Method Article
في القياسات الكهربية، تزعج وجود انتشار محتمل القياس الدقيق لاحتمال عكس بتغيير مسرى المحتملة. استخدام جسر ملح الصغرى-أجار، يتم تصغير أثر نشر المحتملة، التي تتيح قياس أكثر دقة من الركازة دوران أرقام من البروتينات الغشاء المؤتلف المعاد تشكيلها.
وحتى الآن، تستهدف أكثر من 50 في المائة من جميع العقاقير الدوائية حركية النقل من غشاء بروتينات. توصيف الكهربية من البروتينات الناقل غشاء تشكيلها في الأغشية الدهنية بلير وسيلة قوية ولكن حساسة لتقييم الخصائص الفيزيائية الكيميائية والصيدلانية الخاصة بهم. عدد دوران الركيزة هو معلمة فريدة من نوعها تتيح المقارنة بين نشاط البروتينات الغشاء مختلفة. في نقل وآﻻت، يخلق تدرج الركازة ذوبانها غشاء محتملة الذي يرتبط مباشرة بمعدل دوران الركيزة من البروتين. باستخدام أقطاب كلوريد الفضة، هو فعل إمكانية نشرها، كما دعا تقاطع السائل المحتملة،، الذي يغير إمكانات القطب وتزعج القياسات المحتملة غشاء دقيق إلى حد كبير. يمكن التقليل من انتشار محتمل عن طريق جسر ملح، الذي يوازن بين الإمكانات قطب كهربائي. في هذه المقالة، جسر ملح الصغرى-أجار تهدف إلى تحسين البنية الكهربية، الذي يستخدم ميكروبيبيتيس لتشكيل الغشاء. الحل الملح يتم ملؤها في تلميح ماصة ميكروكابيلاري، استقرت بالإضافة [اغروس]، ويمكن تركيبة بسهولة على قطب قياسية. إمكانات القطب القطب الجسر الصغير-الملح أكثر استقرارا مقارنة قطب قياسية. تنفيذ هذا النظام استقرار القطب المحتملة ويسمح قياسات أكثر دقة لغشاء المحتملة الناتجة عن تدرج درجة حموضة. باستخدام هذا النظام، بإغﻻقها معدلات دوران بروتون الناقلين المتقدرية UCP1 و UCP3 ومقارنة بالقياسات السابقة.
وتستهدف بروتينات الغشاء تصل إلى 60 في المائة من جميع العقاقير الصيدلانية المعروفة1. القياسات الكهربية من البروتينات الغشاء أداة قوية ولكن حساسة لتحليل النقل وآﻻت من ركائز توسط بروتينات الغشاء الناقل. يسمح التعديل الحالي ترانسميمبراني من تطبيق الفولتية ثابتة أو سلالم الجهد تقييم الخصائص الدوائية والفيزيائية من شركات النقل، وعلى سبيل المثال، تفعيل وتثبيط من ركائز أو النقل حركية. الاهتمام الخاص هو عدد دوران الركازة، الذي يعرض مقدار الركيزة التي يتم ذوبانها بروتين غشاء كل وحدة وقت. أنها معلمة رئيسية عند مقارنة حركية مختلف البروتينات الغشاء. إنشاء تدرج تركيز من الركازة المشحونة عبر الغشاء يولد قوة الدافعة الكهربائية يستخلص منها عدد دوران الركازة.
استخدام قطب AgCl، وجود منطقة عازلة خالية من كلوريد يخلق إمكانية نشرها أن يغير مسرى المحتملة ويؤدي إلى تحول في قياسات الجهد الحالي2. على الرغم من أن هذا دائماً، فإنه لا يكاد يذكر الموصلية القياسية وقياس القدرات منذ هذه المعلمات أما تعتمد على المنحدر من الجهد الحالي تسجيل (الموصلية) أو هي الفرق بين تسجيل واحد (القدرات)، التي يلغي إمكانية. بيد تسجيل إمكانية عكس، الذي يتم إنشاؤه بواسطة نقل الركازة، يمكن أن تكون إلى حد كبير انزعاج نشر المحتملة. وهكذا، للحصول على قياسات دقيقة لإمكانية عكس، إمكانات قطب كهربائي يجب أن تبقى ثابتة.
يمكن التقليل من انتشار محتمل بطريقتين: (ط) بحضور كل من غشاء بلير، تركيز الركيزة يجب أن يزاد على جانب واحد من3،الغشاء4، أو أرصدة (ثانيا) جسر ملح مسرى المحتملة 5. الطريقة الأولى تعتمد اعتماداً كبيرا على استقرار القياسات. وقد الغشاء البقاء على قيد الحياة لعدة دقائق، من إضافة الركازة تحت إثارة حتى الركيزة هي موزعة بالتساوي تقريبا في الحل. إذا كان الغشاء تصدعات في بين، هو تغيير التدرج الركيزة بالتبادل الحر للجزيئات المشحونة، وتحويل القياسات غير دقيقة. الأسلوب الأخير أرصدة نشر المحتملة غير محدودة الحجم للإنشاء. تحدي تنفيذ صغيرة ولكن عمل جسر الملح في طائفة الجزئي لإعداد الكهربية6. للأسلوب الأخير، هو الحل الملح شغلها في تلميح ميكروكابيلاري واستقرت بالإضافة [اغروس] لمنع نشر الحل الملح إلى الحل المخزن المؤقت.
ويرد في هذا البروتوكول، إنتاج مباشرة الجسر الصغير-أجار ملح والتنفيذ في إعداد الكهربية استناداً إلى إعداد ماصة7 . يتم ضبط نصيحة ميكروكابيلاري لاحتواء حل بوكل م 3 مع جزئ 1% (w/v) [اغروس] ولسد حلاً AgCl القطب والمخزن المؤقت. يتم عرض في استفادة الجسر الصغير-الملح بتسجيلات وقت التحول المحتملة القطب وقياسات أكثر دقة لغشاء المحتملة في مختلف الأس الهيدروجيني التدرجات. في النظام النموذجي للبروتينات التوليفية التي أعيد تشكيلها في الدهنية، بإغﻻقها معدلات دوران الناقلين المتقدرية UCP1 و UCP3 المنتجة في ظروف مماثلة ومقارنة بالنتائج السابقة3،8.
1-إنتاج البروتينات فصل المؤتلف (أوكبس)، وتشكيل أغشية بلير مستو
2-إعداد مسرى جسر الملح الصغرى-أجار
3-قياس البارامترات الكهربائية للغشاء تشكيلها مع البروتين المؤتلف
4-حساب معدل دوران الركيزة
ملاحظة: انظر الأعمال السابقة لتفاصيل3،7.
للتحقق من حد انتشار محتمل، وتم قياس استقرار قياسات الجهد الحالي الغشاء سليمة. في الشكل 2أ، يصور تسجيلات الجهد الحالي الممثل في الوجود (النقاط البيضاء) وغياب التدرج الأس الهيدروجيني (النقاط السوداء). طبقاً للمعادلة [نرنست]، يستحث التدرج درجة الحموضة تحولاً في الجهد. من نقطة تقاطع المحور السيني لنوبة الخطي للبيانات، يتم حساب التحول المحتملة. من أجل اختبار الأقطاب على حد سواء، وقد تم تحليل التحول في نقطة تقاطع المحور س AgCl قياسية قطب كهربائي (الشكل 2ب؛ النقاط البيضاء) وجسر ملح الصغرى-أجار (الشكل 2ب؛ النقاط السوداء). منحدر جهد سجلت عشر مرات في صف واحد وهو يصور التحول يعني في المحور س ضد الوقت. بينما كان مسرى جسر الملح أجار تحولاً الحد أقصى من أقل من 5 mV حتى بعد 300 ثانية للقياس، ومسرى القياسية متنوعة تصل إلى 30 أم في سلوك لا يمكن التنبؤ بها، وعشوائي.
بعد ذلك، جرى اختبارها كلا أقطاب في تدرجات مختلفة من الأس الهيدروجيني (الشكل 3أ). من أجله مسرى القياسية، الانحدار درجة حموضة من 0.35 و 1.0 (النقاط البيضاء)؛ أجار ملح جسر القطب، والتدرجات الأس الهيدروجيني من 0.35 و 0.7 و 1.0 (النقاط السوداء). وقد تم تحليل هذا التحول في الإمكانات في ثلاثة مقاييس مستقلة. على عكس رج 0.35، حيث تحول يقاس فقط يختلف قليلاً، يغير التحول الجهد إلى حد كبير في التدرج درجة الحموضة من 1.0 في غياب الجسر الصغير-أجار ملح. من نوبة خطي للبيانات، هو منحدر الدالة 26.4 ± 2.3 mV/ΔpH للقطب القياسية و 50.1 ± 4.6 السيارات/ΔpH لمسرى الجسر الصغير-أجار ملح. طبقاً للمعادلة [نرنست]، هو التحول المحتملة المحسوبة 60.7 mV/ΔpH في T = 32 درجة مئوية.
استخدام الجسر الصغير-أجار الملح، عدد دوران بروتون، κ، UCP1 الميتوكوندريا و UCP3 كان قياس ومقارنة بالقياسات السابقة (الشكل 3ب). مشابه ل الرقم 3ألف، ΔpH = 1.0 تم إنشاؤها، وتم قياس إمكانية عكس. وقدرت كمية البروتين في الغشاء وفقا للصيغة الواردة في المادة 4 من البروتوكول، مع بروتين إلى نسبة الدهن 4 ميكروغرام/(مغ من المادة الدهنية)، كتلة جزيئية دا 33,000، و 750 للبروتين والدهن، غشاء مساحة 3.53 × 10 -4 سم2، ومساحة كل الدهن 7.8 × 10-15 سم2. الحصول على κwas 5.56 ± 0.38 s-1 و 4.10 ± 0.71 s-1 UCP1 و UCP3، على التوالي (الشكل 3ب).
الشكل 1 : تركيب الكهربية بالجسر الصغير-أجار ملح. (أ) هذا الفريق يظهر الرسم التقريبي للإنشاء. نصيحة ميكروكابيلاري التي تحتوي على الحل الملح أجار (المبينة باللون البرتقالي) يوضع بين مسرى (أسود) والذي يحتوي على المخزن المؤقت (أزرق). ويتكون الغشاء على السطح في نهاية الحافة الذي يحتوي على المخزن المؤقت (المشار إليها بالسهم). (ب) هذا الفريق يظهر صورة لطريقة إعداد الكهربية مع تنفيذ الجسر الصغير-أجار ملح. الأسهم تشير إلى مسرى والجسر الصغير-أجار ملح ومسرى مرجعية والحاوية مع المخزن المؤقت للحل. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 2 : مقارنة جسر ملح أجار الصغرى ومسرى AgCl قياسية. (أ) هذا الفريق قياس يظهر الفولت الحالي ممثل في الوجود (النقاط الرمادية) وغياب (النقاط البيضاء) التدرج درجة الحموضة من 1. تمثل الخطوط نوبة خطي للبيانات، ويتم الحصول عليها من الموصلية والمحور السيني التي تقاطع القيم. يتم تقييم التحول الجهد بالفرق بين قيم تقاطع كل التسجيلات. (ب) هذا الفريق يظهر التحول في غشاء المحتملة للقطب AgCl القياسية (النقاط البيضاء) إلى قطب جسر الصغير-أجار ملح (النقاط السوداء) في الوقت المناسب. وسجلت قياسات الجهد الحالي عشرة في صف والمرسومة التحول الجهد يعني بنشر المحتملة ضد الوقت. وفي جميع التجارب، قدم الغشاء 45:45:10 mol % DOPC:DOPE:CL تشكيلها مع حمض اراسيدونيك % مول 15 بتركيز 1.5 ملغ/مل. المخزن المؤقت الوارد 50 مم نا2هكذا4، 10 مس، 10 مم تريس، و 0.6 ملم عطا في درجة الحموضة = 7.34 و T = 32 درجة مئوية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 3 : حساب عدد دوران بروتون UCP1 و UCP3 من إمكانية عكس حضور تدرج pH. (أ) هذا الفريق يظهر التحول في إمكانات غشاء المحتوية على UCP1 مختلف التدرجات الأس الهيدروجيني قطب AgCl قياسية (النقاط البيضاء) وجسر ملح الصغرى-أجار قطب (النقاط السوداء). تمثل الخطوط نوبة خطي للبيانات. (ب) هذا الفريق ويبين عدد دوران بروتون UCP1 (مجموعة البيانات الأولى) و UCP3 (مجموعة البيانات الثانية) كما محسوبة من نسبة الجهد العالي لإمكانات] [نرنست] وفقا للصيغ الموجودة في القسم 4 من البروتوكول. أول شريط لكل مجموعة تمثل معدلات الدوران يقاس بالجسر الصغير-أجار ملح. يمثل شريط الثاني لكل مجموعة بيانات القياسات السابقة استخدام قطب AgCl قياسية. وقد أخذت القيم UCP1 و UCP3 من أوربانكوفاet al. 3 وماخر et al. 8-في كل القياسات، جرى الغشاء 45:45:10 mol % DOPC:DOPE:CL تشكيلها مع مول 15% AA و UCP1/UCP3. وكان تركيز الدهن والبروتين 1.5 ملغ/مل و 4 ميكروغرام/ملغ من الدهن، على التوالي. المخزن المؤقت الوارد 50 مم نا2هكذا4، 10 مس، 10 مم تريس، و 0.6 ملم عطا في درجة الحموضة = 7.34 و T = 32 درجة مئوية. الرقم الهيدروجيني للمخزن المؤقت للقياسات التدرج زاد إلى 7.66 أو 8.00 8.33 بإضافة تريس وتم تغيير في ماصة المحتوية على الحل. أن القيم هي ± متوسط الانحراف المعياري للقياسات المستقلة الثلاثة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
تنفيذ الجسر الصغير-أجار الملح مع مسرى يقلل نشر المحتملة ويسمح قياسات أكثر دقة لغشاء المحتملة الناتجة عن تدرج درجة حموضة. حضور مختلف الأس الهيدروجيني transmembrane التدرجات، التحول المحتملة لكل أقطاب مقبول في ΔpH = 0.35 عند مقارنة بالقيمة النظرية للتوازن] [نرنست] المحتملة (Φ] [نرنست] = 23.8 mV ل ΔpH = 0.4). ومع ذلك، في الأس الهيدروجيني الفسيولوجي تدرجات إضافية، كما لفشل مثيل في الميتوكوندريا بين المصفوفة والفضاء intermembrane، مسرى AgCl القياسية دقة قياس التحول المحتملة في ΔpH = 1 (الشكل 3أ). وألقى مسرى سدها بالملح الصغرى-أجار القيم التي أكثر بكثير مماثلة للنظرية.
نشر محتملة قد تحدث أيضا في مسرى مرجع AgCl إذا تم تغيير الحل المخزن المؤقت أثناء التجربة. الحل عازلة خالية من كلوريد استخدمت في التجارب حيث يفصل البروتينات واقترح نقل أيونات الكلوريد، وتم ضبط درجة الحموضة استخدام تريس أو مس. مسرى المحتملة، نظراً لعدم وجود تركيز كبير من الكلوريد، أساسا يعتمد على شوائب كلوريد في الحل المخزن المؤقت. كما لم يتغير تشكيلها خلال التجارب، أنه سيؤدي ببساطة إلى إمكانية إزاحة ثابتة. ومع ذلك، لقياس مطلقة الاختلاف المحتملة قطبين، نظام ملح-جسر أجار بسيط (Ag/AgCl 3 م بوكل) أيضا يمكن لمسرى مرجع.
جسر ملح الصغرى-أجار أرصدة نشر المحتملة بالموازنة القطب المحتملة. بغية تثبيت الحل الملح، تمت إضافة 1% (w/v) [اغروس] لمنع اختلاط الحل الملح مع الحل المخزن المؤقت. أيونات الملح ك+ و Cl– موبيليتيس مماثلة في السائل والتوازن الكهربائي المحتملة. تثبيت الجسر الملح بشكل صحيح، لا الحل الملح أجار يمكن تسخينه بما فيه الكفاية لملء نصيحة ميكروكابيلاري دون أي فقاعات الهواء وتغطية مسرى AgCl. قبل مواصلة الاستخدام، قد تماس كهربائي بين مسرى جسر الملح ومسرى مرجع لفحصها. وقد حل الملح حسب الوقت الذي يستخدم الجسر الملح، أن تبلور بما فيه الكفاية لمنع أي خلط الحل الملح مع المخزن المؤقت. هذا أمر بالغ الأهمية خاصة إذا كان يتم التحقيق ك+ أو الناقلين Cl– . واستخدمت الجسر الملح لفترة زمنية قصيرة جداً وشطف من [اغروس] لا يكاد يذكر في هذا النطاق الزمني. تركيز أعلى من [اغروس] ليصل إلى 5 في المائة، أو أجار (3 ٪-5 ٪)، يسمح باستخدام جسر الملح لفترة أطول من الوقت6،12.
يسمح هذا الأسلوب تحديد حركية النقل الناقل غشاء (ط) مع معدلات دوران منخفضة و (ثانيا) mitochondrial البروتينات الغشاء الداخلي، الذي لا يمكن أن يحقق في التصحيح القياسي المشبك التكوينات13. دقتها تعتمد أساسا على قياس إمكانية عكس، يتناقص فيه دقة الموصلية غشاء إجمالي منخفض والتدرجات تركيز الصغيرة التي تحفز غشاء محتملة أدناه ضوضاء تسجيل.
باستخدام هذا الإعداد، تم قياس معدلات دوران UCP1 و UCP3 كما أنتجت في نفس الظروف. بسبب ارتفاع درجة الحموضة التدرج، تبدو المعدلات التي تم الحصول عليها تكون أكثر دقة ودونما قلاقل بالآثار الناجمة عن التحول المحتملة طفيفة القطب. يمكن استخدامه لزيادة تحليل ومقارنة الناقلين غشاء الميتوكوندريا المنتجة في ظروف مماثلة.
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
هذا العمل كان يدعمها "الصندوق البحوث النمساوية" (P31559-B20 إلى E.E.P.). يشكر المؤلفون بارداكجي سارة للمساعدة التقنية الممتازة في الإنتاج وإعادة تشكيل للماوس UCP1 و UCP3 في بروتيوليبوسوميس.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Microloader tips | Eppendorf | 5242956.003 | Microcapillary pipette tip |
Ethanol 99% | AustrAlco Österr. Agrar-Alkohol Handelsges.m.b.H | AAAH-5020-07025-230317 | |
Kaliumchlorid | Carl Roth GmbH + Co. Kg | 6781.3 | |
DC supply | Voltcraft | V10/CPG 1940 -01 | |
Agarose Standard | Carl Roth GmbH + Co. Kg | 3810.2 | |
Patch Clamp Amplifier | Heka | ||
Sample tube | Carl Roth GmbH + Co. Kg | 5863.1 | |
Na2SO4 | Carl Roth GmbH + Co. Kg | 8560.3 | |
MES | Carl Roth GmbH + Co. Kg | 4256.2 | |
TRIS | Carl Roth GmbH + Co. Kg | AE15.2 | |
EGTA | Carl Roth GmbH + Co. Kg | 3054.1 | |
Hexane | Sigma-Aldrich | 296090-100ML | |
Hexadecane | Sigma-Aldrich | 296317-100ML | |
Heating wire | Voltcraft | USPS-2250 |
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