A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
الدراسات البيوكيميائية البيوفيزيائية والتفاعلات بين المجالات بروتين الغشاء جزءا لا يتجزأ من مواجهة التحديات التقنية كثيرة، وأولها هو الحصول على المواد المناسبة الدراسة. توضح هذه المقالة بروتوكول لإنتاج وتنقية ثاني كبريتيد-استقرت المجمعات الببتيد عبر الغشاء التي هي مناسبة لتحليل الهيكلية التي كتبها صدى حل المغناطيسي النووي (NMR) والتطبيقات التحليلية الأخرى.
التفاعلات الجسدية بين المجالات ألفا حلزونية للدهون، بروتينات الغشاء جزءا لا يتجزأ من لعب دورا حاسما في للطي والتجمع مجمعات البروتين غشاء والعمليات الدينامية في مثل عبر الغشاء (TM) إشارات وتنظيم مستويات البروتين على سطح الخلية. فهم السمات الهيكلية قيادة رابطة تسلسل معين يتطلب تحليلات متطورة البيوكيميائية البيوفيزيائية والمجمعات الببتيد TM. ومع ذلك، فإن hydrophobicity متطرفة من المجالات TM يجعل من الصعب جدا على التعامل مع تقنيات الكيمياء باستخدام معيار الببتيد، وإنتاج المواد الدراسية مناسبة غالبا ما يثبت التحدي باهظة. تحديد الظروف التي يمكن أن الببتيدات اعتماد التشكل حلزونية الشكل مستقرة والمجمعات يضيف تلقائيا على مستوى مزيد من الصعوبة. هنا نقدم إجراء لإنتاج وطي أو مثنوي مغاير المجمعات الببتيد TM من المواد التي يتم التعبير عنها في E. مضيق بين قمتينالأول، مما يسمح بإدراج تسميات النظائر المستقرة لالرنين المغناطيسي النووي (NMR) أو غير الطبيعية الأحماض الأمينية لتطبيقات أخرى غير مكلفة نسبيا. والابتكار الرئيسي في هذا الأسلوب هو أن يتم إنتاج مجمعات TM وتنقيته والتجمعات (ثاني كبريتيد-crosslinked) المرتبطة تساهميا التي يمكن أن تشكل هياكل مستقرة، والقياس المتكافئ متجانسة عندما أعيد إلى الدهون والمنظفات أو غيرها من المواد غشاء المحاكاة. نقدم أيضا إجراءات بعناية الأمثل للتعبير وتنقية التي تنطبق على قدم المساواة سواء المنتجة أو واحدة المجالات TM المجمعات crosslinked وتقديم المشورة للتكيف هذه الأساليب لتسلسل TM الجديدة.
تفاصيل هذا البروتوكول إجراء ضعنا لإنتاج ثاني كبريتيد المجمعات استقرت عبر الغشاء من الببتيدات (TM) للدراسات الهيكلية باستخدام NMR الحل. الإجراء يستفيد من التعبير القوي التي يوفرها نظام الانصهار ΔtrpLE1413 (انظر أدناه)، ويسمح إنشاء المجمعات الببتيد TM تكوين المعرفة باستخدام تقنيات متطورة وضع العلامات النظائر مستقرة-NMR لتجارب حديثة متعددة الأبعاد. لقد استخدمنا هذه التقنيات لتحديد هياكل NMR عدة كشفت معلومات جديدة هامة حول كيفية تجميع الخلايا اللمفاوية-تفعيل immunoreceptors من عدة مفارز بروتين الغشاء من خلال التفاعل بين المجالات التي TM (مشاركة مؤخرا في 1). هذه التقنيات قابلة للتطبيق على العديد من أنظمة البروتين الغشاء، فضلا عن مجموعة واسعة من الأساليب التحليلية المصب بالإضافة إلى NMR الحل. في حين أن المثال المذكور هنا يستخدم بقايا السيستين الأصليلإنشاء مجمع الذي يحاكي بشكل طبيعي ثاني كبريتيد العبودي البروتين، وتصميم على ما يرام أيضا مناسبة لخلق السندات ثاني كبريتيد هندسيا لتحقيق الاستقرار في المجمعات التي تقام عادة معا عن طريق أضعف التفاعلات غير التساهمية، مثل هومو ومثنوي مغاير المجمعات TM من البشرة مستقبلات عامل النمو (EGFR) بين أفراد الأسرة أو البروتينات 2-4 heterodimeric αβ المجمعات إنتغرين 5،6.
تسلسل الببتيد مسعور للغاية مثل تلك المستمدة من الدهون طبقة ثنائية، والتي تمتد أجزاء من البروتينات TM هي الموضوعات الصعبة للغاية للدراسات كيميائية حيوية والفيزيائية الحيوية. بالإضافة إلى كونها صعبة للغاية لمعالجة باستخدام البروتين القياسية وتقنيات الكيمياء الببتيد، فإنها غالبا ما تكون سامة جدا للخلايا وبالتالي فهي صعبة لإنتاج recombinantly. نحن 7،8 9-11 وغيرها كان لها كبير معربا عن نجاح هذه تسلسل الببتيد الصعب في البكتيريا كما هو الحال في الإطار كربوكسي لمحطةاندماج لنسخة معدلة من تسلسل ΔtrpLE1413 المستمدة من E. القولونية الحزب OPERON 12. يمكن أن تنتج عن ببتيد ~ 13 كيلو دالتون trpLE المشفرة بواسطة هذا التسلسل عند مستويات مرتفعة في ظل المروج T7 ويتم ترجمة تماما لإدراج الهيئات حيث يتم التحايل المشاكل المتعلقة سمية و / أو عدم الاستقرار. تعديل تسلسل إضافة محطة الأمينية 9-13 و الحامض الاميني العلامة القضاء على بقايا ميثيونين الداخلية والسيستين من تسلسل 14 trpLE يسمح trpLE الببتيد اندماج ليكون منقى من قبل اللوني تقارب المعادن ايون وهضمها باستخدام بروميد السيانوجين (CNBr ) للافراج عن تسلسل الببتيد المطلوب. وقد استخدمنا هذا النظام بنجاح للتعبير عن أكثر من اثني عشر سلاسل مختلفة مثل اندماج trpLE تمثل شظايا البروتين غشاء التي تحتوي على ما يصل إلى أربعة مجالات TM (7،8 والنتائج غير المنشورة، وانظر أيضا قسم المناقشات).
الالابتكار الرئيسية في هذا البروتوكول هو تحديد الشروط التي بموجبها غير منظم وقابل للذوبان جدا سيئة trpLE-TM اندماج يمكن أن يكون بكفاءة ثاني كبريتيد-crosslinked في سياق تبسيط العمل. كما تم عدة جوانب ذات الإنتاجية العالية المناولة والتعبير وتنقية المنتجات الببتيد الأمثل بدقة، والتوصيات المقدمة هنا هي نفس القدر من الأهمية لإنتاج ثاني كبريتيد غير crosslinked-(أحادى) منتجات الببتيد TM.
1. الاستنساخ وتصميم تعبيد
استنساخ متواليات من الفائدة في ناقلات PMM الببتيد (التي يمكن توفيرها حسب الطلب) باستخدام HindIII والمواقع تقييد BamHI (انظر الشكل 1). وينبغي إدراج المزدوج تقطعت بهم السبل الحمض النووي تتضمن، وفقا للترتيب التالي: موقع HindIII؛ كودون واحد وميثيونين لانشقاق CNBr، وE. القولونية كودون الأمثل الببتيد تسلسل الترميز؛ لكودون وقف؛ موقع BamHI. ينبغي القضاء على جميع methionines أخرى في الببتيد وينبغي تجنب تسلسل ثنائي الببتيد ASP المؤيد وسوف أيضا أن المشقوق في الظروف الحمضية.
وينبغي الأخذ A بقايا السيستين فريدة من نوعها في كل تسلسل الببتيد وفقا لتحديد المواقع المطلوب من ثاني كبريتيد تشعبي في مجمع النهائي، وينبغي تحور جميع cysteines أخرى لسيرين. البلازميد يحمل كاسيت المقاومة الكاناميسين للاختيار.
2. التعبير عن trpLE-peptiدي فيوجن
3. إدراج إعداد الجسم والنيكل ربط مصفوفة
4. على العمود مؤكسد يشابك
5. TFA شطف والكمي
المحتوى "> تنبيه: حمض Trifluoroacetic (TFA) يؤدي بحروق شديدة على ملامسة الجلد والأبخرة هي مزعجة للغاية وينبغي أن تستخدم فقط TFA المركزة في الدخان هود الكيميائية المعتمدة مع حماية العين وقفازات اللاتكس غير تحقق من التوافق الكيميائي للجميع. المواد المستخدمة؛ البولي بروبلين متوافق مع جميع الخطوات من هذا البروتوكول.6. CNBr الهضم
تنبيه: بروميد السيانوجين (CNBr) هي سامة للغاية وينبغي التعامل معها فقط في غطاء محرك السيارة الكيميائية المعتمدة الدخان. هناك حاجة على الاطلاق بما في ذلك معدات الوقاية الشخصية نظارات السلامة، والقفازات معطف المختبر غير اللاتكس. CNBr هو رد الفعل للرطوبة ويجب أن يقدم إلى درجة حرارة الغرفة قبل الافتتاح. اتصل بمكتب السلامة المؤسسية حصول على تعليمات حول تحييد / التخلص من CNBr الملوثة حلول والمواد.
7. عكس المرحلة HPLC تنقية ثاني كبريتيد-crosslinked مجمعات الببتيد
مستوى التعبير عن تحقيق اندماج trpLE هو متغير ويعتمد اعتمادا كبيرا على تسلسل الأحماض الأمينية من الببتيد المرفقة. ويبين الشكل 3 تحليل SDS-PAGE الحث قبل (حارة 1) وتستغرق وقتا من الحصاد (حارة 2) عينات من الثقافة التي أسفرت عن حوالي 120 ملغ من الذهب الخالص، والانصهار trpLE-DAP1...
التعبير عن trpLE-TM اندماج. في تجربتنا، يتم التعبير عن سوء trpLE-TM اندماج في ثقافة المتوسط الغنية في 37 ° C، والظروف الثقافة الموصوفة هنا أثبتت نجاحها لسلاسل مختلفة تحتوي على العديد من 1-4 TM المجالات مع عائدات تتراوح 50 حتي 150 ملغ / لتر من الانصهار، نقية سليمة. اندماج ترم?...
الكتاب تعلن أنه ليس لديهم المصالح المتنافسة المالية.
يتم توفير التمويل لهذا العمل من قبل الوطنية للصحة ومجلس البحوث الطبية في استراليا (NHMRC المشروع منحة ل1011352 MEC وMJC؛ المستقلة البنية التحتية معاهد البحوث خطة دعم [IRIISS] منحة لWEHI) وحكومة فيكتوريا (VESKI الابتكار زمالة لMEC؛ الفيكتوري الدولة الدعم الحكومي البنية التحتية التشغيلية لWEHI). MEC زميل الملكة اليزابيث الثانية لمجلس البحوث الأسترالية. EFXB يعترف بدعم من برنامج المنح الدراسية هيلدا نورما شوستر في جامعة ملبورن.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
اسم الكاشف / المواد | شركة | كتالوج رقم | تعليقات |
السيانوجين بروميد | ALDRICH | P.No-C91492، CAS-506-68-3 | مادة خطرة. البضائع الخطرة. السامة جدا عن طريق الإستنشاق وملامسة الجلد وإن بلع. الاتصال مع الأحماض يحرر غاز سام للغاية. شديدة السمية للكائنات المائية، قد تسبب على المدى الطويل آثار سلبية في البيئة المائية. |
Trifluoroacetic حمض | SIGMA-ALDRICH | P.CODE-1000984387 عدد CAS، 76-05-1 | مادة خطرة. البضائع الخطرة. وأسبابه بحروق شديدة. ضار عن طريق الإستنشاق. ضارة بالكائنات المائية، قد تسبب على المدى الطويل آثار سلبية في البيئة المائية. |
2-المركابتويثانول | SIGMA-ALDRICH | P.No M7154، CAS 60-24-2 رقم | مادة خطرة. البضائع الخطرة. سامة عن طريق الإستنشاق وملامسة الجلد وإن بلع. تهيج الجلد. خطر وقوع أضرار خطيرة للعيون. قد تسبب حساسية الجلد عن طريق الاتصال شديدة السمية للكائنات المائية، قد تسبب على المدى الطويل آثار سلبية في البيئة المائية. |
1،1،1،3،3،3-Hexafluoro-2-بروبانول | SIGMA-ALDRICH | رقم المنتج 52512، CAS-لا. 920-66-1 | مادة خطرة. البضائع الخطرة. ضار عن طريق الإستنشاق وإن بلع. تسبب الحروق. |
حمض الفورميك | ميرك KGaA | K41186564 | القابلة للاشتعال السائلة وبخار. يسبب حروقا جلدية شديدة والأضرار التي تصيب العين. |
اليوريا | UNIVAR، AJAX FINECHEM | رقم المنتج، 817، CAS-لا 57-13-6 | عند تسخينها، ديسمبرomposes إلى ثاني أكسيد الكربون والأمونيا، وإذا أحرقت، تنبعث كميات صغيرة من أكاسيد النيتروجين. يمكن أن يسبب احمرار وتهيج الجلد والعينين. |
الجوانيدين هيدروكلوريد | Amresco | P.No-M110، CAS رقم: 50-01-1 | ضار إذا ما ابتلع، والأسباب الخطيرة تهيج العين، ويسبب تهيج الجلد، السمية الحادة عن طريق الفم، الجلد مهيجة مهيجة العين. |
TRITON X-100 | SIGMA | عدد T8532-المنتج CAS رقم: 9002-93-1 | تريتون X-100 هي المنظفات غير أيوني، العنصر النشط 100٪، والذي يستخدم غالبا في التطبيقات الحيوية لإذابة البروتينات. تريتون X-100 لا يوجد لديه خصائص مضادة للميكروبات ويعتبر معتدل نسبيا غير يبدل طبيعة المنظفات |
له لاختيار النيكل والانجذاب هلام | SIGMA-ALDRICH | كتالوج-P6611 ارقام | IS-اختار جل تقارب النيكل هو معدن أيون يجمد تقارب اللوني (IMAC) المنتج. وHIS-اختار نيكش تقارب الهلام هو كلاب الملكية quadridentate على الاغاروز مطرز المكلفة النيكل التي تم تصميمها خصيصا لربط الحامض الاميني التي تحتوي على البروتينات. |
(-)-الجلوتاثيون، تتأكسد | SIGMA-ALDRICH | كتالوج الأسطوانات 150568 | |
Misonix S-3000 sonicator | QSONICA | S-3000 (توقف) | ماكس انتاج الطاقة 600 واط. 1/2-inch استبدال معلومات سرية التحقيق يأخذ 1/2-inch عالية الكثافة، نصائح كبيرة الحجم ومجموعة من كثافة عالية، وانخفاض الحجم النصائح. أقرب النماذج المتاحة حاليا من هذه الشركة هي Q500 Q700 و. |
RP-HPLC: نظام بيولوجي اللوني DuoFlow، الإصدار 5.3 البرمجيات | بيو راد مختبرات | كتالوج ارقام 760-0047، التكوين رقم: AU500571، المسلسل: 484BR3705 | الببتيدات بربط عكس المرحلة الأعمدة HPLC في AQ عاليةومزال الطور المتحرك وueous من الأعمدة HPLC RP مع مرحلة عالية موبايل العضوية. في RP يتم فصل الببتيدات HPLC يعتمد على طابعها مسعور. ويمكن فصل الببتيدات عن طريق تشغيل الانحدار الخطي من المذيبات العضوية. |
HT الإعدادية C3 ZORBAX العمود HPLC 300SB التحليلي، 21،2 × 150 ملم، 5 ميكرومتر حجم الجسيمات | اجيلنت | رقم المنتج: 895150-909 | عكس المرحلة HPLC كولوم |
NuPAGE 12٪ مكرر تريس الهلام | الحياة تكنولوجيز | NP0341BOX | المواد الهلامية يلقي ظلالا من قبل لبروتين الكهربائي |
الشريحة-A-G2 Lyzer كاسيت غسيل الكلى، 3.5K MWCO | الحرارية العلمية | رقم المنتج: 87724 | عينة غسيل الكلى |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved