylamide:Bis) | Bio-rad | 1610146 | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Specialty Equipment | |||
Gel casting kit | Hoefer | SE660 kit | 18×24 cm glass plates, 0.75 mm spacers |
Cooling recirculating water bath | Hoefer | RCB20-plus 115v | Needs to be able to maintain temperature at ~10 C |
G:Box Chemi XRQ Imaging System | Syngene | 05-GBOX-CHEMI-XRQ | Order with filters appropriate to fluorphore, and transilluminator should be fitted with long-wave UV light bulbs |
High Voltage Power Pack | Thermo | EC1000XL | 1000V |
Vacuum centrifuge(Speedvac) | Savant | SPD131 | |
Vertical Gel electrophoresis system | Hoefer | SE660 | |
Glycosyl hydrolases | |||
These can be obtained from companies e.g. Megazyme (https://www.megazyme.com/) or Prozomix (http://www.prozomix.com/), or can be expressed in house by requesting the plasmid from the relevant research group. | |||
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Lab supplies | |||
15 ml Centrifuge tube ( Falcon Centrifuge Tubes, Polypropylene, Sterile, Corning) | VWR | 21008-918 | |
50 ml Centrifuge tube ( Falcon Centrifuge Tubes, Polypropylene, Sterile, Corning) | VWR | 21008-951 | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Software | |||
Gel imaging software ( Genesys) | Syngene |