PREPARATION DES EXTRAITS PROTEIQUES
PROTEINES INTRACELLULAIRES
L. monocytogenes
EGDe
Les cellules sont cultivées sous agitation à 20°C
ou 37°C dans du milieu BHI ou MCDB 202 (Cryo Bio System, ART. 007374)
supplémenté avec 0,36% glucose, 0,1% éléments
trace (Cryo Bio System, ART. 007420) et 0,1% d'une solution de Yeast
Nitrogen Base à 10%.
20 ml de la culture en phase exponentielle ou stationnaire de croissance
sont centrifugés (7500 x g, 15 min) puis le culot est lavé
deux fois en tampon TE (20 mM Tris-HCl, pH 7.5 ; 5 mM EDTA ; 5 mM MgCl2)
avant d'être repris par 1 ml de tampon TE à pH 9 et congelé
à -20°C.
500 µl de la suspension bactérienne sont traités
par sonication avec une micro-sonde (3 x 2 min à puissance 5
et 50% de cycle actif).
Après
30 min de traitement Dnase I/Rnase A, 500 µl d'une solution contenant
urée, thiourée, CHAPS et tributylphosphine (TBP) sont
rajoutés de façon à obtenir une concentration finale
de 4 M urée, 2 M thiourée, 2% CHAPS et 2 mM TBP dans
la suspension bactérienne (limite compatible avec le dosage de
Bradford en utilisant le kit Bio-Rad protein assay).
Après 30 min dans la glace avec agitation intermittente, la fraction
protéique soluble est séparée des débris
cellulaires par centrifugation (13000 g, 20 min).
Le surnageant est récupéré, les protéines
sont dosées puis précipitées par trois volumes
d'acétone glacial pendant au moins 2 h à -20°C suivis
d'une centrifugation (13000 g, 40 min).
Le culot est repris avec le tampon d'isoélectrofocalisation (IEF) (7 M urée, 2 M thiourée,
4% CHAPS et des traces de bleu de bromophenol) à une concentration
finale de 5 µg protéines/µl et congelé à
-20°C.
PROTEINES EXTRACELLULAIRES
L. monocytogenes (Exoprotéome 12 souches)
Une pré-culture pour chaque souche est réalisée en milieu BHI liquide, à 37°C et sous agitation à 150 rpm durant 12 h. Les cultures sont ensemencées à partir des pré-cultures afin d'obtenir une DO initiale à 600nm proche de 0,1 nm. Ainsi, les cultures réalisées en milieu MCDB supplémenté avec 1% de glucose, 0,1% éléments
trace et 0,1% d'une solution de Yeast
Nitrogen Base à 10% sont incubées à 37°C, sous agitation à 150 rpm jusqu'à atteindre une DO finale proche de 0,9 (fin de phase exponentielle de croissance). Après centrifugation des cultures cellulaires (7500 x g, 15 min, 4°C), les surnageants sont filtrés à travers une membrane de 0,22 µm, traités en ajoutant 1% (v/v) de phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF) (20mM) et 1% (v/v) de deoxycholate de sodium (20mg/mL) puis incubés 30 min dans la glace. Les protéines contenues dans les échantillons sont précipitées à l'acide trichloroacétique (TCA) (10% w/v) toute une nuit à 4°C. Après centrifugation ( 20300 x g, 30 min, 4°C), les précipités sont rincés une première fois avec 15 mL d'acétone glacial pendant une nuit à -20°C. Après trois lavage à l'acétone glacial, les culots protéiques sont séchés à l'air libre puis solubilisés dans du tampon d'IEF (5 M urée, 2 M thiourée,
4% (w/v) CHAPS, 10 mM Tris-HCl dans 50% (v/v) de trifluoroéthanol et des traces de bleu de bromophenol). Les protéines sont dosées par la méthode de Bradford à l'aide du kit " Bio-Rad Protein Assay" (Bio-Rad, Hercules, Californie) et en utilisant une gamme de concentrations de sérum albumine bovine comme standard.
PREMIERE
DIMENSION
PROTEINES INTRACELLULAIRES
- IPG Strips (Bio-Rad) : gradients pH
3-10, pH 3-6 et pH 5-8
- Réhydratation passive d'IPG Strips de 18cm dans un volume total de 400 µl en présence
de l'échantillon
Tampon
de réhydratation |
Dépôts
en échantillon |
Urée |
7
M |
Thiourée
|
2
M |
CHAPS
|
4% |
Bleu de bromophénol |
trace |
TBP
|
2
mM |
Ampholytes*
|
1,5% |
|
|
|
Analytique |
Semi-préparatif
(pour identification par spectrométrie de masse) |
|
Coloration
argent |
Coloration
bleu colloïdal |
Strip
3-10 |
60
µg |
800 µg |
Strip
5-8 |
50
µg |
800 µg |
Strip
3-6 |
50
µg |
800 µg |
|
*En fonction du gradient
de l'IPG Strip :
Strip 3-10 : ampholytes 3-10
Strip 5-8 : ampholytes 5-8
Strip 3-6 : ampholytes 3-5
- Multiphor II isoelectrofocalisation
(Amersham Bioscience)
|
Strip
3-10 (Bio-Rad, 18 cm) |
Vhs
total recommandé : 40000 Vhs |
|
Temps
approximatif |
Vhs |
Température |
Réhydratation
passive |
12-16 h |
0 |
ambiante |
de 0 à
40 |
|
1 |
19 °C |
40 |
|
7 |
19 °C |
de 40 à
500 |
|
910 |
19 °C |
500 |
|
1500 |
19 °C |
de 500 à
3500 |
|
6000 |
19 °C |
3500 |
|
28000 |
19 °C |
Total |
17 h |
36418 |
|
Strip
5-8 (Bio-Rad, 18 cm) |
Vhs
total recommandé : 80000 Vhs |
|
Temps
approximatif |
Vhs |
Température |
Réhydratation
passive |
16-24 h |
0 |
ambiante |
de 0 à
50 |
|
10 |
19 °C |
50 |
|
450 |
19 °C |
de 50 à
200 |
|
10 |
19 °C |
200 |
|
200 |
19 °C |
de 200 à
1000 |
|
600 |
19 °C |
de 1000 à
3500 |
|
33000 (33 kVhs) |
19 °C |
3500 |
|
45000 (45 kVhs) |
19 °C |
Total |
44 h |
79270 |
|
|
|
Strip
3-6 (Bio-Rad, 18 cm) |
Vhs
total recommandé : 55000-60000 Vhs |
|
Temps
approximatif |
Vhs |
Température |
Réhydratation
passive |
16-24 h |
0 |
ambiante |
de 0 à
50 |
|
10 |
19
°C |
50 |
|
450 |
19
°C |
de 50 à
200 |
|
10 |
19
°C |
200 |
|
200 |
19
°C |
de 200 à
1000 |
|
600 |
19
°C |
de 1000 à
3500 |
|
33000
(33 kVhs) |
19
°C |
3500 |
|
25000
(25 kVhs) |
19
°C |
Total |
34 h |
59270 |
|
|
- Protean IEF Cell (Bio-Rad)
|
Strip
3-10 NL (Bio-Rad, 17 cm) |
Vhs
total recommandé : 66450 Vhs |
|
Temps
|
Vhs |
Température |
Réhydratation
passive |
17,5 |
0 |
ambiante |
50 V* |
7 h |
350 |
19 °C |
200 V |
2 h |
200 |
19 °C |
1000 V |
2 h |
1200 |
19 °C |
1000 V |
1 h |
1000 |
19 °C |
8000 V |
5 h |
22500 |
19 °C |
8000 V |
environ 5 h: jusqu'à l'obtention du nombre de Vhs total |
41000 |
19 °C |
Total |
22 h |
66450 |
|
*Après la première étape (50 V pendant 7 h), changer les mèches en papier à chaque électrode.
EQUILIBRATION
|
Tampon
de base |
|
|
Etape
1 : Base + respectivement 5 mM ou 2 mM TBP (Fluka) pour les protéines intracellulaires ou extracellulaires. Equilibrer dans 10 ml, 15 min.
|
Urée |
6
M |
|
|
SDS |
2%
(w/v) |
|
Etape
2 : Base + 2,5 % iodoacétamide + bromophenol blue (trace).
Equilibrer dans 10 ml, 15 min.
|
Tris-Cl,
pH 8.8 |
50
mM |
|
|
Glycérol |
30%
(v/v) |
|
DEUXIEME
DIMENSION (SDS-PAGE)
- La
deuxième dimension est réalisée en gel d'acrylamide
à 12,5% (190 x 185 x 1 mm) en conditions dénaturantes
(solution acryl/bis commercialisée par Bio-Rad).
|
Gel
de séparation
(0,375 M Tris, pH 8,8) |
|
Pour
la coloration à l'argent, rajouter dans le gel et le tampon
de migration du Thiosulfate de sodium, respectivement 2 mM et 5 mM. |
Concentration
en monomère (% T, 3,3% C)
|
12.5% |
Acrylamide/bis
(40% T, 3,3% C) stock
|
31,2
ml |
1,5 M Tris-HCl,
pH 8,8
|
25
ml |
dd H2O
|
42,3
ml |
Dégazer
10 min. sous vide
|
|
10 % SDS
|
1
ml |
10 % ammonium
persulfate (préparer extemporanément)
|
600
µl (0,06 %) |
Temed
|
60
µl (0,06 %) |
Volume final
|
100
ml |
- Déposer
l'IPG strip sur le gel d'acrylamide, et recouvrir d'une solution d'agarose
" Low Melting Point " à 1%. Presser avec soin l'IPG
strip sur la surface du gel d'acrylamide pour un contact complet. Attendre
la prise en masse de l'agarose au moins 5 min. Répéter
pour chaque strip.
Solution
d'agarose1% |
|
|
-
dissoudre l'agarose au bain-marie sans aller jusqu'à ébullition
- aliquoter par 1 ml, conserver à 4 °C
Avant utilisation, chauffer au bain-marie à 60°C jusqu'à
dissolution.
|
Agarose LMP
|
0,1g |
Tampon de cuve
1X
|
10
ml |
Bromophenol
blue
|
qq
grains |
- Migration
: cuve Multicell Protean II XL (Bio-Rad)
Programmes
de migration |
Par gel :
|
|
|
|
15 mA
(constant)
|
1000
V |
500
W |
1
h |
40 mA
(constant)
|
1000
V |
500
W |
~5
h |
OU
Par gel :
|
|
|
|
15 mA
(constant)
|
40
V (limitant) |
25
W |
1 h
|
15 mA
(constant)
|
150
V (limitant) |
25
W |
~15
h |
COLORATION
(utiliser de l'eau Milli-Q pour
préparer les différentes solutions)
- Coloration
au nitrate d'argent basée sur le protocole
de Blum et al. (1987) modifié par Rabilloud (1992). Tiré
de "Rabilloud, T. (Ed.), Proteome Research:Two-Dimensional Gel
Electrophoresis and Identification Methods, Springer, Germany 1997,
pp. 107-126".
Fast
Silver Nitrate Staining (see Note 1 first). This protocole
is based on the protocol of Blum et al. (1987), with modifications (Rabilloud
1992).
- Fix the gels (>3 X 30 min.) in 5 % acetic acid/30 % ethanol (v/v)
- Rinse in water for 4 X 10 min.
- To sensitize, soak gels for 1 min (1 gel at a time) in 0.8 mM sodium
thiosulfate (Notes 2 and 3).
- Rinse 2 X 1 min in water ( Note 3).
- Impregnate for 30-60 min in 12 mM silver nitrate (0.2 g/l). The gels
may become yellowish at the stage.
- Rinse in water for 5-15 s (Note 4).
- Develop image (10-20 min) in 3 % potassium carbonate containing 250 µl formalin and 125 µl 10 % sodium thiosulfate per liter (Note
5).
- Stop develpment (30-60 min) in a solution containing 40 g of Tris and
20 ml of acetic acid per liter.
- Rinse with water (several changes) prior to drying or densitometry.
Note
1: general practice: Batches of gels (up to five gels per box) can
be stained. For a batch of
three to five medium-sized gels (e.g. 160 x 200 x 1.5 mm), 1 l of the
requiered solution is used, which corresponds to a solution/gel volume
ratio of 5 or more; 500 ml of solution is used for one or two gels. Batch
processing can be used for every step longer than 5 min, except for image
development, where one gel per box is requiered. For steps shorter than
5 min, the gels should be dipped individually in the corresponding solution.
For changing solutions, the best way is to used a plactic sheet.
The sheet is pressed on the pile of gels with the aid of a gloved hand.
Inclining the entire setup allows the emptying of the box while keeping
the gels in it. The next solution is poured with the plastic sheet in
place, which prevents the solution flow from breaking the gels. The plastic
sheet is removed after the solution change and kept in a separate box
filled with water until the next solution change. This water is changed
after each complete round of silver staining. In this case, only one gel
per dish is required.A setup for multiple staining of supported gels has
been described elsewhere (Granier and De Vienne 1985).
When gels must be handled individually, they are manipulated with
gloved hands. The use power-free, nitrile gloves is strongly recommended,
as powdered latex gloves are often the cause of pressure
marks. Except for development or short steps, where occasional hand agitation
of the staining vessel is convenient, constant agitation is required for
all the steps. A reciprocal ("ping-pong") shaker is used at
30-40 strokes per minute.
Dishes used for silver staining can be made of glass or plastic.
It is very important to avoid scratches in the inner surface of the dishes,
as scratches promote silver reduction and thus artefacts. Cleaning is
best achieved by wiping with a tissue soaked with ethanol. If this is
not sufficient, use instantly prepared Farmer's reducer (50 mM ammonia,
0.3 % potassium ferricyanide, 0.6 % sodium thiosulfate). Let the yellow-green
solution dissolve any trace of silver, discard, rinse thoroughly with
water (until the yellow color is no longer visible), then rinse with 95
% ethanol and wipe.
Formalin stends for 37 % formaldehyde. It is stable for months at
room temperature. However, solutions containing a thinck layer of polymerized
formaldehyde must, not be used. Never put formalin in the fridge, as this
promotes polymerization, 95 % ethanol can be used instead of absolute
ethanol. Do not use denatured alcohol. It is possible to purchase 1 M
silver nitrate ready-made. The solution is cheaper than solid silver nitrate
on a silver weight basis. It is stable for months in the fridge.
Last, but not least, the quality of water is critical. Best results
are obtained with water treated with ion exchange resins (resistivity
higer then 15 mega ohms/cm). Distilled water gives more erratic results.
Note 2: 0.8 mM sodium thiosulfate corresponds to 2 ml/l of 10 %
sodium thiosulfate (pentahydrate). The 10 % thiosulfate solution is made
fresh every week and stored at room temperature.
Note 3: The optional setup for sensitization is following prepare
four staining boxes containing respectively the sensitixing thiosulfate
solution, water (two boxes), and the silver nitrate solution. Put the
vessel containing the rinsed gels on one side of this series of boxes.
Take one gel out of the vessel and dip it in the sensitizing and rinsing
solutions (1 min in each solution). Then transfer to silver nitrate. Repeat
this process for all the gels of the batch. A new gel can be sensitized
while the former one is in the first rinse solution, provided that the
1 minute time is kept (use a bench chronometer). When several batches
of gels are stained on the same day, it is necessary to prepare several
batches of silver solution. However, the sensitizing and rinsing solutions
can be kept for at least three batches, and probably more.
Note 4: This is very short step is intended to remove the liquid
film of silver solution carried over with the gel.
Note 5: When the gel is dipped in the developer, a brown microprecipitate
of silver carbonate should form. This precipitate must be redissolved
to prevent deposition and background formation. This is simply achieved
by immediate agitation of the box. Do not expect the appearance of the
major spots before 3 min of development. The spot intensity reaches a
plateau after 15-20 min of development; then background appears. Stop
development at the very beginning of background development. This ensures
maximal and reproducible sensivity.
- Coloration au nitrate d'argent compatible pour l'identification par spectromètre de masse : Protocole de Yan et al. Electrophoresis 21 (2000) 3666-3672
-
Fixer le gel 2x15min dans 10% acide acétique / 40% éthanol (v/v).
-
Sensibiliser le gel 30 min dans 30% éthanol/ 0.2% thiosulfate de sodium (préparé et ajouté extemporanément)/6.8% acétate de sodium.
-
Laver 3x5min le gel à l'eau milliQ.
-
Laisser le gel 20min dans 0.25% nitrate d'argent.
-
Laver 2x1min le gel à l'eau milliQ.
-
Laisser dans la solution de révélation : 2.5% carbonate de sodium/0.04% formaldéhyde (ajouté extemporanément) jusqu'à obtention de l'intensité désirée (estimation visuelle du temps ~10-20min).
-
Stopper le développement en laissant le gel 10 min dans 1.46% EDTA.
-
Rincer 3x5min le gel à l'eau milliQ
Décoloration des spots protéiques colorés au nitrate d'argent (d'après : montage in gel DigestZP kit, Millipore )
-
Prélever les spots du gel et les placer dans des tubes de 0.5 mL.
-
Sous agitation, décolorer chaque spot dans 200 µL de solution de décoloration (30mM de ferricyanide de potassium/100 mM de thiosulfate de sodium (1 :1)). Laisser incuber plus ou moins 5 min puis éliminer la solution de décoloration.
-
Sous agitation, laver 2 X 15 min chaque spot avec 150 µL d'eau milliQ puis éliminer l'eau en la pipetant.
-
Appliquer le protocole de décoloration des spots colorés au bleu de Coomassie colloïdal.
- Coloration
au bleu de Coomassie colloïdal selon Neuhoff et al. (1988). Tiré de "Rabilloud, T. (Ed.),
Proteome Research:Two-Dimensional Gel Electrophoresis and Identification
Methods, Springer, Germany 1997, pp. 107-126".
- After electrophoresis, fix the gels 3 X 30 min in 30 % ethanol (v/v) phosphoric
acid (Note 1).
- Rinse 3 X 20 min in 2 % phosphoric acid.
- Equilibrate for 30 min in a solution containing 2 % phosphoric acid,
18 % (v/v) ethanol and 15 % (v/v) ammonium sulfate (Note 2).
- Add to the gels and solution 1 % (v/v) of a solution containing 20
g of Brilliant Blue G per liter (Note 3). Let the stain proceed for 24
to 72 h.
- If needed, destain the background with water. Avoid alcohol containing
solutions.
Note 1:
The concentrated phosphoric acid used is 85 % phosphoric acid. Percentages
are expressed in volumes. For example, the fixing solution contains 20
ml of 65 % phosphoric acid per liter.
Note 2: The solution is prepared as follows. For 1 l of solution,
place 500 ml of water in a flask with magnetic stirring. Add 20 ml of
85 % phosphoric acid, then 150 g of ammonium sulfate. Let dissolve, transfer
into a graduate cylinder and adjust to 800 ml with water. Add 20 ml additional
water, retransfer into the flask with stirring and add 180 ml ethanol
while stirring.
Note 3: The Brilliant Blue G solution is prepared by dissolving
2 g of pure Brilliant Blue (e.g. Serva Blue G) in 100 ml of hot water
with stirring. Dissolution is complete after 30 min. Let the solution
cool, then add 0.2 g/l sodium azide as a preservative. Store at room temperature.
On the whole, staining with dyes is compatible with most subsequent protein
analysis methods, provided that alterations to the protocols given here
are made to maximize the yields in the subsequent protein microanalysis
step (see Chapter 9 on microsequencing). We have, however, experienced
difficulties when trying to perform internal peptide sequencing from colloidal
blue-stained spots, while analysis by mass spectrometry (peptide mass
fingerprinting) did not give any problem. The main limitation, even for
colloidal staining, lies rather limited sensivity.
Décoloration des spots protéiques colorés au bleu de Coomassie colloïdal
-
Sous agitation, décolorer chaque spot à l'aide de 100 µL de tampon 25 mM bicarbonate d'ammonium/5% acétonitrile. Laisser incuber 30 min puis éliminer le tampon en le pipetant.
-
Ajouter 100 µL de tampon 25 mM bicarbonate d'ammonium/50% acétonitrile et laisser incuber 30 min. Eliminer le tampon et répéter cette deuxième étape.
-
Ajouter 200 µL d'acétonitrile 100% et incuber 10 min.
-
Eliminer l'acétonitrile puis faire sécher au speed-vac.
|