A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
والهدف هو تجزئة وعزل الجزيئات الصغيرة النشطة بيولوجيا، والببتيدات من مستخلصات نباتية معقدة، والبروتينات من الميكروبات المسببة للأمراض عن طريق استخدام طريقة التركيز الأيزوفلوري (IEF) على مراحل السائل. وعلاوة على ذلك، تم تحديد الجزيئات المنفصلة وأكد نشاطها الحيوي.
المنتجات الطبيعية المشتقة من النباتات والميكروبات هي مصدر غني للجزيئات النشطة بيولوجيا. قبل استخدامها، يجب تنقية الجزيئات النشطة من مستخلصات معقدة لتطبيقات المصب. هناك طرق كروماتوغرافية مختلفة متاحة لهذا الغرض حتى الآن لا يمكن لجميع المختبرات تحمل أساليب عالية الأداء والعزلة عن العينات البيولوجية المعقدة يمكن أن يكون من الصعب. هنا نثبت أن التركيز الايزويتريك للمرحلة السائلة (IEF) يمكن أن يفصل الجزيئات، بما في ذلك الجزيئات الصغيرة والببتيدات من مستخلصات نباتية معقدة، بناء على نقاطها الأيزوفلوريتية (pI). وقد استخدمنا هذه الطريقة في تجزئة العينات البيولوجية المعقدة وتوصيفها. كدليل على المفهوم، ونحن مجزأة استخراج مصنع Sylvestre Gymnema، وعزل عائلة من الجزيئات الصغيرة السابونين تيربينويد والببتيد. كما أظهرنا فصل البروتين الميكروبي الفعال باستخدام فطر المبيضات ألبيكان كنظام نموذجي.
تنقية الجزيئات الحيوية من العينات البيولوجية المعقدة هي خطوة أساسية وصعبة في كثير من الأحيان في التجارب البيولوجية1. تركيز الأزوية (IEF) هو مناسب تماما لفصل عالية الدقة من الجزيئات الحيوية المعقدة حيث يسافر أمبيروليت الناقل وفقا لشحنتها وإنشاء التدرج درجة الH في مجال كهربائي3. تم تطوير أول ناقلة تجارية أمفوليت لـ IEF من قبل أولوف فيستربيرغ في عام 1964 وبراءة اختراع4،5. ampholytes الناقل هي أليفاتية ألتيجو أمينوية oligo-carboxylic حمض جزيئات متفاوتة الطول والمتفرعة6. في وقت لاحق، فيستربرغ وغيرها تحسين أمبيروليت الناقل لاستخدامها الموسع في فصل الجزيئات الحيوية6،7.
وتشمل أساليب فصل الجزيئات الحيوية agarose و polyacrylamide هلام الكهربائي، ثنائي الأبعاد هلام electrophoresis (2-DE)، تركيز isoelectric، الشعيرات الكهربائية، isotachophoresis وغيرها من تقنيات الكروماتوغرافي (على سبيل المثال، TLC، FPLC، HPLC)2. تم اختراع المرحلة السائلة IEF التي أجريت في أداة تسمى "Rotofor" من قبل ميلان بير8. وكان رائدا في مفهوم وتصميم هذه الأداة وساهم على نطاق واسع في نظرية الهجرة الكهربائية. كما طور فريقه نموذج رياضي لعملية الفصل الكهربائي للمحاكاة الحاسوبية9.
جهاز IEF في المرحلة السائلة هو خلية أسطوانية دوارة أفقيًا تتكون من نواة نايلون مقسمة إلى 20 مقصورة مسامية وقضيب سيراميك تبريد مياه متداول. تسمح الغرف المسامية للجزيئات بالهجرة عبر المرحلة مائي بين الأقطاب الكهربائية وتسمح بجمع العينات النقية تحت فراغ في الكسور. يمكن أن يوفر نظام التنقية هذا ما يصل إلى 1000 ضعف تنقية جزيء معين في < 4 ساعات. ومن السمات القيمة لهذا الصك هو أنه يمكن تطبيقه كخطوة أولى لتنقية من خليط معقد أو كخطوة نهائية لتحقيقنقاء 10. إذا كان جزيء الفائدة هو بروتين ، فإن ميزة أخرى هي أنه سيتم الحفاظ على تركيبها الأصلي أثناء الفصل.
وقد تم الإبلاغ عن استخدام السائل المرحلة IEF على نطاق واسع للبروتينات والإنزيمات وتنقية الأجسام المضادة6,10,11,12,13,14. هنا وصفنا استخدام هذا النهج لفصل وتنقية الجزيئات الصغيرة والببتيدات من النبات الطبي Gymnema sylvestre. سيساعد هذا البروتوكول الباحثين على تركيز وتنقية الجزيئات الصغيرة النشطة من مستخلص نباتي لتطبيقات المصب بتكلفة منخفضة. بالإضافة إلى ذلك، نبرهن أيضًا على أن إثراء البروتينات من مستخلص بروتين معقد من فطر المبيضات ألبيكان 15 في هذا النظام القائم على IEF كمثال ثان.
1. الإعداد والطور المسبق لوحدة IEF القياسية السائلة المرحلة
2. فصل وتنقية الجزيئات الصغيرة والببتيدات من استخراج sylvestre Gymnema
3. فصل وتنقية البروتينات من C. albicans
4. النشاط الحيوي من الجزيئات الصغيرة النقية من استخراج النباتات Gymnema sylvestre
فصل وتنقية الجزيئات الصغيرة والببتيدات من استخراج مصنع سيمانيما
باستخدام طريقة IEF المرحلة السائلة المحض، نحن كسور مستخلصات النباتات الطبية والبروتينات سطح الخلايا من الفطريات المسببة للأمراض البشرية، C. albicans. يتم عرض مخطط من بروتوكولات الكسر هذه في الشكل ...
وتشمل الجزيئات الصغيرة من مصادر المنتجات الطبيعية (مثل النباتات) نواتج مستقلبات ثانوية معقدة شديدة التنوع في التركيب الكيميائي. ويعتقد أنها تشارك في آليات الدفاع النباتية. وبالإضافة إلى ذلك، توجد أيضا في الأنسجة النباتية polypeptides22. هذه الجزيئات الصغيرة المنتج الطبيعي هي مصاد?...
ويود أصحاب البلاغ أن يعلنوا عدم وجود مصالح مالية متنافسة.
ونحن ممتنون لمصادر التمويل من شعبة علم الأحياء ومركز جونسون لأبحاث السرطان لجوائز BRIEF و IRA ، على التوالي إلى GV. كما نشكر جائزة K-INBRE ما بعد الدكتوراه إلى RV. وقد تم دعم هذا العمل جزئيا من قبل جائزة التنمية المؤسسية (IDeA) من المعهد الوطني للعلوم الطبية العامة في المعاهد الوطنية للصحة تحت رقم منحة P20 GM103418. والمحتوى هو مسؤولية المؤلفين وحدهم ولا يمثل بالضرورة وجهات النظر الرسمية للمعهد الوطني للعلوم الطبية العامة أو المعاهد الوطنية للصحة. نشكر المراجعين المجهولين على تعليقاتهم المفيدة.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.45 µm syringe filter | Fisher scientfic | 09-720-004 | |
2-Mercaptoethanol | Sigma | M3148 | |
Ammonium carbonate | Sigma-Aldrich | 207861-500 | |
Bio-Lyte 3/10 Ampholyte | Bio-Rad | 163-1113 | |
Bio-Lyte 5/8 Ampholyte | Bio-Rad | 163-1192 | |
Compact low temperature thermostat | Lauda -Brinkmann | RM 6T | Set water cooling to 4 oC and it can be run even at 0 oC as when it passes through the Rotofor cooling core, the circulating water temperature will be around 5 or more depending on the voltage. |
Coomassie Brilliant Blue R | Sigma-Aldrich | B7920 | |
Dialysis tubing (3,500 MWCO) | Spectrum Spectra/Por | 132112T | |
Gymnema plant leaf extract powder (>25% Gymnemic acids) | Suan Farma, NJ USA | ||
Incubator | Lab companion | SI 300R | |
Microscope | Leica | DM 6B | |
Mini protean electrophoresis | Bio-Rad | ||
pH meter | Mettler Toledo | S20 | Useful to determine the pH of the Rotofor (liquid-phase IEF) fractions |
Rotofor | Bio-Rad | 170-2972 | http://www.bio-rad.com/webroot/web/pdf/lsr/literature/M1702950E.pdf (Rotofor Instruction manual for assembling the unit) |
RPMI-1640 Medium | HyClone | DH30255.01 | |
Sealing tape | Bio-Rad | 170-2960 | Scotch tape may also be used. |
Sorvall legend micro 17 centrifuge | Thermo scientific | 75002432 | |
TPP tissue culture plate -96 well flat bottom | TPP | TP92696 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionExplore More Articles
This article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved