PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Dwuwymiarowa elektroforeza żelowa: od eksperymentu po profile ekspresji. Część pierwsza - eksperyment

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
EN
Two-dimensional gel electrophoresis: from experiment to protein expresion profiles. Part one - experiment
Języki publikacji
PL
Abstrakty
PL
Dwuwymiarowa (dwukierunkowa) elektroforeza żelowa (2-DE) jest metodą znaną od lat 70. poprzedniego stulecia. Zainteresowanie badaczy metodą 2-DE wynika z możliwości separacji nawet kilku tysięcy białek w jednym żelu, co pozwala na ich detekcję i identyfikację. Dzięki wysokiej rozdzielczości wyników separacji możliwe staje się ustalenie roli biologicznej poszczególnych białek czy odkrywanie wpływu czynników zewnętrznych na organizmy żywe na poziomie proteomu. Metoda 2-DE wciąż ewoluuje. W ostatniej dekadzie nastąpił ogromny postęp w sposobie przeprowadzania eksperymentów z dużą powtarzalnością. Zmieniło się też całkowicie podejście do analizy obrazów żeli i wykorzystywane do tego celu algorytmy. Ze względu na tak szybki rozwój technik dwuwymiarowej elektroforezy żelowej autorzy postanowili przedstawić obecny stan wiedzy w tym zakresie. Praca składa się z dwu części. W pierwszej opisano zmiany, jakie zaszły w technikach przeprowadzania eksperymentów elektroforetycznych. Druga część skupia się na analizie obrazów uzyskanych za pomocą metody 2-DE, z uwzględnieniem zmian w schemacie analizy. Pierwsza część pracy koncentruje się na eksperymencie dwuwymiarowej elektroforezy żelowej. Opisano poszczególne kroki eksperymentu: od przygotowania próbki, przez ładowanie próbek do pierwszego wymiaru, IEF, SDS-PAGE, barwienie żeli, aż po zapis obrazów żeli. Praca nie porusza szczegółów biochemicznych eksperymentu. Opisane zostały również formaty plików, technika DIGE, wpływ eksperymentu na dalszą analizę, modyfikacje posttranslacyjne oraz pozyskanie próbek protein z żeli do ewentualne identyfikacji za pomocą innych technik proteomicznych.
EN
Two-dimensional gel electrophoresis (2-DE) is a method commonly used since seventies of the previous century. It owns its non weakening interest of researchers because of the possibility of separation even a few thousands of proteins in one gel, what allows for protein detection and identification. Thanks to high resolution of separation results, it is possible to determine a biological role of particular proteins or to discover influence of external factors on living organisms on the proteome level. Though 2-DE is still evolving. In the last decade, a great progress has been made in the way of performing experiments and their reproducibility. Approach to the analysis of gel images and algorithms used for the analysis have been entirely changed. For the reason of such instant changes of methods and techniques of the two-dimensional gel electrophoresis, the authors decided to describe state of the art. This work consists of two parts. The first part describes changes that have been made in performing of electrophoretic experiments. The second part concentrates on the analysis of obtained images, with emphasis the analysis workflow. The first part focuses on the experiment of the dwo-dimensional gel electrophoresis. Description of particular steps of the experiment is given: from the sample preparation, through loading of samples for the first dimension, IEF, SDS-PAGE, gels staining, to recording of gel images. This work does not bring up biochemical details of the experiment. File formats, DIGE technology, influence of the expriment on the further analysis, posttraslational modifications and acquisition of protein samples from gels for identification using other proteomic techniques have been described in detail.
Wydawca
Rocznik
Strony
285--292
Opis fizyczny
Bibliogr. 50 poz.
Twórcy
  • Instytut Inżynierii Biomedycznej i Pomiarowej, Wydział Podstawowych Problemów Techniki, Politechnika Wrocławska, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, tel. +48 (71) 320 28 25, agnieszka.suchwalko@pwr.wroc.pl
Bibliografia
  • 1. T. Rabilloud: Two-dimensional gel electrophoresis in proteomics: old, old fashioned, but it still climbs up the mountains, Proteomics, vol. 2, 2002, s. 3-10.
  • 2. K.K. Challapalli, C. Zabel, J. Schuchhardt, A.M. Kaindl, J. Klose, H. Herzel: High reproducibility of large-gel two-dimensional electrophoresis, Electrophoresis, vol. 25, 2004, s. 3040-3047.
  • 3. S.M.N. Hunt, M.R. Thomas, L.T. Sebastian, S.K. Pedersen, R.L. Harcourt, A.J. Sloane, M.R. Wilkins: Optimal replication and the importance of experimental design for gel-based quantitative proteomics, Journal of Proteome Research, vol. 4(3), 2005, s. 809-819.
  • 4. K. Lee, K. Pi, H.G. Lee: Influence of gel dimensions on resolution and sample throughput on two-dimensional gels, Biochemistry, vol. 73, 2008, s. 427-431.
  • 5. M.P. Molloy: Two-dimensional electrophoresis of membrane proteins using immobilized pH gradients, Analytical Biochemistry, vol. 280, 2000, s. 1-10.
  • 6. A. Suchwałko H. Podbielska: Dwuwymiarowa elektroforeza żelowa: od eksperymentu po profile ekspresji. Część druga - analiza obrazu, Inżynieria Biomedyczna - Acta Bio-Optica et Informatica Medica, vol. 16, 2010, w druku.
  • 7. P. Jungblut, B. Thiede, U. Zimny-Arndt, E.C. Muller, C. Scheler, B. Wittmann-Liebold, A. Otto: Resolution power of two-dimensional electrophoresis and identification of proteins from gels, Electrophoresis, vol. 17, 1996, s. 839-847.
  • 8. M.C. Pietrogrande, N. Marchetti, F. Dondi, P.G. Righetti: Spot overlapping in two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis separations: a statistical study of complex protein maps, Electrophoresis, vol. 23, 2002, s. 283-291.
  • 9. M.C. Pietrogrande, N. Marchetti, F. Dondi, P. G. Righetti: Spot overlapping in two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis maps: relevance to proteomics, Electrophoresis, vol. 24, 2003, s. 217-224.
  • 10. J.A. Westbrook, J.X. Yan, R. Wait, S.Y. Welson, M.J. Dunn: Zooming-in on the proteome: very narrow-range immobilized pH gradients reveal more protein species and isoforms, Electrophoresis, vol. 22, 2001, s. 2865-2871.
  • 11. R. Wildgruber, A. Harder, C. Obermaier, G. Boguth, W. Weiss, S.J. Fey, P.M. Larsen, A. Gorg: Towards higher resolution: Two-dimensional Electrophoresis of Saccharomyces cerevisiae proteins using overlapping narrow immobilized pH gradients, Electrophoresis, vol. 21, 2000, s. 2610-2616.
  • 12. A. Gorg, W. Postel, A. Domscheit, S. Gunther: Twodimensional electrophoresis with immobilized pH gradients of leaf proteins from barley (Hordeum vulgare): method, reproducibility and genetic aspects, Electrophoresis, vol. 9, 1988, s. 681-692.
  • 13. W. Weiss A. Gorg: Sample solublization buffers for two-dimensional electrophoresis, Methods in molecular biology (Clifton, N.J.), vol. 424, 2008, s. 35-42.
  • 14. A.B.T. de Marqui, A. Vidotto, G.M. Polachini, C.D.M. Bellato, H. Cabral, A.M. Leopoldino, J.F. de Gois Filho, E.E. Fukuyama, F.A.P. Settanni, P.M. Cury, G.O. Bonilla-Rodriguez, M.S. Palma, E. H. Tajara: Solubilization of proteins from human lymph node tissue and two-dimensional gel storage, Journal of Biochemistry and Molecular Biology, vol. 39, 2006, s. 216-222.
  • 15. L. Castellanos-Serra, D. Paz-Lago: Inhibition of unwanted proteolysis during sample preparation: evaluation of its efficiency in challenge experiments, Electrophoresis, vol. 23, 2002, s. 1745-1753.
  • 16. A. Gorg, W. Weiss, M.J. Dunn: Current two-dimensional electrophoresis technology for proteomics, Proteomics, vol. 4, 2004, s. 3665-3685.
  • 17. M. Eravci, S. Fuxius, O. Broedel, S. Weist, S. Eravci, U. Mansmann, H. Schluter, J. Tiemann, A. Baumgartner: Improved comparative proteome analysis based on two-dimensional gel electrophoresis, Proteomics, vol. 7, 2007, s. 513-523.
  • 18. R. Westermeier, T. Naven, H. Hopker: Proteomics in practice: a guide to successful experimental design, Wiley-VCH, 2008.
  • 19. M. Berth, F.M. Moser, M. Kolbe, J. Bernhardt: The state of the art in the analysis of two-dimensional gel electrophoresis images, Applied microbiology and biotechnology, vol. 76, 2007, s. 1223-1243.
  • 20. G.L. Corthals, V.C. Wasinger, D.F. Hochstrasser, J.C. Sanchez: The dynamic range of protein expression: a challenge for proteomic research, Electrophoresis, vol. 21, 2000, s. 1104-1115.
  • 21. P. Sinha, J. Poland, M. Schnolzer, T. Rabilloud: A new silver staining apparatus and procedure for matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight analysis of proteins after two-dimensional electrophoresis, Proteomics, vol. 1, 2001, s. 835-840.
  • 22. J.C. Nishihara K.M. Champion: Quantitative evaluation of proteins in one- and two-dimensional polyacrylamide gels using a fluorescent stain, Electrophoresis, vol. 23, 2002, s. 2203-2215.
  • 23. K. Lilley: Two-dimensional gel electrophoresis: recent advances in sample preparation, detection and quantitation, Current Opinion in Chemical Biology, vol. 6, 2002, s. 46-50.
  • 24. M.F. Lopez, K. Berggren, E. Chernokalskaya, A. Lazarev, M. Robinson, W.F. Patton: A comparison of silver stain and SYPRO Ruby Protein Gel Stain with respect to protein detection in two-dimensional gels and identification by peptide mass profiling, Electrophoresis, vol. 21, 2000, s. 3673-3683.
  • 25. A.J. Link: Autoradiography of 2-D gels, Methods in molecular biology (Clifton, N.J.), vol. 112, 1999, s. 285-290.
  • 26. S.D. Patterson G.I. Latter: Evaluation of storage phosphor imaging for quantitative analysis of 2-D gels using the Quest II system, BioTechniques, vol. 15, 1993, s. 1076-1083.
  • 27. H. Boucherie, A. Massoni, C. Monribot-Espagne: Radiolabeling for two-dimensional gel analysis, Methods in molecular biology (Clifton, N.J.), vol. 424, 2008, s. 125-135.
  • 28. T. Rabilloud: Detecting proteins separated by 2-D gel electrophoresis, Analytical chemistry, vol. 72, 2000, s. 48A-55A.
  • 29. W. Weiss, F. Weiland, A. Gorg: Protein detection and quantitation technologies for gel-based proteome analysis, Methods in molecular biology (Clifton, N.J.), vol. 564, 2009, s. 59-82.
  • 30. W.F. Patton: Detection technologies in proteome analysis, Journal of chromatography. B, Analytical technologies in the biomedical and life sciences, vol. 771, 2002, s. 3-31.
  • 31. J. Reinders A. Sickmann: State-of-the-art in phosphoproteomics, Proteomics, vol. 5, 2005, s. 4052-4061.
  • 32. C. Eymann, D. Becher, J. Bernhardt, K. Gronau, A. Klutzny, M. Hecker: Dynamics of protein phosphorylation on Ser/Thr/Tyr in Bacillus subtilis, Proteomics, vol. 7, 2007, s. 3509-3526.
  • 33. A.K. Bendt, A. Burkovski, S. Schaffer, M. Bott, M. Farwick, T. Hermann: Towards a phosphoproteome map of Corynebacterium glutamicum, Proteomics, vol. 3, 2003, s. 1637-1646.
  • 34. D. Kalume: Tackling the phosphoproteome: tools and strategies, Current Opinion in Chemical Biology, vol. 7, 2003, s. 64-69.
  • 35. M. Mann, O.N. Jensen: Proteomic analysis of post-translational modifications, Nature Biotechnology, vol. 21, 2003, s. 255-261.
  • 36. N.H. Packer, M.S. Ball, P.L. Devine: Glycoprotein detection of 2-D separated proteins, Methods in molecular biology (Clifton, N.J.), vol. 112, 1999, s. 341-352.
  • 37. A. Paradela, J.P. Albar: Advances in the analysis of protein phosphorylation, Journal of Proteome Research, vol. 7, 2008, s. 1809-1818.
  • 38. K. Loster, C. Kannicht: 2D-electrophoresis. Detection of glycosylation and influence on spot pattern, Methods in molecular biology (Clifton, N.J.), vol. 194, 2002, s. 301-316.
  • 39. H.Y. Tan, T.W. Ng, O.W. Liew: Effects of light spectrum in flatbed scanner densitometry of stained polyacrylamide gels, BioTechniques, vol. 42, 2007, s. 474-478.
  • 40. K. Miura: Imaging and detection technologies for image analysis in electrophoresis, Electrophoresis, vol. 22, 2001, s. 801-813.
  • 41. K. Miura: Imaging technologies for the detection of multiple stains in proteomics, Proteomics, vol. 3, 2003, s. 1097-1108.
  • 42. M.D. Miller, R.A. Acey, L.Y.T. Lee, A.J. Edwards: Digital imaging considerations for gel electrophoresis analysis systems, Electrophoresis, vol. 22, 2001, s. 791-800.
  • 43. A. Alban, S.O. David, L. Bjorkesten, C. Andersson, E. Sloge, S. Lewis, I. Currie: A novel experimental design for comparative two-dimensional gel analysis: two-dimensional difference gel electrophoresis incorporating a pooled internal standard, Proteomics, vol. 3, 2003, s. 36-44.
  • 44. N.B. Larbi, C. Jefferies: 2D-DIGE: comparative proteomics of cellular signalling pathways, Methods in molecular biology (Clifton, N.J.), vol. 517, 2009, s. 105-132.
  • 45. J.X. Yan, A.T. Devenish, R. Wait, T. Stone, S. Lewis, S. Fowler: Fluorescence two-dimensional difference gel electrophoresis and mass spectrometry based proteomic analysis of Escherichia coli, Proteomics, vol. 2, 2002, s. 1682-1698.
  • 46. J. Shaw, R. Rowlinson, J. Nickson, T. Stone, A. Sweet, K. Williams, R. Tonge: Evaluation of saturation labeling two-dimensional difference gel electrophoresis fluorescent dyes, Proteomics, vol. 3, 2003, s. 1181-1195.
  • 47. G. Van den Bergh, L. Arckens: Protein profiling based on two-dimensional difference gel electrophoresis, Methods in molecular biology (Clifton, N.J.), vol. 439, 2008, s. 211-224.
  • 48. N.A. Karp, K.S. Lilley: Maximising sensitivity for detecting changes in protein expression: experimental design using minimal CyDyes, Proteomics, vol. 5, 2005, s. 3105-3115.
  • 49. M.R. Wilkins, R.D. Appel, J.E. van Eyk, M.C.M. Chung, A. Gorg, M. Hecker, L.A. Huber, H. Langen, A.J. Link, Y.-K. Paik, S.D. Patterson, S.R. Pennington, T. Rabilloud, R.J. Simpson, W. Weiss, M.J. Dunn: Guidelines for the next 10 years of proteomics, Proteomics, vol. 6, 2006, s. 4-8.
  • 50. P.H. O’Farrell: High resolution two-dimensional electrophoresis of proteins, The Journal of Biological Chemistry, vol. 250, 1975, s. 4007-4021.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BSL8-0040-0041
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.