A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
thermophoresis الميكروسكيل (MST) يمكن استخدامها على نطاق واسع لتحديد تقارب ملزمة دون تنقية البروتين المستهدف من الخلية لست. البروتوكول ينطوي overexpression من البروتين GFP تنصهر، تحلل الخلية في غير تغيير طبيعة الظروف، والكشف عن إشارة MST في وجود تركيزات من يجند متفاوتة.
توصيف الكمي للتفاعلات البروتين ضروري عمليا في أي مجال من مجالات علوم الحياة، وخاصة اكتشاف المخدرات. معظم الطرق المتاحة حاليا من K D تقرير تتطلب الوصول إلى تنقية البروتين من الفائدة، الجيل الذي يمكن أن يكون مضيعة للوقت ومكلفة. لقد قمنا بتطوير البروتوكول الذي يسمح لتحديد تقارب ملزمة من قبل thermophoresis الميكروسكيل (MST) من دون تنقية البروتين المستهدف من الخلية لست. ينطوي على طريقة overexpression من البروتين GFP تنصهر وتحلل الخلية في غير تغيير طبيعة الظروف. تطبيق طريقة لSTAT3-GFP أعرب عابر في HEK293 الخلايا يسمح لتحديد لأول مرة تقارب من عامل النسخ مدروسة لأليغنوكليوتيد] مع سلاسل مختلفة. بروتوكول واضح وصريح ويمكن أن يكون لها مجموعة متنوعة من التطبيقات لدراسة التفاعلات بين البروتينات مع جزيئات صغيرة، الببتيدات، DNA، RNA، وProteins.
توصيف الكمي للتقارب من التفاعلات بين الجزيئات مهم في العديد من مجالات البحوث الطبية الحيوية. ملزمة التفكك المستمر (K D) أمر ضروري ليس فقط في اكتشاف المخدرات وإنما هو أيضا معلمة هامة في توصيف أي تفاعل ثنائي في أي نظام بيولوجي. أساليب الكيمياء الحيوية المستخدمة للكشف عن البروتين البروتين التفاعلات، مثل مناعي والخميرة شاشات هجين اثنين، لم يكن لاعلامنا على كيفية ضيق هي تلك التفاعلات، في حين يحدد ما إذا كان هذا التقارب مجمع خاص موجود تحت ظروف معينة في الجسم الحي. في عملية اكتشاف المخدرات، والتنمية مقايسة ملزمة هي واحدة من اللازم وغالبا من أشد الخطوات تستغرق وقتا طويلا. الأساليب الأكثر استخداما من K D عزم تشمل الاستقطاب مضان، 1 سطح مأكل صدى (SPR) والتكنولوجيا، 2 اللاجن ملزم، 3 متساوي الكالوري المعايرة، 4 equilibriأم غسيل الكلى (ED)، 5 الترشيح الفائق (UF) و 5 و تنبيذ فائق (UC). 6 فجميعها تتطلب كميات كبيرة من البروتين النقي الهدف. thermophoresis الميكروسكيل (MST) هي طريقة سريعة النمو الذي يكشف حركة موجهة من الجزيئات في التدرج في درجة الحرارة المجهرية. أي تغييرات من قذيفة الماء من الجزيئات الحيوية نتيجة في التغير النسبي للحركة على طول التدرج في درجة الحرارة. يستخدم 7 MST لتحديد الانتماءات الملزمة وأنها طبقت لدراسة يجند ملزم للبروتينات fluorescently المسمى أو بروابط الفلورسنت لبروتين الهدف. 8، 9 MST يسمح قياس التفاعلات مباشرة في حل من دون الحاجة إلى تجميد على سطح (خالية من الشلل التكنولوجيا). عمليا، ويرافق أي ملزم عن تغيير في إشارة MST، على الرغم من أن حجم التغيير يختلف من نظام إلى نظام بشكل كبير. للكشف عن حركة جزيء بواسطة MST، فإنها يجب أن تكون يتألقNT. ويمكن تشغيل هذا القيد الرئيسي للطريقة إلى ميزة. إذا يتم التعبير عن بروتين كما التحام GFP في أي نظام، وسوف يكون جزيء نيون فقط، وبالتالي يمكن دراستها دون بمعزل عن المحللة الخلية أو نظام خالية من الخلايا التعبير. توليد لست] الخلية التي تسمح للظروف ملزمة مع الحد الأدنى من القطع الأثرية هو التحدي الرئيسي. نحن هنا وصف بروتوكول من إعداد المحللة الخلية والتجربة MST التي يمكن استخدامها للعديد من البروتينات القابلة للذوبان والغشاء.
هي كامنة البروتينات STAT عوامل النسخ حشوية تفعيلها من خلال الفسفرة التيروزين في استجابة لإشارات خارج الخلية وتشارك في العديد من العمليات البيولوجية بما في ذلك الحصانة، تكون الدم، والالتهابات، والتنمية 10 في الثدييات، وتتكون الأسرة من STAT STAT 1، 2، 3، 4 ، 5A، 5B، و 6. ومن المعروف أن جميع الإحصائيات تفعيلها لربط تسلسل الحمض النووي نفسه، ما يسمى عزر GAS، الإنترفيرون جاما تنشيط تسلسل. ومع ذلك، فإن transcriآثار ptional من الإحصائيات المختلفة هي مختلفة جدا. 11 وعلى الرغم من تورط في العديد من العمليات المرضية ودراسات مستفيضة مما أسفر عن أكثر من 17،000 المنشورات، لم يتم تحديد K D من التفاعلات STAT مع تسلسل الحمض النووي مختلفة. وقد اتسمت فقط تقارب النسبي للإحصائيات مختلفة لأنواع من عزر الغاز. صعوبات في التعبير 11 البروتين وتنقية هي العوائق الرئيسية في توصيف الحمض النووي الانتقائية الإحصائيات 'ملزمة. على الرغم من أن الغالبية العظمى من الدراسات ركزت على دور الإحصائيات "المنشط"، الذي أصبح مرادفا للعامل النسخ صور-فسفرته، ودور الإحصائيات غير فسفرته (U-الإحصائيات) في تنظيم النسخ تبرز بسرعة 12 ومع ذلك، هذه الآليات غير مفهومة جيدا، ولكن لم يتضح ما إذا كانت U-الإحصائيات ربط الواقع على الحمض النووي أو التصرف من خلال التفاعلات مع عوامل النسخ الأخرى. لقد أظهرنا مؤخرا أن U-STAT3 يمكن ربط الحمض النووي sequenCES مختلفة من الزخارف الغاز مع أعلى حتى تقارب 13 هذه النتيجة لها انعكاسات كبيرة على فهمنا للالوظائف البيولوجية من هذا البروتين مهم. لقد طبقنا thermophoresis الميكروسكيل لتحديد الانتماءات النسبية للSTAT3 إلى الغاز وAT-S الغنية قليل النوكليوتيد +100 (الشكل 4). وقد استخدم بروتوكول متطابقة تقريبا لK D تقرير للربط ليجند STAT3 مختلفة، مثبط lipopeptide 14 لا ملزم للعامل النسخ ذات الصلة، GFP-STAT1 الذي تم استخدامه كعنصر تحكم سلبي يمكن أن يتم الكشف عن مما يؤكد الانتقائية من التفاعل. 14
1. إعداد الخلايا المحللة
ويهدف هذا البروتوكول لخلايا ملتصقة تعرب عن أي بروتين GFP تنصهر. مطلوب عدد الخلايا يمكن أن تختلف من منخفضة تصل إلى 10 6 إلى ما يصل إلى 20 × 10 6 خلايا، اعتمادا على مستوى التعبير البروتين. على سبيل المثال، تم إعداد المحللة من كلوة الجنين البشري خلايا overexpressing GFP-STAT3 عن طريق علاج الخلايا المزروعة في 10 T75 القوارير إلى قرب 70٪ confluency مع 1 مل العازلة تحلل. ومع ذلك، كان هذا المحللة إلى أن تضعف 150 أضعاف لتوفير المستوى الأمثل من مضان لتجربة MST. بروتوكول تحلل الخلية يعتمد بقوة على خصائص وتوطين الخلايا من البروتين قيد التحقيق. في حالة استخدام منظفات غير مرغوب فيه بسبب عدم الاستقرار البروتين، وصفت صوتنة أدناه، يمكن أن يكون أفضل خيار. إضافات مختلفة يمكن أن تضاف إلى تحلل العازلة لمنع ردود الفعل التعديل البروتين: EDTA يمنع الفسفرة، فانادات الصوديوم يمنع البروتين phosphatases التيروزين، لذلكفلوريد المتوسط أبعد هو المانع من السير / الثريونين phosphatases.
2. MST اختيار العازلة وإعداد
3. تحديد الأمثل التخفيف المحللة
4. تحديد الأمثل يجند مدى تركيز
الرجوع إلى التكنولوجيات أداة الباحث عن تركيز NanoTemper لنطاق تركيز يجند تقدير.
5. إعداد الخلايا المحللة والتخفيفات يجند
6. Thermophoresis الدراسات التجليد الميكروسكيل
7. الميكروسكيل تحليل البيانات Thermophoresis
جزء منضم (جزء من الجزيئات في مجمع) = (ثيرم (C)، غير منضم) / (محكومة غير منضم)، حيث ثيرم (C) هو thermophoresis قياس لتركيز C، غير منضم هو thermophoresis للدولة غير منضم (عندما الجزيئات ليس في مجمع)، والالتزام هو thermophoresis للدولة ملزمة تماما.
قياس تقارب من البروتين STAT3 غير فسفرته ملزمة لأليغنوكليوتيد].
واستخدمت HEK293 الخلايا معربا عن GFP STAT3-كمصدر للfluorescently المسمى STAT3 لفحص الحمض النووي ملزم. أعدت لست] الخلية باستخدام RIPA العازلة (20X10 6 خلية / مل). للدراسات ملزم، و?...
تعبير البروتين وتنقية هو خطوة شاقة ومكلفة، والتي، مع ذلك، من الضروري لتحديد التفاعلات 'K D بواسطة الأسلوب الأكثر المستخدمة حاليا. تطبيق يسمح MST تجنب تنقية البروتين وبالتالي تبسيط بشكل كبير وتسريع توصيف الكمي من التفاعلات. أنه يقدم مزايا كبيرة خاصة في حالة يصع?...
يعلن الكتاب أنه ليس لديهم مصالح مالية المتنافسة. محتوى هذا المنشور لا تعكس بالضرورة وجهات نظر أو سياسات وزارة الصحة والخدمات البشرية، ولا ذكر الأسماء التجارية، المنتجات التجارية، أو المنظمات لا تعني مصادقة من قبل الحكومة الأمريكية.
وأيد هذا العمل جزئيا من قبل برنامج بحوث جماعية من المعاهد الوطنية للصحة، والمعهد الوطني للسرطان، مركز لأبحاث السرطان؛ اتفاقية الأبحاث التعاونية بين لجنة التحقيق الوطنية وCalidris التداوي؛ جمعية السرطان الأمريكية منحة IRG 97-152-17 إلى OT؛ والأموال الاتحادية من المعهد الوطني للسرطان، المعاهد الوطنية للصحة، تحت HHSN26120080001E العقد.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
RIPA buffer | Millipore | 20-188 | Other manufacturer's buffers work as well |
Protease inhibitors cocktail | Sigma-Aldrich | P2714 | |
Monolith NT.115 | NanoTemper Technologies GmbH | G008 | |
Monolith NT.115 Capillary Tray | NanoTemper Technologies GmbH | T001 | |
Monolith NT.115 Standard Treated Capillaries | NanoTemper Technologies GmbH | K002 | |
NT Control software | NanoTemper Technologies GmbH | 2.0.2.29 | |
NT Analysis software | NanoTemper Technologies GmbH | 1.4.27 | |
Table-top refrigerated centrifuge | Eppendorf | 5417R | Other microtube refrigerated centrifuges providing |
Protein LoBind Tube 0.5 ml | Eppendorf | 22431064 |
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