2008
THE USE OF MALDI-TOF MASS SPECTROMETRY WHOLE CELL PROTEIN/PEPTIDE PROFILES FOR IDENTIFICATION OF AEROMONAS SPECIES
TESHIM, Andrea, Ivo SEDLÁČEK, Ludmila TVRZOVÁ, Ondrej ŠEDO, Matej LEXA et. al.Základní údaje
Originální název
THE USE OF MALDI-TOF MASS SPECTROMETRY WHOLE CELL PROTEIN/PEPTIDE PROFILES FOR IDENTIFICATION OF AEROMONAS SPECIES
Název česky
VYUŽITÍ MALDI-TOF HMOTNOSTNÍCH CELOBUNĚČNÝCH PROTEIN/PEPTIDOVÝCH PROFILŮ PŘI IDENTIFIKACI DRUHŮ RODU AEROMONAS
Autoři
TESHIM, Andrea (203 Česká republika, domácí), Ivo SEDLÁČEK (203 Česká republika, garant, domácí), Ludmila TVRZOVÁ (203 Česká republika, domácí), Ondrej ŠEDO (203 Česká republika, domácí), Matej LEXA (703 Slovensko, domácí) a Zbyněk ZDRÁHAL (203 Česká republika, domácí)
Vydání
XII. Setkání biochemiků a molekulárních biologů, 2008
Další údaje
Jazyk
angličtina
Typ výsledku
Konferenční abstrakt
Obor
10600 1.6 Biological sciences
Stát vydavatele
Česká republika
Utajení
není předmětem státního či obchodního tajemství
Odkazy
Kód RIV
RIV/00216224:14310/08:00025820
Organizační jednotka
Přírodovědecká fakulta
ISBN
978-80-210-4526-2
Klíčová slova anglicky
Aeromonas; mass spectrometry; protein/peptide profiles; whole cell profiles; MALDI-MS; bacteria
Štítky
Změněno: 28. 4. 2011 14:07, Mgr. Ondrej Šedo, Ph.D.
V originále
Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization - Time of Flight Mass Spectrometry (MALDI-MS) is a fast, procedurally simple and sensitive analytical technique for the determination of the molecular weight of biomolecules. In microbiology, this modern approach is nowadays widely used in chemotaxonomy offering protein/peptide profiles in a broad m/z range, which represent unique and highly reproducible fingerprints of bacteria. Proteins of cytoplasmatic membrane and cytoplasm make up 50% of bacterial cell dry weight and involve among 200 6 000 molecular species. They provide highly characteristic markers with great discriminatory power accessible by the analysis of intact bacterial cells. MALDI MS profiles can be effectively used for direct identification of microorganisms, rapid screening or selective monitoring of pathogens or their metabolic products and distinguishing drug-sensitive and drug resistant bacterial strains. Rapid screening in diagnostics is based on comparison of samples with a database of reference spectra of relevant microorganisms. The main advantage of MALDI MS approach is its rapidity (the analysis is carried out without any need of previous separation, pretreatment methods, filtering or cleavage of cells) and the possibility of bacteria identification on the genus, species and strain level. The genus Aeromonas includes opportunistic pathogens of invertebrates, cold- and warm-blooded animals including humans. The main sources of infection are freshwater environment as well as brackish, chlorinated and unchlorinated water and contaminated food. In humans, enterotoxigenic or enteroinvasive phenospecies may cause intestinal (acute gastroenteritis, chronic diarrhoea, ulcerative colitis), as well as extraintestinal (micronecrosis, cellulitis, bones, respiratory or urinary) infections. Classification is often complicated due to high percentage of nucleic acid sequence similarity and phenotypical identity of some Aeromonas species . The overall aim of our study was to develop a reliable protocol for Aeromonas MALDI MS profiling (culture conditions, sample preparation and MALDI-MS analysis) and to develop a cluster analysis software for classifying of Aeromonas species. Optimization process showed no influence of cultivation medium, prolonged cultivation and frozen sample storage on the resulting MALDI-MS profile. We obtained clear and rapid outcomes of 100 Aeromonas strains differentiation. MS data were processed with software developed at the Department of Informatics and also, in parallel, with a commercial BioTyper software (Bruker, Daltonics). Cluster analysis of Aeromonas strains showed the capability of MALDI-MS to differentiate and to classify strains at the species/sub-species level and possibility to distinguish closely related aeromonads, that are unidentified genotypically and by biotyping. We have also successfully applied this method to the identification of related and heterogenous Pseudomonas spp. yet.
Česky
Hmotnostní spektrometrie s laserovou desorpcí a ionizací s měřením času za účasti matrice (Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization - Time of Flight Mass Spectrometry, MALDI-MS) je rychlá, technicky jednoduchá analytická technika s vysokou citlivostí, vhodná pro určování molekulových hmotností biomolekul. V současnosti je tento moderní nástroj široce využíván v taxonomii mikroorganismů. Poskytuje hmotnostní spektra protein/peptidových profilů v širokém rozsahu m/z (molekulová hmotnost ku náboji), které reprezentují unikátní a vysoce reprodukovatelné otisky bakteriální buňky. Proteiny cytoplazmy a cytoplazmatické membrány vytváří 50% sušiny a jsou zastoupeny 200 - 6000 druhy molekul. Poskytují vysoce charakteristické markery s vysokou rozlišovací schopností, které jsou dostupné analýzou intaktních bakteriálních buněk. MALDI-MS profily jsou používány pro přímou identifikaci mikroorganismů, rychlý screening patogenů či jejich metabolických produktů a rozlišení kmenů ne- a citlivých na antibiotika. Rychlý screening je v diagnostice založen na porovnání získaného spektra s databází spekter odpovídajících mikroorganismů. Největší výhodou MALDI-MS je rychlost (analýza je možná bez předchozí separace, filtrace či narušení buněk) a možnost identifikace jak bakteriálních druhů, tak i diferenciace kmenů. Rod Aeromonas zahrnuje oportunní patogeny bezobratlých, studenokrevných i teplokrevných živočichů a člověka. Hlavními zdroji infekce jsou vodní prostředí s brakickou i chlorovanou vodou, taktéž potraviny. Enterotoxigenní a enteroinvazivní druhy u člověka způsobují střevní i mimostřevní infekce. Klasifikace aeromonád je často komplikovaná vzhledem k vysokému procentu shody sekvencí nukleových kyselin a fenotypické identitě některých druhů. Cílem naší studie bylo vyvinout spolehlivý protokol MALDI-MS analýzy rodu Aeromonas. Proces optimalizace vyloučil vliv kultivačního media, prodloužené kultivace a skladování zmraženého vzorku na výsledný MALDI-MS profil. Získali jsme reprodukovatelné výstupy analýzy 100 kmenů aeromonád. Hmotnostní data byla zpracována pomocí software vyvinutého na Fakultě informatiky a pomocí komerčního Biotyper software (BRUKER, Daltonics). Shluková analýza kmenů ukázala schopnost MALDI-MS rozlišit a klasifikovat kmeny na druhové i poddruhové úrovni a možnost rozlišit úzce příbuzné druhy, které jsou nerozlišitelné genotypizačními metodami a biotypizací. Metodu jsme již úspěšně aplikovali pro identifikaci druhů příbuzného rodu Pseudomonas.
Návaznosti
| LC06034, projekt VaV |
| ||
| MSM0021622413, záměr |
| ||
| MSM0021622415, záměr |
| ||
| MSM0021622416, záměr |
|