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Method Article
Many predicted (phospho)lipases are poorly characterized with regard to their substrate specificities and physiological functions. Here we provide a protocol to optimize enzyme activities, search for natural substrates, and propose physiological functions for these enzymes.
微生物产生的那些,以使可用于生物体外部基板分泌(磷)的脂酶广泛光谱。另外,其他(磷酸)脂肪酶可以在物理上与生产菌引起的内在脂质的营业额,并经常引起细胞膜的重塑有关。虽然势(磷)的脂肪酶可以用数目的算法时该基因/蛋白质序列可用来预测,经常没有获得的酶的活性,底物特异性,和潜在的生理功能的实验证据。这个手稿描述的测定条件与未知底物特异性,以及如何利用这些优化条件下在搜索用于相应(磷)的脂肪酶的天然底物准(磷)的脂肪酶的最优化。采用人工发色底物,如对硝基苯衍生物,可有助于检测小为在标准条件下的预测(磷)的脂肪酶的酶活性。具有遇到这样的次要的酶活性,酶测定法的不同参数可以在为了获得人造基底的更有效的水解而变化。已确定在其下的酶工作良好的条件之后,各种潜在天然底物应测定其降解,其可以采用不同的层析方法进行随后的处理。底物特异性为新酶的定义,通常提供假设这些酶,然后可通过实验测试的潜在生理作用。遵循这些指导原则,我们能够确定降解磷脂酰胆碱磷酸胆碱到甘油二酯和,在膜中生长时的磷限制条件细菌根瘤菌重塑的关键一步磷脂酶C(SMc00171)。两个预测patatin-就像有机体一样的磷脂酶(SMc00930和SMc01003),我们可以重新确定自己的底物特异性和澄清SMc01003是甘油二酯脂肪酶。
基于甘油脂质,如三酰甘油和(甘油)磷脂构成了重要的可能是最知名的类脂质1。三酰基甘油(变量)的脂肪或油,其通常用作存储脂类,因此作为潜在的能量和碳的来源。标签可以通过脂肪酶,这是经常被生产菌分泌的消化外部变量并使它们可作为碳源退化。另外,脂肪酶已经被广泛地研究,多年来,由于其重要的生物技术应用2。
由于它们的两亲性质及其近圆筒状的形状,(甘油)磷脂展览成膜性,通常构成了双层膜3的主要类脂组分。在简单的微生物,如细菌大肠杆菌中,只有三个主要头组的变体,磷脂酰甘油(PG),心磷脂(CL),和phosphatidylethanolamine(PE)遇到,尽管人们应该知道,他们中的每一个都可以用在sn相当数量的不同脂肪酰基链的-1或SN -2位置引起大量不同分子种类4的被取代。其他细菌可能具有除了或代替其他磷脂。例如, 苜蓿中华根瘤菌 ,土壤细菌,其能够形成与豆科苜蓿( 紫花苜蓿 )一个固氮根瘤共生,包含除了PE的第二两性离子磷脂,磷脂酰胆碱(PC),5。另外,不含有脂质磷或甘油可能是细胞膜的两亲性并形成部分。例如,在磷限制生长条件下,在S根瘤菌 ,(甘油)磷脂主要由膜脂质不包含磷, 即,硫脂,鸟氨酸脂质和diacylglyceryl trimethylho取代moserine(DGTS)6。在细菌中,DGTS从二酰甘油(DAG)在一个两步通路7形成,但是对于DAG生成源不明确。脉冲追踪实验表明个人电脑可能是DGTS 8的前体,并使用在这个手稿,我们可以识别磷脂酶C(PLCP,SMc00171)中描述的方法,该方法是磷限制性的条件下形成并且可PC转换为DAG和磷酸8。
在另一项研究中,我们发现,酰基-CoA合成酶(FADD)S的缺陷型突变体进入生长9的固定相时的根瘤菌或大肠杆菌积累游离脂肪酸。尽管这些脂肪酸似乎是从膜脂质衍生自游离脂肪酸或解放出来的酶的确切来源没有已知的。再次,采用的策略在这个手稿概述,二patatin启动类10(磷)的脂肪酶(SMc00930和SMc01003),该对S中形成的游离脂肪酸贡献根瘤菌 11进行了预测。令人惊讶地,SMc01003使用的DAG作为底物将其转换为单酰甘油和最后甘油和游离脂肪酸11。因此,SMc01003是DAG脂肪酶(DGLA)。
虽然用于预测潜在(磷)存在一些算法脂酶12,13,它们的精确的功能和生理作用通常是不知道的。在这里,我们勾勒出一个协议,克隆和过度预测的或潜在的(磷)的脂肪酶。这份手稿解释酶检测如何开发和利用人工色底物的过度表达(磷)脂肪酶进行了优化。我们提供的例子,这些研究结果可能如何与优化的酶测定可遇到的实际(磷酸),酶底物,以及如何丰富我们的微生物生理学的理解。
1.克隆和过度表达结构基因的脂肪酶预测
2.准备无细胞蛋白提取物和确定蛋白质浓度
3.使用人工基质用于优化酶的(磷)的脂肪酶活动
图1. 对 硝基苯酯在分光光度测定法(磷)的脂肪酶作为人工基质。当对硝基苯酯的水解,酸(R-OH)和对硝基苯酚( 对 -NP)形成。由于pK a为= 7.2酚类的 H +从对 -NP解离,在pH> 9.2的99%以上是在明亮的黄色p -nitrophenolate形式和18000 M -1 cm的摩尔消光系数- 1可以在波长使用为游离对 -nitrophenolate 22的量化405纳米。当使用具有pH为8.5缓冲,吸收在400 nm和14500 M -1厘米的摩尔消光系数确定-1采用23。 请点击此处查看该图的放大版本。
注:在已经确定的最佳条件为所关注的酶的活性,踏上寻求本脂肪酶的实/生理底物。原则上,利用2个,经常补充,方法来实现这个目标, 在体内方法或体外方法。
4.一脂肪酶的生理底物的体内鉴定
ove_content">注意: 在体内的方式,表达了在宿主生物体8,11感兴趣的脂肪,才能随着时间的推移脂肪酶的表达是否改变了host's血脂登记在另一个体内的方法,生成突变体缺乏兴趣8,11的基因并研究其脂质分布是否是由野生型版本6,8,11是不同的。为了得到生物体的脂质分布的定量评估,一个简单的方法包括放射性标记细胞化合物,提取脂质,通过色谱法将它们分离,并量化放射性标记的分离脂质。5.脂肪酶的生理底物的体外鉴别
注意:在体外的方法,研究感兴趣的脂酶能否分离脂质或各个纯脂质的混合物转化成相应的hydrolysis产品在3.2定义为最佳的条件下进行。
PC专用磷脂酶C SMc00171的活性的双- 对 硝基苯磷酸酯
从大肠杆菌获得的无细胞提取物大肠杆菌 BL21(DE3)×pLysS中,其中有smc00171表达,进行了研究它们对水解二- 对硝基苯基磷酸酯的能力,使用分光光度酶促测定法中,测量形成p -NP。没有水解活性是?...
在过去的20年中,许多生物基因组研究已经被测序,虽然丰富的基因组序列数据已经产生,功能解释相对滞后,因此阻碍了我们的基因组功能的认识。在基因组中的基因功能的基础上相似已知功能或保守的基序的发生基因经常被分配。然而,给定基因的精确功能往往不是公知的。尤其,预计酶的结构基因不能由组学技术容易地探索由于这样的事实,大部分酶催化涉及两个基板和两个产品的复杂的?...
作者什么都没有透露。
这项工作是由(在InvestigaciónCientíficaBASICA在Investigación连接国界德拉西恩西亚82614,153998,253549和178359以及118),并从提高妇女地位总署德从理事会全国国立科学城ŸTECNOLOGIA - 墨西哥(国家科学技术委员会和墨西哥)资助项目Asuntos去个人Académico-国立自治大学墨西哥(DGAPA,墨西哥国立自治大学; PAPIIT IN202616,IN203612)。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Chloroform | JT Baker | 9180-03 | TLC analysis & Lipid extraction |
Methanol | JT Baker | 9070-03 | TLC analysis & Lipid extraction |
Acetic Acid | JT Baker | 9507-05 | TLC analysis & Lipid extraction |
Hexanes | JT Baker | 9309-02 | TLC analysis & Lipid extraction |
Diethylether | Sigma | 32203 | Enzymatic assays |
bidistilled water | ANY | NA | Enzymatic assays |
Tris Base | Sigma | T-1503 | Enzymatic assays |
HCl | Baker | 9535-02 | Enzymatic assays |
NaCl | Baker | 3624-01 | Enzymatic assays |
Triton X-100 | Sigma | X-100 | Enzymatic assays |
LB broth | ANY | NA | Bacterial growth, 10 g tryptone + 5 g yeast extract + 10 g NaCl per liter of bidistilled water |
tryptone | Becton Dickinson and Company | 211705 | Bacterial growth |
yeast extract | Becton Dickinson and Company | 212750 | Bacterial growth |
TY broth | ANY | NA | Bacterial growth, 8 g tryptone + 3 g yeast extract + 66 mg CaCl2·2H2O per liter of bidistilled water |
CaCl2·2H2O | Baker | 1332-01 | Enzymatic assays |
isopropyl-β-D-thiogalactoside (IPTG) | Invitrogen | 15529-019 | Bacterial growth |
Diethanolamine | Sigma | D-8885 | Enzymatic assays |
MnCl2 | Sigma | 221279 | Enzymatic assays |
Phospholipase A2 snake venom | Sigma | P0790 | Enzymatic assays |
Phospholipase C Clostridium perfringens | Sigma | P7633 | Enzymatic assays |
Bis-p-nitrophenyl phosphate | Sigma | 07422AH | Enzymatic assays |
p-nitrophenyl stearate | Sigma | N3627 | Enzymatic assays |
p-nitrophenyl dodecanoate | Sigma | 61716 | Enzymatic assays |
p-nitrophenyl decanoate | Sigma | N0252 | Enzymatic assays |
p-nitrophenyl palmitate | Sigma | N2752 | Enzymatic assays |
p-nitrophenyl butyrate | Sigma | N9876 | Enzymatic assays |
p-nitrophenyl octanoate | Sigma | 21742 | Enzymatic assays |
Acetic Acid, sodium salt [1-14C] | Perkin Elmer | NEC084 | Bacterial growth |
dimethylsulfoxide (DMSO) | JT Baker | 9224-01 | Enzymatic assays |
Aluminium HPTLC silica gel 60 plates. Silica gel HPTLC plates size 20 x 20 cm, 25 sheets. | Merck | 105547 | TLC analysis & Lipid extraction |
Spectrometer UV/VIS Lambda 35 | Perkin Elmer | NA | Enzymatic assays |
Storm 820 Phosphorimager | Molecular Dynamics | NA | Photostimulable Luminescence scanner |
Multipurpose Scintillation Counter | Beckman Coulter | NA | Radioactivity Quantification |
French Pressure Cell | ThermoSpectronic | NA | Breakage of cells |
chromatography paper 3MM Chr | Whatman | 3030917 | TLC analysis |
Sinorhizobium meliloti 1021our | reference 11 | studied strain | |
Escherichia coli BL21 (DE3) pLysS Competent cells | Novagen | 69451 | protein expression strain |
pET9a vector | Novagen | 69431 | protein expression vector |
pET17b vector | Novagen | 69663 | protein expression vector |
sterile polystyrene round-bottom tube (14 ml) Falcon | Becton Dickinson | 352057 | radiolabeling of bacterial cultures |
polypropylene microcentrifuge tubes (1.5 ml) | Eppendorf | 30125.15 | Enzymatic assays |
1,2-dipalmitoyl-sn-glycerol | Sigma | D9135 | lipid standard |
L-α-phosphatidylcholine, dipalmitoyl | Sigma | P6267 | lipid standard |
DL-α-monopalmitin | Sigma | M1640 | lipid standard |
palmitic acid | Sigma | P0500 | lipid standard |
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