A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
يصف هذا البروتوكول طريقة فريدة للكشف عن الارتباط بين المركبات وجزيئات البروتين ، مما يوفر مزايا الحد الأدنى من فقدان عينة البروتين ودقة البيانات العالية.
يعد التحقيق في التفاعلات بين الجزيئات المختلفة جانبا حاسما لفهم التسبب في المرض وفحص أهداف الأدوية. Umbelliferone ، وهو عنصر نشط في الطب التبتي Vicatia thibetica ، يظهر تأثير مناعي مع آلية غير معروفة. بروتين CD40 هو هدف رئيسي في الاستجابة المناعية. لذلك ، تستخدم هذه الدراسة مبدأ تقنية مضان المسح التفاضلي لتحليل التفاعلات بين بروتين CD40 و umbelliferone باستخدام علامات الإنزيم الفلوريسنت. في البداية ، تم التحقق تجريبيا من استقرار صبغة البروتين البرتقالية الفلورية ، وتم تحديد نسبة التخفيف المثلى البالغة 1: 500. في وقت لاحق ، لوحظ أن قيمة ذوبان درجة الحرارة (Tm) لبروتين CD40 تميل إلى الانخفاض مع زيادة التركيز. ومن المثير للاهتمام ، تم العثور على التفاعل بين بروتين CD40 و umbelliferone لتعزيز الاستقرار الحراري لبروتين CD40. تمثل هذه الدراسة المحاولة الأولى للكشف عن إمكانات الارتباط لمركبات الجزيئات الصغيرة والبروتينات باستخدام الصفائح الدقيقة الفلورية والأصباغ الفلورية. تتميز هذه التقنية بحساسية ودقة عالية ، وتطورات واعدة في مجالات استقرار البروتين ، وبنية البروتين ، وتفاعلات البروتين والليجند ، مما يسهل المزيد من البحث والاستكشاف.
Vicatia thibetica H. Boissieu ، نبات في عائلة السرة ، يستخدم بشكل شائع في الطب التبتي ويمثل أحد المكونات الأساسية للمكونات الأساسية الخمسة (Polygonatum sibiricum Delar. ex Redoute ، Asparagus cochinchinensis (Lour.) مير ، فيكاتيا ثيبتيكا إتش بواسيو ، أوكسيبافوس هيماليكوس إدجو ، وجيمنادينيا كونوبسي (L.) R. Br.) 1. موزعة بشكل رئيسي في جنوب غرب الصين ، مثل شمال غرب يونان ، غرب سيتشوان ، التبت ، ومناطق أخرى ، يعمل جذرها المجفف كبديل محلي لأنجليكا1. غالبا ما يستخدم الجذر ، المعروف برائحته ، كتوابل للحساء ، وتساهم الأوراق ، التي يشار إليها باسم الكرفس التبتي ، في الأطباق اللذيذة. وبالتالي ، فإن Vicatia thibetica لها أهمية ليس فقط كنبات طبي فريد ولكن أيضا كمصدر للغذاء في التبت.
تشير الأبحاث المحلية والدولية إلى أن Vicatia thibetica تمتلك خصائص تنشيط الدم و qi (الطاقة أو الطاقة) ، وهي مفيدة لتنظيم الحيض. يتم استخدامه لمعالجة أعراض عسر الطمث غير المنتظم الناجم عن الخفقان ونقص الدم ، ويظهر تأثيرات دوائية مثل تنظيم مضادات الأكسدة لمناعة الجسم2. أظهر مستخلص الكحول من Vicatia thibetica القدرة على استعادة كتلة الجسم ومؤشر الأعضاء في الفئران التي تعاني من نقص المناعة الناجم عن سيكلوفوسفاميد. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يزيد من نشاط ديسموتاز الفائق في المصل ويقلل من محتوى malondialdehyde ، مما يشير إلى تحسن في قدرة مضادات الأكسدة وتأثير متوازن على بيروكسيد الدهون 2,3. في الوقت نفسه ، فإنه يعزز عدد خلايا الدم والهيموجلوبين ، والذي لا يعكس بشكل موضوعي وظيفة المكونة للدم في الجسم فحسب ، بل يلعب أيضا دورا مهما في جهاز المناعة 2,3.
Umbelliferone ، الذي يتميز بالبلورات الدائرية والطعم المر ، يمتلك وزنا جزيئيا صغيرا ، وهو متقلب ، ويمكن تقطيره بالبخار. يتسامى بسهولة ، وله قابلية ذوبان منخفضة في الماء ، وقابلية عالية للذوبان في المواد العضوية. كأحد المكونات الكيميائية الرئيسية ل Vicatia thibetica ، يظهر umbelliferone تأثيرات مناعية على المناعة الخلوية ، والمناعة الخلطية ، والمناعة غير المحددة في نماذج الفئران المثبطة للمناعة التي يسببها الهيدروكورتيزون 4,5.
يتم التعبير عن جزيء سطح الخلية CD40 ، وهو عضو في عائلة مستقبلات عامل نخر الورم ، على نطاق واسع في الخلايا المناعية6. ليجنده المتماثل ، CD154 ، المعروف أيضا باسم CD40L ، هو بروتين عبر غشائي من النوع الثاني يتم التعبير عنه بواسطة الخلايا الليمفاوية التائية المنشطة. تنشيط CD40 لديه القدرة على تنظيم التعبير عن جزيئات التحفيز المشترك على سطح الخلايا المتغصنة (DC) والوحيدات. تعزز هذه العملية وظيفة عرض المستضد لجزيئات معقد التوافق النسيجي الرئيسي (MHC) وتنشط خلايا CD8 + T7.
تلعب البلاعم دورا مهما في تكوين وتنظيم البيئة المكروية للورم ، ويمكن أن يعزز تنشيط CD40 إعادة تشكيل البيئة المكروية للورم بواسطة البلاعم8. يؤثر تنشيط إشارة CD40 بشكل كبير على تكاثر الخلايا البائية وتنشيطها. يمكن للخلايا البائية، عند تنشيطها بواسطة CD40، أن تعمل كخلايا فعالة لمولد الضد. أنها تقدم المستضدات ، وتوليد نشاط الخلايا التائية المستجيبة ، وبالتالي المساهمة في الآثار المضادة للورم9. علاوة على ذلك ، يمكن أن يؤدي تنشيط CD40 في الخلايا السرطانية إلى موت الخلايا المبرمج ويمنع نمو الورم10. يقوم CD40 في المقام الأول بتحويل الإشارات عن طريق التحكم في نشاط كينازات بروتين التيروزين غير المستقبلة ، بما في ذلك Lyn و Fyn و Syk وغيرها. بالإضافة إلى ذلك ، لديه القدرة على تحفيز بروتينات Bcl-xL و Cdk4 و Cdk6 ، وتنشيط عوامل النسخ Rel / NF-kB ، وفسفرة CG-2 و PI3K10.
تستخدم طريقة مضان المسح التفاضلي (DSF) على نطاق واسع لتقييم تأثير الظروف البيئية المختلفة ، مثل تكوين المخزن المؤقت ودرجة الحرارة وروابط الجزيئات الصغيرة ، على الاستقرار الحراري لهياكل البروتين. الصبغة شائعة الاستخدام ل DSF هي صبغة برتقالية حساسة للبيئة وكارهة للماء. في ظل الظروف العادية ، يتم طي بنية البروتين ، وإخفاء الجزء الكارهة للماء داخليا. مع ارتفاع درجة الحرارة ، تصبح المنطقة الكارهة للماء في البروتين أكثر تعرضا ، مما يؤدي إلى انهيار تدريجي لبنية البروتين الطبيعي. ترتبط الصبغة بشكل انتقائي بهذا الجزء المكشوف من البروتين ، مما يؤدي إلى تضخيم مضانها. ثم يتم حساب قيم Tm من خلال مراقبة التغيرات في اكتشاف إشارة التألق11. إلى حد ما ، يمكن للاختلافات في قيم Tm قياس التحولات في استقرار البروتين بسبب الطفرات أو التغيرات في المخازن المؤقتة أو ربط الرباط. علاوة على ذلك ، يمكن أن يشير إلى تغييرات هيكلية أثناء عملية طي البروتين12. يقدم هذا النهج بيانات دقيقة ، ونطاق واسع لدرجة الحرارة ، وحساسية عالية ، والحد الأدنى من فقدان عينة البروتين13.
في هذه الدراسة ، تم إجراء تحديد التألق باستخدام قارئ الصفائح الدقيقة الفلورية بدلا من جهاز تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي الفلوري (PCR). يتيح هذا التعديل اكتشاف DSF في المختبرات التي تفتقر إلى أداة PCR الكمية الفلورية ، مما يجعل الطريقة أقل تعقيدا ويقلل من الخطوات المطلوبة لإعداد الجهاز ، وبالتالي تبسيط العملية التجريبية. ومع ذلك ، هناك بعض العيوب لهذا النهج. بينما يتم تقليل التعقيد ، يصبح الإجراء أكثر تعقيدا. يعد الكشف اليدوي عن التألق في درجات حرارة مختلفة أمرا ضروريا ، ولا يمكن تحقيق التجميع التلقائي والمستمر للتألق من النظام. وهكذا ، استخدمت هذه الدراسة تقنية DSF لاستكشاف التفاعل بين بروتين CD40 وأومبيليفيرون ، مما يوفر رؤى جديدة حول الآليات الجزيئية للطب التبتي.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
تم إدخال المحلول المركب ومحلول البروتين والصبغة في محلول PBS. بعد ذلك ، خضعت العينات للتسخين التدريجي باستخدام حمام جاف يهز التدفئة الرقمية ، وتم تقييم الاستقرار الحراري للبروتينات عن طريق قياس التغير في شدة التألق داخل النظام المعقد. الخطوات التفصيلية موضحة أدناه ، ويوضح الشكل 1 نظرة عامة على البروتوكول.
1. إعداد الحل
2. اختبار أداء الصبغة
3. الكشف عن ذوبان درجة الحرارة (Tm) للبروتين
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
أظهرت الصبغة البرتقالية باستمرار إثارة مضان مستقرة عند Ex = 470 نانومتر و Em = 570 نانومتر ، سواء في درجة حرارة الغرفة أو درجات الحرارة المرتفعة. تم تحديد نسبة التخفيف المثلى 1: 500 (الشكل 2 أ ، ب). ثبت أن الكشف عن قيمة Tm يمثل تحديا عندما كان تركيز بروتين CD40 أقل من 15 ميكروغرام ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
DSF ، المعروف أيضا باسم مقايسة التحول الحراري أو مقايسة التألق الحراري ، هو تقنية تستخدم للكشف عن عملية تمسخ البروتينات الحرارية في العينات من خلال مراقبة التغيرات في إشارة التألق لعينة الاختبار أو الصبغة أثناء زيادة درجة الحرارة البطيئة والمبرمجة. تم إنشاء DSF في البداية بواسطة Pantoliano
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
نعرب عن خالص تقديرنا للدعم المالي الذي تلقيناه من مشروع بناء الدلالة للخطة الخمسية الرابعة عشرة لجامعة الطب التبتي (2022ZYYGH12) ، والموضوعات المفتوحة لعام 2022 للمختبر الرئيسي للطب التبتي والتعليم الأساسي التابع لوزارة التعليم في جامعة الطب التبتي (ZYYJC-22-04) ، وبرنامج البحث والتطوير الرئيسي في نينغشيا (2023BEG02012) ، ومشروع تعزيز أبحاث Xinglin Scholar التابع لجامعة تشنغدو للطب الصيني التقليدي (XKTD2022013).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
CD40 protein | MedChemExpress | HY-P75408 | |
DMSO | Boster Biological Technology Co., Ltd | PYG0040 | |
FlexStation 3 multifunctional microplate reader | Shanghai Meigu Molecular Instruments Co., LTD | FlexStation 3 | |
OriginPro 8 software | OriginLab Corporation | v8.0724(B724) | |
Phosphate buffered saline (1x) | Gibco | 8120485 | |
SoftMax Pro 7.1 | Shanghai Meigu Molecular Instruments Co., LTD | SoftMax Pro 7.1 | |
SSYPRO orange dye | Sigma | S5942 | |
Umbelliferone | Shanghai Yuanye Biotechnology Co. | B21854 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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