Optimization and application of the biotinylation approach for extraction and mass-spectrometric analysis of cell-surface associated proteins from Gram-positive bacteria

A method employing labeling of cell-surface proteins with Sulfo-NHS-SS-biotin and subsequent affinity enrichment with NeutrAvidin has been optimized in order to make cell-surface proteins from Gram-positive bacteria reliably accessible to quantitative mass spectrometric analyses. The optimized biotinylation approach was applied for analysis of the lipoproteome from S. aureus and S. pneumoniae on a global scale and the influence of mutations in the lipoprotein maturation pathway on the cell-surface and exoproteomes of both species was investigated. The biotinylation approach was integrated into a proteomic workflow that employs metabolic labeling with heavy nitrogen for relative protein quantification to investigate proteomic differences between S. aureus in a biofilm model and its free-floating, planktonic counterparts.Eine Methode wurde optimiert und angewendet, bei welcher zelloberflächenassoziierte Proteine mit Sulfo-NHS-SS-Biotin markiert werden, so dass sie mit NeutAvidin angereichert werden können, um sie für die quantitative massenspektrometrische Analyse zuverlässig zugänglich zu machen. Der optimierte Biotinylierungsansatz wurde dazu verwendet das Lipoproteom von S. aureus und S. pneumoniae global zu analysieren und den Einfluss von verschiedenen Mutationen im Reifungsprozess der Lipoproteine zu untersuchen. Der optimierte Biotinylierungsansatz wurde in eine Proteomanalyse integriert, die metabolisches Markieren der Proteine mit schwerem Stickstoff verwendet, um die Unterschiede im Proteom von S. aureus HG001 innerhalb von Biofilmen und freischwimmenden, planktonischen Zellen des gleichen Stammes herauszufinden