Développement de méthodes pour les analyses métaprotéomiques des biofilms marins

L'identification et la quantification à grande échelle des protéines via chromatographie nanoliquide (LC) - spectrométrie de masse en tandem (MS/MS) offrent une opportunité unique d'acquérir des informations sans précédent sur la composition microbienne et l'activité biomoléculaire d'échantillons environnementaux réels. Cependant, pour réaliser ce potentiel pour les biofilms marins, de nouvelles méthodes d'extraction des protéines doivent être développées car de nombreux composés naturellement présents dans les biofilms sont connus pour interférer avec les manipulations protéomiques courantes et les techniques LC-MS/MS. Dans cette étude, nous avons utilisé des analyses des acides aminés (AAA) et LC-MS/MS pour comparer l'efficacité de trois méthodes de préparation d'échantillons : extraction de protéines à l'aide de guanidine hydrochloride 6 M (GuHCl) + digestion en solution + LC 2D ; extraction de protéines au sulfate de sodium dodécyle (SDS) + LC gel 1D ; extraction de protéines au phénol + LC gel 1D pour les analyses métaprotéomiques d'un biofilm marin environnemental. Les AAA ont démontré que les protéines constituent 1,24 % du poids humide du biofilm et que les méthodes comparées variaient dans leur efficacité d'extraction des protéines (0,85-15,15 %). Les analyses LC-MS/MS ultérieures ont révélé que la méthode GuHCl a abouti au plus grand nombre de protéines identifiées par un ou plusieurs peptides, tandis que la méthode au phénol a fourni la plus grande couverture en séquence des protéines identifiées. Comme prévu, le séquençage métagénomique du même échantillon de biofilm a permis de créer une base de données consultable qui a augmenté le nombre d'identifications de protéines de 48,7 % (≥1 peptide) ou 54,7 % (≥2 peptides) par rapport aux identifications de la base de données SwissProt. Dans l'ensemble, nos résultats fournissent des méthodes et des recommandations fondées sur des preuves à considérer pour la conception expérimentale qualitative ou quantitative du métaprotéome des biofilms.