Efektywność wykorzystania kolumn chromatograficznych typu „Poroshell” w badaniach białek gliadynowych metodą RP-HPLC
Jacek Waga
j.waga@ihar.edu.plInstytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin — PIB (Poland)
Jerzy Zientarski
Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin — PIB (Poland)
Maciej Szaleniec
Instytut Katalizy i Fizykochemii Powierzchni im. Jerzego Habera PAN (Poland)
Andrzej Skoczowski
Instytut Fizjologii Roślin im. Franciszka Górskiego PAN (Poland)
Abstrakt
Wysokosprawna chromatografia cieczowa w odwróconej fazie (RP-HPLC) jest efektywną metodą analizy polimorficznych białek roślin uprawnych, w tym również białek zapasowych zbóż. Możliwość jej powszechnego wykorzystania w hodowli roślin ogranicza jednak znaczny koszt aparatury, wyposażenia i odczynników. W ostatnich latach opracowano nowy rodzaj kolumn chromatograficznych o złożach C18 osadzonych na powierzchniowo porowatej krzemionce (tzw. Fused-Core technology). Główną zaletą tych kolumn jest wysoki wzrost zdolności rozdzielczej (zwiększenie ilości tzw. półek teoretycznych), co daje możliwość znacznego skrócenia czasu, a tym samym obniżenia kosztów analizy. Celem badań było oszacowanie dokładności i efektywności rozdziału polimorficznych białek gliadynowych metodą RP-HPLC przy użyciu kolumn typu Fused-Core w porównaniu do kolumn C18 o klasycznych parametrach ziaren krzemionki. Materiał roślinny stanowiły linie mieszańcowe pszenicy ozimej różniące się pod względem alleli kontrolujących syntezę gliadyn. Analizowano pary blisko spokrewnionych linii mieszańcowych, z których jedna zawierała null allel natomiast druga stanowiła genotyp kontrolny. Porównywano także rozdziały mieszańców z ich komponentami rodzicielskimi. Punktem odniesienia dla oceny obrazów chromatograficznych kolumny typu Fused-Core — 300SB-C18 Poroshell były rozdziały uzyskane na tradycyjnej kolumnie SB300 Zorbax C18. Wyniki badań potwierdziły, iż analiza chromatograficzna gliadyn na kolumnie Poroshell jest metodą szybką i ekonomiczną. Wysokiej jakości obrazy rozdzielonych białek uzyskiwano już w czasie 8 minut. Jednakże krótki czas rozdziału obniżył ich rozdzielczość, jedną z najważniejszych zalet chromatografii RP-HPLC. Wyniki badań sugerują, iż kolumny typu Fused-Core mogą być przede wszystkim efektywnym narzędziem selekcji masowej natomiast tradycyjne kolumny, pozwalające identyfikować subtelne szczegóły obrazu chromato¬graficznego, mogą okazać się bardziej przydatne w badaniach genetycznych np. w analizie rozszczepienia genów kontrolujących syntezę białek prolaminowych.
Instytucje finansujące
Słowa kluczowe:
białka gliadynowe pszenicy, RP-HPLC, Poroshell, Zorbax C18Bibliografia
Alvarez M. L., Guelman S., Halford N. G., Lustig S., Reggiardo M. I., Ryabushkina N., Shewry P., Stein J., Vallejos R. H. 2000. Silencing of HMW glutenins in transgenic wheat expressing extra HMW subunits. Theor. Appl. Genet. 100: 319 — 327.
Google Scholar
Bietz J. A. 1983. Separation of cereal proteins by reversed - phase high - performance liquid chromatography. J. Chromatogr. 255: 219.
Google Scholar
Bietz J. A. 2002. HPLC of cereal endosperm storage proteins. In: Gooding K. M. and Regnier F. E. (Eds.), HPLC of Biological Macromolecules, 2nd ed., revised and expanded. Marcel Dekker, Inc., New York: 547 — 587.
Google Scholar
Becker D., Folck A., Knies P., Lörz H., Wieser H. 2006. Silencing the α - gliadins in hexaploid bread wheat. In: Lookhart G.L., Ng P. K.W. (Eds.), Gluten Proteins. AACC, St Paul, MN: 86 — 89.
Google Scholar
Bushuk W., Zillman R. R. 1978. Wheat cultivar identification by gliadin electrophoregrams. I. Apparatus, method and nomenclature. Can J. Plant Sci. 58: 505 — 515.
Google Scholar
Cabrera K. 2004. Applications of silica - based monolithic HPLC columns. Journal of Separation Science. 27: 843 — 852.
Google Scholar
Dauly C., Perlman D. H., Costello C. E., McComb M. E. 2006. Protein separation and characterization by up-RP-HPLC followed by intact MALDI-TOF mass spectrometry and peptide mass mapping analyses. J. Proteome Res. 5 (7): 1688 — 1700.
Google Scholar
Kirkland J. J., Truszkowski F. A., Dilks Jr C. H., Engel G. S. 2000. Superficially porous silica microspheres for fast high -performance liquid chromatography of macromolecules. Journal of Chromatography. A 890: 3 — 13.
Google Scholar
Lookhart G.L., Bean S.R., Bietz J.A. 2003. HPLC of gluten monomeric proteins. In: Shewry P. R., Lookhart G. L. (Eds.). Wheat Gluten Protein Analysis. American Association of Cereal Chemists, St. Paul, MN, USA: 91 — 111.
Google Scholar
Naeem H. A., Sapirstein H. D. 2007. Ultra-fast separation of wheat glutenin subunits by reversed - phase HPLC using a superficially porous silica - based column. J. Cereal Sci. 47: 157 — 168.
Google Scholar
Popineau Y., Cornec M., Lefebvre J., Marchylo B. 1994. Evaluation of hydrophobicity of wheat proteins and peptides by HIC and RP-HPLC. J. Cereal Sci. 19: 231.
Google Scholar
Waga J. 2010. Charakterystyka oraz dziedziczenie białek gliadynowych pszenicy ozimej pochodzących z Nepalu. Biul. IHAR 256: 15 — 29.
Google Scholar
Waga J., Zientarski J., Obtułowicz K., Bilo B. 2006. Flour quality and binding of immunoglobulin E by gliadin proteins of two winter wheat genotypes. Pol. J. Food Nutr. Sci. 15/56: 305 — 310.
Google Scholar
Wieser H. 1991. Chemistry of gliadins. European Journal of Gastroenterology & Hepatology Vol.3 No. 2: 102 — 107.
Google Scholar
Wieser H. Kohler P., Folck A., Becker D. 2006. Characterization of wheat with strongly reduced α-gliadin content. In: Lookhart G. L., Ng P.K.W. (Eds.), Gluten Proteins. AACC, St Paul, MN: 13 — 16.
Google Scholar
Autorzy
Jerzy ZientarskiInstytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin — PIB Poland
Autorzy
Maciej SzaleniecInstytut Katalizy i Fizykochemii Powierzchni im. Jerzego Habera PAN Poland
Autorzy
Andrzej SkoczowskiInstytut Fizjologii Roślin im. Franciszka Górskiego PAN Poland
Statystyki
Abstract views: 113PDF downloads: 44
Licencja
Prawa autorskie (c) 2011 Jacek Waga, Jerzy Zientarski, Maciej Szaleniec, Andrzej Skoczowski
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.
Z chwilą przekazania artykułu, Autorzy udzielają Wydawcy niewyłącznej i nieodpłatnej licencji na korzystanie z artykułu przez czas nieokreślony na terytorium całego świata na następujących polach eksploatacji:
- Wytwarzanie i zwielokrotnianie określoną techniką egzemplarzy artykułu, w tym techniką drukarską oraz techniką cyfrową.
- Wprowadzanie do obrotu, użyczenie lub najem oryginału albo egzemplarzy artykułu.
- Publiczne wykonanie, wystawienie, wyświetlenie, odtworzenie oraz nadawanie i reemitowanie, a także publiczne udostępnianie artykułu w taki sposób, aby każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i w czasie przez siebie wybranym.
- Włączenie artykułu w skład utworu zbiorowego.
- Wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej na platformy elektroniczne lub inne wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej do Internetu, lub innej sieci.
- Rozpowszechnianie artykułu w postaci elektronicznej w internecie lub innej sieci, w pracy zbiorowej jak również samodzielnie.
- Udostępnianie artykułu w wersji elektronicznej w taki sposób, by każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i czasie przez siebie wybranym, w szczególności za pośrednictwem Internetu.
Autorzy poprzez przesłanie wniosku o publikację:
- Wyrażają zgodę na publikację artykułu w czasopiśmie,
- Wyrażają zgodę na nadanie publikacji DOI (Digital Object Identifier),
- Zobowiązują się do przestrzegania kodeksu etycznego wydawnictwa zgodnego z wytycznymi Komitetu do spraw Etyki Publikacyjnej COPE (ang. Committee on Publication Ethics), (http://ihar.edu.pl/biblioteka_i_wydawnictwa.php),
- Wyrażają zgodę na udostępniane artykułu w formie elektronicznej na mocy licencji CC BY-SA 4.0, w otwartym dostępie (open access),
- Wyrażają zgodę na wysyłanie metadanych artykułu do komercyjnych i niekomercyjnych baz danych indeksujących czasopisma.
Inne teksty tego samego autora
- Jacek Waga, Charakterystyka oraz dziedziczenie białek gliadynowych pszenicy ozimej pochodzącej z Nepalu , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 256 (2010): Wydanie regularne
- Jerzy Zientarski, Jacek Waga, Białka gluteninowe o niskiej masie cząsteczkowej jako markery biochemiczne w hodowli pszenicy , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 244 (2007): Wydanie regularne
- Jacek Waga, Maria Stachowicz, Katarzyna Kraska, Polimorfizm białek gliadynowych i gluteninowych a zmienność cech technologicznych u mieszańców orkiszu i pszenicy zwyczajnej , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 253 (2009): Wydanie regularne
- Krystyna Witkowska, Edward Witkowski, Tadeusz Śmiałowski, Jacek Waga, Związek białek zapasowych z zimotrwałością u wybranych mieszańców pszenicy ozimej , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 268 (2013): Wydanie regularne
- Jacek Waga, Jerzy Zientarski, Strategie wytwarzania genotypów pszenicy o obniżonej zdolności wywoływania alergii i celiakii , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 244 (2007): Wydanie regularne
- Jacek Waga, Katalog bloków białek gliadynowych polskich odmian i rodów pszenicy zwyczajnej (Triticum aestivum L.) , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 243 (2007): Wydanie regularne
