La espectrometría de masas en el estudio de la homeostasis de metales
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- Alicia María Rosario Cortés Ortiz
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1 La espectrometría de masas en el estudio de la homeostasis de metales Soil Remediation Technologies Workshop Madrid Noviembre 2006 Rubén Rellán Álvarez Grupo Fisiología de Estrés en Plantas, EEAD-CSIC
2 Dónde trabajamos? Presentación Departamento de Nutrición Vegetal Estación Experimental de Aula Dei Zaragoza
3 Dónde trabajamos? Presentación Departamento de Nutrición Vegetal Estación Experimental de Aula Dei Zaragoza
4 Quienes somos? Presentación 4 Personal científico Javier Abadía, Monona Abadía, Fermín Morales, Ana Flor López. 2 post-docs Ana Álvarez, Victoria Fernández 5 pre-docs Irene Orera, Rubén Rellan, Ruth Sagardoy, Sawsen Moussaoui, Lorena Pumariño (Sofía Andaluz, María Solanas) 3 técnicos Aurora Poc, Victor del Rio, Adelina Calviño
5 Lineas de Investigación principales Presentación
6 Lineas de Investigación principales Presentación Balance de nutrientes
7 Lineas de Investigación principales Presentación Balance de nutrientes Fotosíntesis
8 Lineas de Investigación principales Presentación Balance de nutrientes Fotosíntesis Fertilización con micronutrientes
9 Lineas de Investigación principales Presentación Balance de nutrientes Fotosíntesis Fertilización con micronutrientes Transporte y homeostasis de metales
10 Lineas de Investigación principales Presentación Balance de nutrientes Fotosíntesis Fertilización con micronutrientes Transporte y homeostasis de metales
11 Índice Introducción al transporte de metales Técnicas disponibles, MS Aplicaciones, estado actual Homeostasis, proteómica, metabolómica
12 Índice Introducción al transporte de metales Técnicas disponibles, MS Aplicaciones, estado actual Homeostasis, proteómica, metabolómica
13 Apoplasto hoja Simplasto hoja Introducción Xilema Floema Frutos, semillas Raíces Modificado de Grusak M, 2006 Com. Pers.
14 Adquisición de metales en la raíz Introducción Colangelo, 2006, Curent Op. Plant Biol.
15 Introducción Adqusición, transporte y uso de Fe xilema hoja cloroplasto vacuola raíz Modificado de Abadía J, 2006, Com Pers. mitocondria
16 Introducción Adqusición, transporte y uso de Fe xilema hoja cloroplasto vacuola H + Fe(III) Fe(II) AtFRO2 AtIRT1 raíz Modificado de Abadía J, 2006, Com Pers. mitocondria
17 Introducción Adqusición, transporte y uso de Fe xilema hoja cloroplasto vacuola H + Fe(III) Fe(II) AtFRO2 AtIRT1 raíz FRU/FIT/bHLH Modificado de Abadía J, 2006, Com Pers. mitocondria
18 Introducción Adqusición, transporte y uso de Fe xilema hoja cloroplasto vacuola H + Fe(III) Fe(II) AtFRO2 AtIRT1 raíz FRU/FIT/bHLH Modificado de Abadía J, 2006, Com Pers. PS PS-Fe(III) OsYSL1 mitocondria
19 Introducción Adqusición, transporte y uso de Fe xilema hoja cloroplasto vacuola H + Fe(III) Fe(II) AtFRO2 AtIRT1 raíz FRU/FIT/bHLH Modificado de Abadía J, 2006, Com Pers. PS PS-Fe(III) OsYSL1 AtSTA1 mitocondria
20 Introducción Adqusición, transporte y uso de Fe xilema hoja cloroplasto vacuola H + Fe(III) Fe(II) PS PS-Fe(III) raíz AtFRO2 FRU/FIT/bHLH AtIRT1 Fe(II)-NA OsYSL1 AtSTA1 mitocondria Modificado de Abadía J, 2006, Com Pers.
21 Introducción Adqusición, transporte y uso de Fe xilema hoja cloroplasto vacuola H + Fe(III) Fe(II) PS PS-Fe(III) raíz AtFRO2 FRU/FIT/bHLH AtIRT1 AtFRD3 Cit AtYSL2 OsYSL1 AtSTA1 mitocondria Fe(II)-NA Modificado de Abadía J, 2006, Com Pers.
22 Introducción Adqusición, transporte y uso de Fe xilema hoja cloroplasto vacuola H + Fe(III) Fe(II) raíz AtFRO2 FRU/FIT/bHLH AtIRT1 AtFRD3 Cit Fe(II)-NA AtYSL2 Fe(II)-NA Fe(III)-Cit Modificado de Abadía J, 2006, Com Pers. PS PS-Fe(III) OsYSL1 AtSTA1 mitocondria
23 Introducción Adqusición, transporte y uso de Fe xilema AtYSL2 hoja AtZIP8 cloroplasto AtFRO3 vacuola H + Fe(III) Fe(II) raíz AtFRO2 FRU/FIT/bHLH AtIRT1 AtFRD3 Cit Fe(II)-NA AtYSL2 Fe(II)-NA Fe(III)-Cit Modificado de Abadía J, 2006, Com Pers. PS PS-Fe(III) OsYSL1 AtSTA1 mitocondria
24 Introducción Adqusición, transporte y uso de Fe xilema AtYSL2 hoja AtZIP8 Fe(II)-NA cloroplasto AtFRO3 vacuola H + Fe(III) Fe(II) raíz AtFRO2 FRU/FIT/bHLH AtIRT1 AtFRD3 Cit Fe(II)-NA AtYSL2 Fe(II)-NA Fe(III)-Cit Modificado de Abadía J, 2006, Com Pers. PS PS-Fe(III) OsYSL1 AtSTA1 mitocondria
25 Introducción Adqusición, transporte y uso de Fe xilema AtYSL2 hoja AtSLB AtPIC1 AtZIP8 Fe(II)-NA cloroplasto AtFRO3 AtCCC1 vacuola H + Fe(III) Fe(II) raíz AtFRO2 FRU/FIT/bHLH AtIRT1 AtFRD3 Cit Fe(II)-NA AtYSL2 Fe(II)-NA Fe(III)-Cit AtVIT1 AtIRT2 Modificado de Abadía J, 2006, Com Pers. PS PS-Fe(III) OsYSL1 AtSTA1 mitocondria
26 Introducción Adqusición, transporte y uso de Fe H + Fe(III) Fe(II) PS AtFRO2 AtIRT1 raíz FRU/FIT/bHLH Fe(II)-NA AtFRD3 Cit AtYSL2 xilema AtYSL2 AtZIP8 AtFRO3 Fe(II)-NA Fe(III)-Cit hoja AtCCC1 AtVIT1 AtIRT2 AtSLB AtPIC1 Fe(II)-NA vacuola Fe(II)-NA Modificado de Abadía J, 2006, Com Pers. cloroplasto Fe(III)-ferritina Fe(III)-Ac.Org. PS-Fe(III) OsYSL1 AtSTA1 mitocondria
27 Introducción Adqusición, transporte y uso de Fe H + Fe(III) Fe(II) PS AtFRO2 AtIRT1 raíz FRU/FIT/bHLH Fe(II)-NA AtFRD3 Cit AtYSL2 xilema AtYSL2 AtZIP8 AtFRO3 Fe(II)-NA Fe(III)-Cit hoja AtCCC1 AtVIT1 AtIRT2 AtSLB AtPIC1 Fe(II)-NA vacuola Fe(II)-NA Modificado de Abadía J, 2006, Com Pers. cloroplasto Fe(III)-ferritina Fe(III)-Ac.Org. AtNRAMP3,4 OsYSL2 PS-Fe(III) OsYSL1 AtSTA1 mitocondria
28 Qué complejos se pueden formar? Introducción
29 Qué complejos se pueden formar? Introducción Ligando Fe 2+ Fe 3+ Co 2+ Ni 2+ Cu 2+ Zn 2+
30 Qué complejos se pueden formar? Introducción Ligando Fe 2+ Fe 3+ Co 2+ Ni 2+ Cu 2+ Zn 2+ NA 12.1, ,15.4
31 Qué complejos se pueden formar? Introducción Ligando Fe 2+ Fe 3+ Co 2+ Ni 2+ Cu 2+ Zn 2+ NA 12.1, ,15.4 EDTA
32 Qué complejos se pueden formar? Introducción Ligando Fe 2+ Fe 3+ Co 2+ Ni 2+ Cu 2+ Zn 2+ NA 12.1, ,15.4 EDTA A. Cítrico
33 Qué complejos se pueden formar? Introducción Ligando Fe 2+ Fe 3+ Co 2+ Ni 2+ Cu 2+ Zn 2+ NA 12.1, ,15.4 EDTA A. Cítrico Histidina
34 Qué complejos se pueden formar? Introducción Ligando Fe 2+ Fe 3+ Co 2+ Ni 2+ Cu 2+ Zn 2+ NA 12.1, ,15.4 EDTA A. Cítrico Histidina Cisteina
35 Estructura de los complejos Introducción MA-Cu Callahan, 2006, J Biol Inorg Chem
36 Estructura de los complejos Introducción MA-Cu Callahan, 2006, J Biol Inorg Chem
37 Simulación, Minteqa, Geochem Introducción von Wiren, 1999, Plant Physiol
38 Simulación, Minteqa, Geochem Introducción Necesidad de determinación directa!! von Wiren, 1999, Plant Physiol
39 Índice Introducción al transporte de metales Técnicas disponibles, MS Aplicaciones, trabajo actual Homeostasis, proteómica
40 Técnicas disponibles para el análisis selectivo de especies metálicas en materiales biológicos Técnicas, MS Szpunar, 2000, Analyst
41 Tecnología: HPLC -ESI/MS(TOF) Técnicas, MS Intervalo de masa/carga m/z Exactitud > 5 ppm calibración interna > 20 ppm calibración externa Resolución FWHM Sensibilidad 10 fmol (s/n >10) MS(TOF) Bruker BioTOF II
42 Tecnología: HPLC-ESI/MS(TOF) Técnicas, MS Fuente de ionización Electrospray (ESI) Ionización química (APCI) MS(TOF) Bruker BioTOF II
43 Tecnología: HPLC-ESI/MS(TOF) Técnicas, MS Fuente de ionización Electrospray (ESI) Ionización química (APCI) HPLC Waters µl/min. MS(TOF) Bruker BioTOF II
44 Tecnología: HPLC -ESI/MS(TOF) Técnicas, MS
45 Tecnología: HPLC -ESI/MS(TOF) Técnicas, MS Tiempo (HPLC)
46 Tecnología: HPLC -ESI/MS(TOF) Técnicas, MS Masa/carga MS (ESI/TOF) Tiempo (HPLC)
47 Tecnología: HPLC -ESI/MS(TOF) Técnicas, MS Masa/carga MS (ESI/TOF) Tiempo (HPLC)
48 Tecnología: HPLC -ESI/MS(TOF) Técnicas, MS Espectro de masas a un tiempo dado tiempo = 5,9 min. Intens MS, min #(89-573) m/z masa/carga
49 Tecnología: HPLC -ESI/MS(TOF) Técnicas, MS Espectro de masas a un tiempo dado tiempo = 5,9 min. Intens MS, min #(89-573) m/z masa/carga
50 Tecnología: HPLC -ESI/MS(TOF) Técnicas, MS Espectro de masas a un tiempo dado tiempo = 5,9 min. Discriminación isotópica m/z m/z masa/carga
51 Tecnología: HPLC -ESI/MS(TOF) Técnicas, MS Masa/carga MS (ESI/TOF) Tiempo (HPLC)
52 Tecnología: HPLC -ESI/MS(TOF) Técnicas, MS Masa/carga MS (ESI/TOF) Tiempo (HPLC)
53 Tecnología: HPLC -ESI/MS(TOF) Técnicas, MS Cromatograma a una m/z dada m/z = 344 Intens. 5.9 min Time [min] tiempo HPLC
54 Índice Aplicaciones Introducción al transporte de metales Técnicas disponibles, MS Aplicaciones, trabajo actual Homeostasis, proteómica
55 Aplicación: metabolitos, determinación de ácidos orgánicos Aplicaciones
56 Aplicación: metabolitos, determinación de ácidos orgánicos Aplicaciones maleico cis-aconítico citra-málico cítrico quínico ascórbico fumárico málico shiquímico 2 oxoglutárico oxalacético glicérico láctico succínico oxálico malónico
57 Aplicación: metabolitos, determinación GSH/GSSG Aplicaciones Rellán-Álvarez, 2006, Anal. Biochem.
58 Aplicación: especiacion, determinación quelatos Fe Aplicaciones Alvarez-Fernandez, in press, JASMS
59 Aplicación: especiacion, determinación quelatos Fe Aplicaciones 30 Solución nutritiva m/z 412, racémico meso Intensity EDDHA racémico Time [min] Savia de xilema 17.0 COOH HO NH HN OH HOOC Intensity racémico 15.1 meso Time [min] meso Orera, en preparación
60 Aplicación: Complejos PS-Fe Aplicaciones Weber, 2006, Rapid Comm. Mass Spectrom
61 Aplicación: Determinación complejos Ni-NA en Thlaspi c. Aplicaciones Meija, 2006, Trends Anal Chem
62 Especiación de Ni en Thlaspi caerulescens Aplicaciones Vacchina, 2003, Anal. Chem.
63 Aplicación: Determinación complejos Ni en Thlaspi c. Aplicaciones Ouerdane, 2006, JAAS
64 Complejos NA-Metal Aplicaciones Rellán-Álvarez, en preparación
65 Complejos NA-Metal Aplicaciones Rellán-Álvarez, en preparación
66 Complejos NA-Metal Aplicaciones Rellán-Álvarez, en preparación
67 Complejos NA-Metal Aplicaciones How ph affects NA-Zn complex NA Complex Complex:NA ratio Intensity 600 ratio ph ph Rellán-Álvarez, en preparación
68 Complejos NA-Metal Aplicaciones How ph affects NA-Zn complex NA Complex Complex:NA ratio Intensity 600 ratio ph ph Rellán-Álvarez, en preparación
69 Complejos NA-Metal Aplicaciones How ph affects NA-Zn complex NA Complex Complex:NA ratio Intensity 600 ratio ph ph Rellán-Álvarez, en preparación
70 Problemas Aplicaciones Sensibilidad, concentraciones muy bajas Interferencias de matriz Extracción
71 Índice Introducción al transporte de metales Técnicas disponibles, MS Aplicaciones, trabajo actual Homeostasis, proteómica, metabolómica
72 Proteómica de Xilema Proteómica, Metabolómica
73 Proteómica de Xilema Proteómica, Metabolómica Control 100 kda - Fe 10 kda -Zn 3 10
74 Homeostasis de metales. Proteómica de tilacoides Proteómica, Metabolómica + Fe - Fe Andaluz, 2006, Photos. Research
75 Homeostasis de metales. Proteómica de tilacoides Proteómica, Metabolómica + Fe - Fe Andaluz, 2006, Photosynt. Research increased spots in -Fe decreased spots in -Fe no detected spots in +Fe no detected Spots in -Fe
76 Instrumentación proteómica, secuenciación de novo Proteómica, Metabolómica nanohplc Agilent 1200 Trampa iónica HCT plus (Bruker)
77 Metabolómica Proteómica, Metabolómica Metabolomics is the "systematic study of the unique chemical fingerprints that specific cellular processes leave behind" - specifically, the study of their small-molecule metabolite profile Wikipedia, 2006
78 Metabolómica Proteómica, Metabolómica citric a. Sugar beet malonic a. malic a. glucose sucrose chlorotic green
79 Gracias!!! Death Valley, Sept, 2006
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