TESHIM, Andrea, Ondrej ŠEDO, Ivo SEDLÁČEK, Pavel ŠVEC and Vladimír DRÁB. THE USE OF MALDI-TOF MASS SPECTROMETRY WHOLE CELL PROTEIN/PEPTIDE PROFILES FOR IDENTIFICATION AND CHARACTERIZATION OF NOVEL STRAINS WITH PROBIOTIC PROPERTIES. In Food and Function 2009 - International Scientific Conference on Nutraceuticals and Functional Foods - Conference proceedings. 2009. ISBN 978-80-970168-1-4.
Other formats:   BibTeX LaTeX RIS
Basic information
Original name THE USE OF MALDI-TOF MASS SPECTROMETRY WHOLE CELL PROTEIN/PEPTIDE PROFILES FOR IDENTIFICATION AND CHARACTERIZATION OF NOVEL STRAINS WITH PROBIOTIC PROPERTIES
Name in Czech Využití protein-peptidových profilů MALDI-TOF hmotnostní spektrometrie celobuněčných preparátů pro identifikaci a charakterizaci nových kmenů baktérií s probiotickými vlastnostmi
Authors TESHIM, Andrea (203 Czech Republic, belonging to the institution), Ondrej ŠEDO (203 Czech Republic, belonging to the institution), Ivo SEDLÁČEK (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution), Pavel ŠVEC (203 Czech Republic, belonging to the institution) and Vladimír DRÁB (203 Czech Republic).
Edition Food and Function 2009 - International Scientific Conference on Nutraceuticals and Functional Foods - Conference proceedings, 2009.
Other information
Original language English
Type of outcome Conference abstract
Field of Study 10600 1.6 Biological sciences
Country of publisher Czech Republic
Confidentiality degree is not subject to a state or trade secret
RIV identification code RIV/00216224:14310/09:00038453
Organization unit Faculty of Science
ISBN 978-80-970168-1-4
Keywords (in Czech) MALDI-MS - chemotaxonomie - bakterie mléčného kvašení
Keywords in English MALDI_MS - chemotaxonomy - lactic acid bacteria
Changed by Changed by: Mgr. Ondrej Šedo, Ph.D., učo 13589. Changed: 11/4/2011 13:32.
Abstract
Introduction: In dairy industry, especially in case of the use of novel probiotic strains, there is a great need for relevant milk culture selection, its proper identification and characterization. In microbiology, modern methods in chemotaxonomy include widely used Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization - Time of Flight Mass Spectrometry (MALDI MS). This fast, procedurally simple and sensitive analytical technique provides unique and highly reproducible fingerprints of bacteria (protein/peptide profiles). Profiles of proteins originating from cytoplasmatic membrane and cytoplasm are highly characteristic with great discriminatory power accessible by the analysis of intact bacterial cells. MALDI MS profiles can be effectively used for direct identification of microorganisms and for monitoring of their characteristics (culture changes, metabolic products etc.). Identification of bacteria samples is based on comparison of sample profiles with a database of the profiles of type and reference cultures. Besides bacteria identification MALDI-MS proved to be an efficient tool for taxonomic characterization and classification of unknown bacteria. Methods: After cultivation cells proteins/peptides were extracted according to standard procedure (Bruker) the final extracts were applied to MALDI target with appropriate matrix (alpha-cyano-4-hydroxy-cinnamic acid) and analyzed by MALDI-MS. MS data were processed with cluster analysis using BioTyper software (Bruker). Protein/peptide profiles could be influenced by the use of different cultivation media or by the growth phase of the cell. These aspects and optimization of MALDI-MS analysis were tested on CCM Bifidobacterium, Lactobacillus and Lactococcus type cultures. The overall aim of our study was to assess capabilities of MALDI MS profiling for reliable characterization of lactic acid bacteria. Results: Optimization process showed no influence of cultivation medium, prolonged cultivation and frozen sample storage on the resulting MALDI-MS profile and classification of samples. We obtained clear and rapid differentiation of 100 CCM and CCDM lactic acid bacteria strains. Cluster analysis of strains showed the capability of MALDI-MS to differentiate and to classify strains at the species/sub-species level. Discussion: The main advantage of MALDI MS approach is its rapidity (after cultivation of a pure strain the subsequent analysis is completed in 10 min) and the possibility of bacteria identification on the genus, species and strain level.
Abstract (in Czech)
V potravinářském průmyslu, konkrétně v oblasti využívání nových kmenů bakterií mléčného kvašení s probiotickými vlastnostmi, se klade důraz na selekci vhodného kmene, jeho identifikaci a charakterizaci. Moderní metoda Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization - Time of Flight Mass Spectrometry (MALDI MS) se v mikrobiologii široce využívá pro chemotaxonomii zejména pro svou vysokou citlivost, výbornou reprodukovatelnost, technickou nenáročnost a rychlost analýzy. Poskytuje protein/peptidový profil, který je pro daný bakteriální kmen vysoce charakteristický a pro identifikaci má mimořádnou rozlišující schopnost. Je využíván pro přímou identifikaci celobuněčných preparátů a pro sledování charakteristik (klasifikace, produkce metabolitů..) daného kmene. Identifikace je založena na porovnání protein/peptidových profilů neznámých vzorků s profily databází typových a referenčních kultur. Metodika: Po kultivaci buněk byla provedena standardní ethanolová extrakce (Bruker, Německo), extrakty byly ve vhodné matrici (alpha-cyano-4-hydroxy-cinnamic acid) pipetovány na MALDI destičku a analyzovány v hmotnostním spektrometru. MS data byla zpracována shlukovou analýzou za využití BioTyper software (Bruker). Optimalizace podmínek růstu a analýzy byla provedena s využitím typových kultur rodů Bifidobacterium, Lactobacillus a Lactococcus. Cílem studie bylo ověřit diferenciační schopnosti metody pro spolehlivou identifikaci a charakterizaci kmenů vybraných druhů bakterií mléčného kvašení. Výsledky: Proces optimalizace nepotvrdil vliv kultivačního media, prodloužené kultivace a délky uchovávání zamraženého vzorku na výsledky MALDI-MS analýzy. Získali jsme vysoce reprodukovatelné výsledky identifikace stovky typových a referenčních CCM a CCDM kmenů bakterií mléčného kvašení a následně 74 nových kmenů bakterií s probiotickými vlastnostmi. U většiny kmenů byla prokázána schopnost metody rozlišit kmen na úrovni rodu, druhu a poddruhu.
Links
LC06034, research and development projectName: Regulace morfogeneze rostlinných buněk a orgánů
Investor: Ministry of Education, Youth and Sports of the CR, Regulation of morphogenesis of plant cells and organs
MSM0021622415, plan (intention)Name: Molekulární podstata buněčných a tkáňových regulací
Investor: Ministry of Education, Youth and Sports of the CR, Molecular basis of cell and tissue regulations
MSM0021622416, plan (intention)Name: Diverzita biotických společenstev a populací: kauzální analýza variability v prostoru a čase
Investor: Ministry of Education, Youth and Sports of the CR, Diversity of Biotic Communities and Populations: Causal Analysis of variation in space and time
PrintDisplayed: 20/6/2024 14:41