Extração de proteínas e 2-D métodos Eletroforese em Gel de<em> Burkholderia</em> Espécies

A Burkholderia gênero compreende mais de 62 espécies, Gram-negativos isolados de uma ampla variedade de nichos, e é dividido em dois blocos principais ^1,2. O primeiro grupo inclui humana, animal e organismos phytotrophic, ea maioria dos estudos têm-se centrado nas espécies patogênicas deste grupo devido à sua importância clínica. Os membros mais patogênicas são B. pseudomallei e B. mallei (que causa melioidosis e mormo respectivamente) ^3,4 e patógenos oportunistas (17 espécies definidas do complexo Burkholderia cepacia, BCC) ^5, que causam doença na fibrose cística (FC) e doença granulomatosa crônica (CGD) ^1. O segundo grupo, com mais de 30 espécies não patogênicas, incluindo bactérias associadas a plantas ou com o meio ambiente, e são consideradas como potencialmente benéfica para o host ^2.

Numerosos complicações surgem frinfecção bacteriana om com os membros patogénicos do género Burkholderia, tais como a transmissão do agente patogénico entre pacientes, a propagação da doença e tratamento de falha, devido à resistência intrínseca ou adquirida aos antibióticos tornando difícil de eliminar, na maioria dos casos ^6-9. Por conseguinte, obter uma compreensão mais clara da base para o estabelecimento de infecção bacteriana é vital para o tratamento de doenças causadas por estes organismos. A fim de obter informações sobre o estabelecimento da infecção, são necessárias amplas investigações sobre os componentes bacterianos associados à patogênese. Os estudos sobre a análise proteômica de organismos Burkholderia usando abordagens proteômicas descrito proteínas que têm sido implicados na patogênese bacteriana, bem como mudanças em seu proteoma perfis ^10-16.

Métodos de extração de proteínas utilizando sonicação e ciclos de congelamento e descongelamento em tampão de lise contendo alta concentration de ureia, tio-ureia em combinação com um detergente e anfólitos foi aplicado em Burkholderia estudos proteomic ^10-13. Embora a ureia é bastante eficaz para a desnaturação da proteína, que pode estabelecer um equilíbrio em solução aquosa, com isocianato de amónio, que podem reagir com os grupos de aminoácidos, formando assim artefactos (reacção de carbamilação) ^17. Portanto, recomenda-se a incluir anfólitos transportadores, que actuam como agentes de limpeza de cianato e evitar temperaturas superiores a 37 ° C ^17. Além disso, para evitar qualquer interferência química de tampão de lise com a quantificação de proteínas, o mesmo tampão de lise pode ser usado para gerar a curva padrão, de modo que as amostras e os padrões têm a mesma base ^10. Outras metodologias envolvem o uso de buffers alcalinas e detergentes com períodos de incubação de calor ^17,18, no entanto estas condições podem induzir alterações no proteoma e alguns detergentes não são compatíveis com o proteomics aplicação a menos que medidas de remoção de detergente subsequentes são incluídos ^17,18.

Após extracção e quantificação adequada, a expressão da proteína global de cada proteína individual pode ser estudada usando abordagens tais como a proteómica bidimensional (2-D) de electroforese em gel. Esta técnica foi descrita pela primeira vez por O'Farell ¹⁹ e consiste na separação de proteínas de acordo com o seu ponto isoeléctrico, por focagem isoeléctrica na primeira dimensão, e em seguida, de acordo com o seu peso molecular por electroforese em gel de acrilamida na segunda dimensão. Devido à sua resolução e sensibilidade, esta técnica é uma ferramenta poderosa para a análise e detecção de proteínas de fontes biológicas complexas ^19,20. Esta técnica de separação está atualmente disponível em abordagens de proteína-centric com a grande vantagem de resolver isoformas da proteína causadas por modificações pós-transcricional ou processamento proteolítico. Alterações quantitativaspode ser detectada através da comparação da intensidade da mancha correspondente após a coloração do gel ^20. No entanto, esta técnica não é adequada para a identificação de proteínas muito grandes, as proteínas de membrana, proteínas extremamente ácidas ou básicas e hidrofóbicos, e é uma técnica um tanto laboriosa e demorada ^20. Novas abordagens peptídicos centrada (com base em gel não) que são mais robustas e objectivo tornar-se disponíveis e podem ser utilizados para a comparação quantitativa por diferenciais métodos de marcação de isótopos estáveis, tais como etiquetagem de cisteína por afinidade codificados por isótopos de marcação (ICAT) ^21, e um grupo amino rotulagem por isótopo marcação de quantificação relativa e absoluta (iTRAQ) ^22. A utilização de uma única técnica proteômica pode dar informações insuficientes, portanto é necessário o uso de duas abordagens proteômicas complementares para a maioria das alterações que avaliam totalmente em proteoma. Contudo, a electroforese em gel 2-D é amplamente utilizado e pode ser aplicado como rotina quantitativo expressão de várias proteínas em organismos diferentes.

Aqui nós descrevemos um extração de proteínas de células inteiras e 2-D procedimentos de eletroforese em gel de espécies de Burkholderia que foram adaptados e aperfeiçoados a partir das GE Healthcare 2-D Eletroforese princípios e métodos Handbook 80-6429-60AC 2004 ( www.amershambiosciences.com ). A extracção da proteína foi realizada utilizando um batedor de talão com contas de vidro na presença de PBS contendo EDTA 5 mM (ácido etilenodiaminotetracético) e 1 mM de PMSF (fluoreto de fenilmetilsulfonilo). Este procedimento permite a quantificação de proteínas com degradação mínima e pode ser alterada por abordagens proteômicas como relatado anteriormente ^15,23,24. Electroforese em gel de 2-D foi realizada utilizando 24 centímetros de comprimento imobilizadas pH 4-7 gradiente e as proteínas foram separadas de acordo com o seu ponto isoeléctrico. Em seguida, as proteínas foram separadas segundo a sua Molecular peso por gel de SDS-poliacrilamida. Além disso, foi descrito um método de coloração com prata para visualização de proteínas no local, e um método de coloração de prata, que é compatível com a análise de espectrometria de massa. Juntos, estes procedimentos podem permitir a identificação de proteínas importantes de espécies de Burkholderia que poderiam estar envolvidos na patogénese.