• 제목/요약/키워드: Surface-enhanced laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (SELDI-TOF MS)

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Comparative Proteomic Analyses of the Yeast Saccharomyces cerevisiae KNU5377 Strain Against Menadione-Induced Oxidative Stress

  • Kim, Il-Sup;Yun, Hae-Sun;Jin, In-Gnyol
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제17권2호
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    • pp.207-217
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    • 2007
  • The Saccharomyces0 cerevisiae KNU5377 strain, which was isolated from spoilage in nature, has the ability to convert biomass to alcohol at high temperatures and it can resist against various stresses [18, 19]. In order to understand the defense mechanisms of the KNU5377 strain under menadione (MD) as oxidative stress, we used several techniques for study: peptide mass fingerprinting (PMF) by matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight (MALDI-TOF) mass spectrometry (MS) followed by two-dimensional (2D) gel electrophoresis, liquid chromatography electrospray ionization tandem mass spectrometry (LC-ESI-MS/MS), and surface-enhanced laser desorption ionization-time of flight (SELDI-TOF) technology. Among the 35 proteins identified by MALDI-TOF MS, 19 proteins including Sod1p, Sod2p, Tsa1p, and Ahp1p were induced under stress condition, while 16 proteins were augmented under normal condition. In particular, five proteins, Sod1p, Sod2p, Ahp1p, Rib3p, Yaf9p, and Mnt1p, were induced in only stressed cells. By LC-ESI-MS/MS analysis, 37 proteins were identified in normal cells and 49 proteins were confirmed in the stressed cells. Among the identified proteins, 32 proteins were found in both cells. Five proteins including Yel047cp and Met6p were only upregulated in the normal cells, whereas 17 proteins including Abp1P and Sam1p were elevated in the stressed cells. It was interesting that highly hypothetical proteins such as Ynl281wp, Ygr279cp, Ypl273wp, Ykl133cp, and Ykr074wp were only expressed in the stressed cells. SELDI-TOF analysis using the SAX2 and WCX2 chips showed that highly multiple-specific protein patterns were reproducibly detected in ranges from 2.9 to 27.0 kDa both under normal and stress conditions. Therefore, induction of antioxidant proteins, hypothetical proteins, and low molecular weight proteins were revealed by different proteomic techniques. These results suggest that comparative analyses using proteomics might contribute to elucidate the defense mechanisms of KNU5377 under MD stress.

Identification of Protein Candidates in Porcine Oocytes during In Vitro Maturation

  • Lee, Jae-Dal;Cui, Xiang-Shun;Im, Gi-Sun;Seong, Hwan-Hoo;Kim, Nam-Hyung
    • Reproductive and Developmental Biology
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    • 제32권2호
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    • pp.71-79
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    • 2008
  • Surface-enhanced laser desorption and ionization time-of-flight mass spectrometry (SELDI-TOF MS) is one of the recently developed proteomic technologies which is based on capturing proteins and peptides by chemically modified surfaces and highly sensitive for the analysis of complex biological samples. In the present study, to gain insights into oocyte maturation and early embryo development, SELDI-TOF-MS was used to find the protein candidates that are specifically or prominently expressed in porcine oocytes at the in vitro matured metaphase II (MIIl) and germinal vesicle (GV) stages. By selected CM10 chip, 16 candidates were found to be up-regulated in GV stage oocytes compared with in MII stage oocytes, their molecular weights were 8,180 (2 candidates), 10,226 (5 candidates), 15,767 (5 candidates) and 16,770 (4 candidates) Da respectively. And the expression of 29 candidates were higher in MII than in GV stage oocytes, their molecular weight were 10,832 (3 candidates), 17,743 (8 candidates), 20,122 (3 candidates), 22,131 (3 candidates), 24,857 (7 candidates) and 33,507 (5 candidates) Da, respectively. The expression of selected 13 candidates (0.2 and 1.0 % error tolerances) were analyzed using real time RT-PCR. The proteins that differentially regulated during oocyte in vitro maturation in the pigs may be potential biomarkers of oocyte maturation and quality.

수수종자의 펩타이드 분석을 위한 SELDI-TOF MS 최적화 연구 (Optimization of SELDI-TOF MS for Peptide Profiling of Sorghum Seed)

  • 박세준;박준영;이용호;황수민;김아람;고지연;김태완
    • 한국작물학회지
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    • 제58권1호
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    • pp.50-56
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    • 2013
  • SELDI-TOF MS를 활용한 저분자 펩타이드 분석을 위해서는 분석시료에 대한 최적화 분석조건을 확립하는 것이 필수적으로 선행되어야 한다. 본 연구는 수수 종자 내 존재하는 10 kDa 이하의 저분자 펩타이드를 프로파일링하기 위하여 활용된 SELDI-TOF MS의 최적화 분석조건을 확립하는데 있다. 분석조건은 (1) 프로테인 칩: CM10(weak cation exchanger), Q10(strong anion exchanger), (2) 바인딩 버퍼의 희석배수: 1/2, 1/5, 1/10, 1/20, 1/50, 1/100, 1/200, (3) Q10의 바인딩 버퍼 강도: 10 mM, 100 mM, (4) 단백질 추출버퍼: sodium borate, sodium borate + acetone, phenol, TCA 버퍼로 하였다. 1. 바인딩 버퍼의 희석배수는 CM10과 Q10 모두 1/20과 1/50이 최적화로 나타났다. 2. Q10의 바인딩 버퍼 강도는 농도가 약한 10 mM에서 더 많은 피크가 검출되었다. 3. SELDI-TOF MS 분석에 적합한 수수 종자단백질 추출 버퍼로는 2~10 kDa 범위에서는 sodium borate 버퍼와 10~20 kDa 범위에서는 phenol 버퍼로 분석되었다.

패혈증 생존 및 사망 환자 혈장에서 단백질 칩을 이용한 분석의 차이 (Difference in Protein Markers According to the Survival of Sepsis Patients using Protein Chips)

  • 박명옥;이희영;손희정;성지현;이승준;이성준;하권수;김우진
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제61권1호
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    • pp.41-45
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    • 2006
  • 배 경: 패혈증 환자의 예후를 예측하는 데 현재 사용되고 있는 임상적 채점 방식은 몇가지 제한점이 있다. 그래서 단백질체학(proteomics) 기법을 사용하여 표지자(proteomic biomarkers)를 찾으려 연구를 진행하였다. 방 법: 본 연구에서는 16명의 패혈증환자에게서 중환자실에 입원하자마자 혈장을 채취하였다. 패혈증의 예후를 예측할 수 있는 표지자를 찾기 위해 Surface-enhanced laser desorption/ionization time-of-flight (SELDI -TOF) mass spectrometry를 사용하였다. 결 과: 사망환자와 생존환자 사이에 통계적으로 유의한 차이가 있는 6개의 단백표지자를 발견하였고 이들은 패혈증 환자의 예후 예측과 치료계획수립에 도움이 될 것으로 생각된다. 결 론: 프로테오믹 마커는 패혈증 환자의 예후를 예측하고 치료계획을 세우는 데 있어 유용하게 이용될 가능성이 있을 것으로 사료된다.

SELDI-TOF MS를 활용한 혈당강하 수수 종자의 펩타이드 프로파일링 및 특이 발현 펩타이드 선발 (Peptide Profiling and Selection of Specific-Expressed Peptides in Hypoglycemic Sorghum Seed using SELDI-TOF MS)

  • 박세준;황수민;박준영;고지연;김태완
    • 한국작물학회지
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    • 제59권3호
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    • pp.252-262
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    • 2014
  • 혈당 강하를 목적으로 선발된 수수계통의 종자 유래 펩타이드의 양적, 질적 형질을 특성화하고 혈당 강하 수수에서 특이적으로 발현 펩타이드를 선발하기 위하여, 혈당 강하수수 7계통과 비 혈당 강하 수수 5계통에 대한 종자 펩타이드 프로파일링을 SELDI-TOF MS 기법을 활용하여 분석하였다. 1. 분자량의 범위가 2~20 kDa에서 검출된 수수 12계통 종자의 펩타이드는 CM10 (weak cation exchanger)에서 104개와 Q10 (strong anion exchanger)에서 95개였으며, 펩타이드 양적발현에서 12계통 간 유의성(p < 0.01)을 보인 펩타이드는 CM10에서 99개와 Q10에서 93개였다. 2. 12계통 간 양적 발현에 유의적(p < 0.01) 펩타이드를 이용한 heat map 분석에서 수수 각 계통 종자의 고유한 펩타이드 프로파일과 특이적으로 발현하는 펩타이드를 제시하고 있다. 3. 수수 12계통간의 근연거리를 이용한 군집분석에서 혈당 강하 수수 7계통과 비 혈당 강하 수수 5계통이 서로 다른 2개의 군집을 형성하였다. 4. 혈당 강하 계통에서 유의성(p < 0.00001)이 있게 발현되는 펩타이드를 29개 선정하였으며, 이중에서 혈당강하 계통에서만 공통적으로 높게 발현된 10개의 펩타이드(분자량이 2231.6, 2845.4, 2907.9, 3063.5, 3132.6, 3520.8, 4078.8, 5066.2, 5296.5, 5375.5 Da)를 선발하였다.

생식생물학에세 프로테오믹스의 응용 (Potential Importance of Proteomics in Research of Reproductive Biology)

  • 김호승;윤용달
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제8권1호
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    • pp.1-9
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    • 2004
  • 프로테오믹스(proteomics, 단백질체학이라고도 함)의 잠재적 중요성은 간질환, 심장질환, 몇몇 종류의 암 등의 의학, 생식 독성, 발생 독성, 생체 독성 연구 분야에서도 명백하게 제시되었다. 그러나 단백질을 대상으로 연구하여 유전자 기능을 연구하는 프로테오믹스 연구를 각각의 분야에 접목시키려는 노력은 아직까지 빈약하다. 프로테오믹스는 기능을 갖는 단백질들의 발현을 종합적이고 정량적으로 측정하는 가장 직접적인 수단이고, 질병, 약물투여, 쇼크, 내분비계 장애물질 등 생물학적인 동요(perturbation)에 의하여 변하는 단백질들의 발현 양상 변화를 정확하게 관찰할 수 있게 한다. 그리고 생체내 유전자 발현의 궁극적인 양상을 규명할 수 있으며, 또한 유전자, 단백질 및 질병간의 연결고리를 제공한다. 기존의 biomarker는 다른 질병 표지자와 연관성이 높아 직접적인 biomaker와 정확한 연관을 판정하기 어렵다. 따라서 대량 발굴 탐색(high-throughput screening)이 가능한 2차원 전기 영동 분석과 MALDI-TOF또는 protein chip array와 SELDI-TOF에 의한 단백질 분자 구조 분석 기술 및 이들을 지원하는 생물정보학(bioinformatics)의 발전을 이용하여, 생식학 연구에 이용할 수 있는 표적 단백질 발굴 및 정성 정량적 연구에 적절한 이용이 가능할 것이다. 이러한 연구는 생식과정 중 배아 발생 및 조직 기관 발생 중 유전자 발현의 변화, 내분비계 장애물질 등 호르몬 및 독성 물질의 작용 기전, ecotoxicogenomics지표 marker의 변동 분석, 중간대사물질체학(metabolomics)에의 이용 등등의 연구에 필수적인 방법으로 발전할 것이다.

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Profiling of differentially expressed proteins between fresh and frozen-thawed Duroc boar semen using ProteinChip CM10

  • Yong-Min Kim;Sung-Woo Park;Mi-Jin Lee;Da-Yeon Jeon;Su-Jin Sa;Yong-Dae Jeong;Ha-Seung Seong;Jung-Woo Choi;Shinichi, Hochi;Eun-Seok Cho;Hak-Jae Chung
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제65권2호
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    • pp.401-411
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    • 2023
  • Many studies have been conducted to improve technology for semen cryopreservation in pigs. However, computer-assisted analysis of sperm motility and morphology is insufficient to predict the molecular function of frozen-thawed semen. More accurate expression patterns of boar sperm proteins may be derived using the isobaric tags for relative and absolute quantification (iTRAQ) technique. In this study, the iTRAQ-labeling system was coupled with liquid chromatography tandem-mass spectrometry (LC-MS/MS) analysis to identify differentially expressed CM10-fractionated proteins between fresh and frozen-thawed boar semen. A total of 76 protein types were identified to be differentially expressed, among which 9 and 67 proteins showed higher and lower expression in frozen-thawed than in fresh sperm samples, respectively. The classified functions of these proteins included oxidative phosphorylation, mitochondrial inner membrane and matrix, and pyruvate metabolic processes, which are involved in adenosine triphosphate (ATP) synthesis; and sperm flagellum and motile cilium, which are involved in sperm tail structure. These results suggest a possible network of biomarkers associated with survival after the cryopreservation of Duroc boar semen.