Evaluation of four different strategies to characterize plasma membrane proteins from banana roots

• Authors : Garcia, S.A.L.; Panis, B.; Swennen, R.; Carpentier, S.


• Document type : Journal article


• Year of publication : 2014


• Journal title : Ciência e Agrotecnologia


• Volume (number) : 38 (5)




• Pages : 424-434


• Peer-reviewed : Yes


• ISSN : 1413-7054


• Language(s) : English


• Abstract : Plasma membrane proteins constitute a very important class of proteins. They are involved in the transmission of external signals to the interior of the cell and selective transport of water, nutrients and ions across the plasma membrane. However, the study of plasma membrane proteins is challenging because of their poor solubility in aqueous media and low relative abundance. In this work, we evaluated four different strategies for the characterization of plasma membrane proteins from banana roots: (i) the aqueous-polymer two-phase system technique (ATPS) coupled to gelelectrophoresis (gel-based), and (ii) ATPS coupled to LC-MS/MS (gel free), (iii) a microsomal fraction and (iv) a full proteome, both coupled to LC-MS/MS. Our results show that the gel-based strategy is useful for protein visualization but has major limitations in terms of time reproducibility and efficiency. From the gel-free strategies, the microsomal-based strategy allowed the highest number of plasma membrane proteins to be identified, followed by the full proteome strategy and by the ATPS based strategy. The high yield of plasma membrane proteins provided by the microsomal fraction can be explained by the enrichment of membrane proteins in this fraction and the high throughput of the gel-free approach combined with the usage of a fast high-resolution mass spectrometer for the identification of proteins.
  
  [Proteínas da membrana plasmática constituem uma importante classe de proteínas. Elas estão envolvidas na transmissão de sinais externos para o interior da célula e no transporte seletivo de nutrientes/ions, através da membrana plasmática. Porém, o estudo dessas proteinas é difícil, porque elas são poucoabundantes e apresentam baixa solubilidade em tampões aquosos. Neste trabalho, nós avaliamos quatro estratégias diferentes para extrair proteínas da membrana plasmática de raízes de banana: (i) a técnica de sistema aquoso de duas fases, constituída porpolímeros(ATPS) combinada com eletroforese em gel e (ii) ATPS sem gel usandoLC-MS/MS, (iii) uma fração microssomal e (iv) uma fração, contendo o proteoma total celular, ambas as frações avaliadas via LC-MS/MS. Nossos resultados mostram que a estratégia baseada em eletroforese em gel é útil para a visualização de proteínas, mas apresenta limitações em termos de reproducibilidade e eficiência. Dentre as estratégias sem o uso de gel, a fração microssomal permitiu a identificação do maior número de proteínas de membrana plasmática, seguida pela fração de proteoma total e pela técnica de sistema aquoso de duasfases. O alto rendimento de proteínas de membrana plasmática proporcionado pela fração microssomal pode ser explicado pelo enriquecimento de proteínas de membrana nessa fração e pela eficiência do espectrômetro de massa na identificação de proteínas.]


• Keywords : ROOTS; PROTEINS; CELL MEMBRANES; MASS SPECTROMETRY; ITC CODE


• Open access : Yes


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