A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
غوانوسين ثلاثي الفوسفات (غتب) ملزمة هي واحدة من الأحداث المبكرة في G- البروتينات مستقبلات (غر) تفعيل. يصف هذا البروتوكول كيفية وصف فارماكولوجيكال التفاعلات غر-يجند محددة عن طريق رصد ربط التناظرية غتب التناظرية، [ 35 S] غوانوسين-5'- O- (3-ثيو) ثلاثي الفوسفات ([ 35 S] غتبس)، في استجابة ل يجند من الفائدة.
مستقبلات G- البروتين المقترنة (غكرز) هي عائلة كبيرة من مستقبلات الغشاء التي تلعب أدوارا حاسمة في علم وظائف الأعضاء الخلوية الطبيعية وتشكل هدفا رئيسيا الدوائية لعدة مؤشرات، بما في ذلك تسكين، وتنظيم ضغط الدم، وعلاج الأمراض النفسية. على يجند ملزمة، غكرز تحفيز تفعيل الخلايا G- البروتينات من خلال تحفيز دمج غوانوزين ثلاثي الفوسفات (غتب). تنشيط البروتينات G ثم تحفيز مسارات الإشارات التي تثير الاستجابات الخلوية. يمكن رصد إشارات غر عن طريق قياس دمج شكل راديولبلد وغير قابل للتحلل من غتب، [ 35 S] غوانوسين-5'- O- (3-ثيو) ثلاثي الفوسفات ([ 35 S] غتبس)، في G- البروتينات. وخلافا للأساليب الأخرى التي تقيم المزيد من عمليات التشوير المصب، [ 35 S] غتبس ملزمة يقيس حدث داني في إشارات غر، والأهم من ذلك، يمكن أن يميز أغونيستيسي، المضادات، و منبهات معكوس. ويوضح هذا البروتوكول طريقة حساسة ومحددة لدراسة إشارات غكر باستخدام الاستعدادات الغشاء الخام من غر نموذجية، مستقبلات μ- الأفيونية (MOR1). على الرغم من وجود نهج بديلة لكسر الخلايا والأنسجة موجودة، وكثير منها باهظة التكلفة، مملة، و / أو تتطلب معدات المختبرات غير القياسية. توفر الطريقة الحالية إجراء بسيط يثري الأغشية الخام الوظيفية. بعد عزل MOR1، تم تحديد الخصائص الدوائية المختلفة من ناهض لها، [D-ألا، N-ميف، غلي-أول] -enkephalin (دامجو)، ومضاد، نالوكسون.
مستقبلات G- البروتين المقترنة (غكرز) هي عائلة كبيرة من مستقبلات سطح الخلية المسؤولة عن مجموعة ملحوظة من العمليات الفسيولوجية، بما في ذلك تسكين، والشم، والسلوك 1 . غرس تعمل عن طريق الاستشعار عن إشارات خارجية محددة وتحفيز في وقت لاحق إشارات الخلايا. وبالتالي فإنها تمثل مفترقا رئيسيا بين البيئات الخارجية والداخلية للخلية. ونظرا للدور الحاسم الذي تلعبه غرس في علم الأحياء، فقد أصبحت أهدافا رئيسية لكل من البحث الأساسي واكتشاف العقاقير 2 ، 3 .
وخلافا لأسر المستقبلات الأخرى التي تربط بروابط منفصلة، غرس يمكن ربط أنواع مختلفة جدا من الجزيئات. في حين أن واحد غر قد تتفاعل مع الببتيدات، وآخر قد يشعر الفوتونات، جزيئات صغيرة، أو الأيونات 1 ، 4 . في حين أن بروابطها متنوعة، غرس موحدة في معماريتها العامةأور وظيفة. تتكون غرس الفردية تتكون من سبعة البروتينات α حلزونية الغشاء مع المحطات الأمينية خارج الخلية ومحطات الكربوكسيل داخل الخلايا 5 ، 6 . يقترن غرس إلى البروتينات G- البروتينات-هيتيروتريمريك المجمعات البروتين تتألف من α، β، و γ الوحدات الفرعية التي تتوسط مسارات الإشارات المختلفة 7 . الوحدة الفرعية G α هو بروتين ملزم من النيوكليوتيدات غوانين وهو غير نشط عندما تكون ملزمة لغوسين ثنائي الفوسفات (غب) ونشطة عندما تكون ملزمة ل غوانوسين ثلاثي الفوسفات (غتب) 8 ، 9 . عندما ترتبط غكرز بروابطها، فإنها تخضع لتغيير تراكمي يسمح G α للفصل من G βγ ، مما يسمح G α لتبادل الناتج المحلي الإجمالي ل غتب 7 . فوسفهوريلاتد نفسها في محطة الكربوكسيل من قبل مختلف سيرين / ثريونفي كيناز 10 ، 11 واستيعابها لتخفيف إشارات مستقبلات 12 ، 13 ، 14 . وفي الوقت نفسه، يتم تنشيط المونومر G α و G βγ ديمر لتنشيط مسارات الإشارات المميزة 7 . هناك العديد من الأشكال الإسوية لكل وحدة فرعية من البروتينات G، ويهدف كل شكل إسوي مسارات معينة في اتجاه المصب ونظم رسول ثانوية. وتشمل الأشكال الشكلية G α الرئيسية G s و G q و G i / o و G 12-13 . عادة، غرس الفردية المرتبطة مع إيسوفورم G α معينة ، وبالتالي ربط حافز خارجي لاستجابة الخلوية محددة 1 .
توصيف التفاعل غر-يجند أمر بالغ الأهمية لفهم البيولوجيا للمستقبلات. كما الناتج المحلي الإجمالي / تبادل غتب هو واحد من عشية أقربنتس يلي يجند ملزمة، ورصد غتب ملزمة يمكن قياس تنشيط غر أو تثبيط. إن فحص المزيد من أحداث المصب في إشارات غكر غالبا ما لا يكون كمي أو متكافئ، قد لا يميز منبهات كاملة من تلك الجزئية، ويمكن أن يتطلب الكواشف باهظة الثمن. وعلاوة على ذلك، زيادة غتب ملزمة للبروتينات G α هو حدث شبه عالمي بعد تفعيل غر، وهذا يعني أن قياس غتب ملزمة هو مقايسة قابلة للتطبيق على نطاق واسع لرصد نشاط معظم غرس. قياس غتب ملزمة هو نهج بسيط وسريع لرصد الإشارات غر في الخلايا أوفيركسريسينغ مستقبلات من الفائدة أو في الأنسجة المحلية. هذا البروتوكول تفاصيل مقايسة ملزمة غتب وظيفية باستخدام غر النموذجية، مستقبلات μ- الأفيونية (MOR1)، لتحديد كميا نشاط ناهض ومضاد على إشارات غر.
يوضح هذا البروتوكول أولا كيفية عزل الأغشية الخام من الخلايا أوفيركسريسينغ MOR1. ملاحظة ثار هذا البروتوكول لا يقتصر على أنظمة أوفيركسريسيون ويمكن تطبيقها على العديد من مصادر الغشاء، بما في ذلك الأنسجة الأصلية أو الاستعدادات معربا عن مستقبلات متعددة والبروتينات G 15 . بروتوكول ثم تفاصيل كيفية قياس ملزم غتب التناظرية إلى هذه الأغشية ردا على تركيزات مختلفة من [D-ألا، N-ميف، غلي-أول] -enkephalin (دامجو) أو نالوكسون، ناهض MOR1 ومضاد، على التوالي. و غتب التناظرية، [ 35 S] غوانوسين-5'- O- (3-ثيو) ثلاثي الفوسفات ([ 35 S] غتبس)، غير قابلة للتحلل. هذه الخاصية أمر بالغ الأهمية لأن G α الوحدات الفرعية تظهر النشاط غتباس جوهري 7 ، والقضاء على فوسفات غاما المسمى على مادة كيميائية غتب هدروليزابل. ثم يتم حبس الأغشية على مرشحات الألياف الزجاجية وغسلها، وبعد ذلك يتم تحديد غتب راديولبلد بواسطة العد التلألؤ السائل. يمكن اشتقاق المعلمات الدوائية متعددة إلى تشاراكتريزه التفاعل المستقبلي-يجند، بما في ذلك الاستجابة نصف القصوى (إيك 50 ) ومعامل هيل (ن H ) للالمضادات والتركيز مثبط نصف القصوى (إيك 50 ) والتوازن التفكك ثابت (K ب ) للمضادات 16 و 17 ، 18 .
1. التعبير عن ريكومبينانت ها-MOR1 في الخلايا المستزرعة
ملاحظة: اتبع جميع بروتوكولات ثقافة الخلية في غطاء تدفق الصفحي العقيمة.
2. تجزئة الخلية وجمع الغشاء
3. [ 35 S] غتبس ملزمة
ملاحظة: استخدام بروتوكول السلامة الكيميائية الإشعاعية القياسية عند التعامل مع [ 35 S] غتبس وعند إجراء [ 35 S] غتبس ملزمة التجارب. ارتد القفازات الواقية ومعطف المختبر في جميع الأوقات. تحقق من مواد التعبئة والتغليف للتسرب أو الشقوق. التخلص من النفايات والكواشف الزائدة وفقا للبروتوكولات المؤسسية.
4. غشاء الترشيح
5. التلألؤ السائل العد
6. تحليل البيانات
يمكن استخدام تجزئة الخلية لعزل وإثراء البروتينات المرتبطة بالغشاء من البروتينات الخلوية الخلوية والبروتينات النووية. الشكل 1 هو لطخة غربية مما يدل على محتويات الكسور الأولية الثلاثة التي يمكن جمعها خلال عملية تجزئة تحت الخلوية. عل...
يصف هذا البروتوكول طريقتين منفصلتين ولكن تكميليتين: نهج بسيط لتجزئة الخلايا والأنسجة إلى مقصورات واسعة ولكنها متميزة ووسيلة للتحقيق في إشارات غر عن طريق قياس [ 35 S] غتبس ملزمة.
تجزئة الخلوية فعالة لديها مجموعة واسعة من التط?...
لا يعلن المؤلفون أي مصالح متنافسة.
وقد دعم هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة منحة دا-000266 وبرنامج التدريب الطبي T32 منحة الطبيب (كف، نوز، وأجهزة الكمبيوتر). ويود المؤلفون أيضا أن يعترفوا شققا 18: 24 (somersault1824.com) لمكتبة العلوم والطبية الرسوم التوضيحية.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
DMEM, high glucose, pyruvate, no glutamine | Thermo Fisher Scientific | 10313021 | Warm in 37°C water bath before use |
L-glutamine | Thermo Fisher Scientific | 25030081 | Warm in 37°C water bath before use |
Penicillin-Streptomycin | Thermo Fisher Scientific | 15140122 | Warm in 37°C water bath before use |
Opti-MEM I Reduced Serum Medium | Thermo Fisher Scientific | 31985070 | Warm in 37°C water bath before use |
Fetal Bovine Serum | Thermo Fisher Scientific | 16000044 | Warm in 37°C water bath before use |
Cell culture 10-cm plate | Sigma-Aldrich | CLS430167 | |
Lipofectamine 3000 reagent | Thermo Fisher Scientific | L3000-008 | |
1.6 mL microcentrifuge tubes | USA Scientific | 1615-5500 | |
4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid (HEPES) | Sigma-Aldrich | H3375 | |
Tris(hydroxymethyl)aminomethane (Trizma base) | Thermo Fisher Scientific | BP152-1 | |
ethylene glycol-bis(β-aminoethyl ether)-N,N,N',N'-tetraacetic acid (EGTA) | Sigma-Aldrich | E3889 | |
Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) | Sigma-Aldrich | E9884 | |
Sucrose | Sigma-Aldrich | S5016 | |
cOmplete ULTRA Tablets, Mini, EASYpack Protease Inhibitor Cocktail | Sigma-Aldrich | 2900 | |
DL-Dithiothreitol (DTT) | Sigma-Aldrich | DO632 | |
Sodium chloride (NaCl) | Thermo Fisher Scientific | BP358-1 | |
Magnesium chloride (MgCl2) | Sigma-Aldrich | M1028-1 | |
Pellet pestles motor | Sigma-Aldrich | Z359971 | |
Pestles | Bel Art | F19923-0001 | |
Bovine serum albumin (BSA) | Affymetrix | 10857 | |
[35S]guanosine-5’-O-(3-thio)triphosphate ([35S]GTPγS) | Perkin Elmer | NEG030H | |
non-radiolabeled guanosine-5’-O-(3-thio)triphosphate (GTPγS) | Sigma-Aldrich | 89378 | |
guanosine diphosphate (GDP) | Sigma-Aldrich | 51060 | |
Bradford reagent | Bio-Rad | 5000006 | |
UV/VIS spectrophotometer | Beckman Coulter | DU640 | |
spectrophotometer cuvettes | USA Scientific | 9090-0460 | |
orbital shaker | Thermo Fisher Scientific | 2314 | |
thermomixer | Eppendorf | 535027903 | |
glass fiber filters | GE Healthcare Life Sciences | 1821-021 | |
vacuum filtration apparatus | Millipore Corporation | XX2702550 | |
desktop microcentrifuge | Eppendorf | 65717 | |
Scintillation counter | Beckman Coulter | LS6500 | |
scintillation fluid | Ecoscint A | LS-273 | |
scintillation counter vials | Beckman Coulter | 592690 | |
scintillation vial lids | Beckman Coulter | 592928 | |
Prism 6 | GraphPad Software | PRISM 6 | |
ATP1A1 antibody | Developmental Studies Hybridoma | a6F | 1:1000 in 3% BSA |
GAPDH antibody | EMD Millipore | CB1001 | 1:5000 in 3% BSA |
H2B antibody | Cell Signaling | 2934S | 1:2500 in 3% BSA |
PDI antibody | Cell Signaling | 3501S | 1:1000 in 3% BSA |
HA antibody | Roche | 11867423001 | 1:2000 in 3% BSA |
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