在这个粒子中,我们引入了一个体外重组平台,它模仿线粒体内膜的脂质环境。该平台可用于研究线粒体内膜融合的分子机制。该技术的主要优点是,它允许定量研究在近本地环境中的整片膜蛋白和膜相关蛋白。
首先,根据手稿方向混合溶液 A 和 B,然后通过玻璃注射器将计算的存储溶液体积添加到琥珀小瓶中,生成脂质混合物。通过将额外的氯仿添加到小瓶中来匹配最终体积。将显微镜盖玻璃在 520 摄氏度下烘烤 30 分钟。
烘烤后,冷却至室温。搅拌时加入约10克氢氧化钠至500毫升甲醇。搅拌两小时,继续向溶液中加入氢氧化钠,直到沉淀开始显示。
在10%的硫酸钠溶液中清洁玻璃滑梯,用氢氧化钠饱和的甲醇和50毫摩尔盐酸,按顺序将幻灯片在每种条件下的声波洗30分钟。在每种情况下,用超纯水清洁玻璃滑梯 10 分钟。将清洁的盖玻璃密封在盐酸溶液中长达两周,以确保良好的双层质量。
使用氯仿和超纯水清洁朗穆尔-布洛杰特浸渍系统的聚四氟乙烯槽,直到未观察到湿润。在槽面上喷洒氯仿,用纤维素湿巾彻底擦拭三次,然后用超纯水冲洗三次,然后通过吸水去除水。完成后,用干净的超纯水覆盖槽表面。
从清洁溶液中拿两块表面处理的盖玻璃,用超纯水冲洗约 30 秒。使用基板夹将盖玻璃以背对背的方式放置,以固定玻璃滑梯。手动单击兰穆尔控制系统上的浸渍器,将玻璃滑梯浸入水面下方。
零膜平衡,并小心地在空气水界面上一滴一滴地铺开溶液B。确保脂质仅在空气水界面扩散,没有氯仿和脂质液滴沉入聚四氟乙烯表面的底部,这将形成脂质通道并防止单层形成。当薄膜平衡读数约为每米 15 到 20 毫微时,请停止添加脂质。
等待 10 到 15 分钟,然后启动屏障控制器,通过单击"开始实验"来更改表面积。等待薄膜平衡读数升高至每米 37 毫纽顿,并保持大约 20 到 30 分钟的压力。将盖玻璃以每分钟 22 毫米的速度升起,同时保持表面张力为 37 毫纽顿/米。
带聚合物系绳的脂质单层通过Blodgett浸渍工艺从空气水界面转移到盖玻璃表面,形成脂质双层层的底部传单。通过吸气清洁空气水接口,然后用超纯水冲洗槽。用氯仿、乙醇和超纯水清洗单井玻璃滑梯后,将其放在水层下方的槽上。
确保井朝向空气水接口,倒入新鲜的超纯水,直到玻璃滑梯完全覆盖,然后如前所述,将玻璃滑梯浸入水面下。使用硅吸盘用脂质单层握住盖玻璃,轻轻将脂质单层推到空气水界面。将盖玻璃在界面上握住两到三秒钟,然后将其推到幻灯片上。
用盖板把幻灯片拿出来。将盖玻璃和双层到荧光显微镜,根据文本手稿方向对脂质双层层进行成像。准备含有超纯水的结晶盘,并在盘子下面放置一个干净的显微镜图像环。
浸入这张幻灯片和盖玻璃,其中含有水底下的脂质双层玻璃。轻轻地将幻灯片和盖板分开,将盖板幻灯片从底部按住,然后将盖板玻璃转移到图像环中。用双三氯化钠缓冲液替换图像环中的超纯水,确保脂质双层层不会暴露于任何气泡。
将1.1纳米摩尔n-八基-β-葡萄糖-甲酸酯加入脂质双层层,然后立即将1.2纳米摩尔DDM和1.3个纯化L-OPA1的混合物加入图像环中。在低速的台式摇床上孵育样品两小时。将 30 毫克 SM-2 树脂珠分到三毫升双三分之一缓冲液中,然后摇动。
使用塑料移液器将 5 至 10 微升 SM-2 树脂珠添加到图像环中,并孵育 10 分钟,然后冲洗树脂珠。图像环中缓冲区的最终体积应为 1.5 毫升。在氯仿溶液中准备一毫克脂质混合物 A,然后在氮流下蒸发氯仿20分钟。
将混合物在真空下过夜,形成脂质膜。在 50 毫升 1.5 摩尔氢氧化钠溶液中溶解 15.56 克钙素,以补充含有缓冲液的 50 毫摩尔钙。在室温下搅拌混合物,直到钙化物完全溶解。
加入12.5毫摩尔二三和超纯水,最终体积为500毫升,并将pH调至7.5。在含有缓冲液的钙化物中分配脂质膜,然后在65摄氏度下加热悬浮液20分钟,使脂质完全合合。通过聚碳酸酯膜的挤出形成200纳米脂质体。
在0.5微摩尔DDM中加入两微克L-OPA1,2.2毫克脂体,在4摄氏度下孵育溶液1.5小时。用透析去除表面活性剂,用3.5千吨透析盒对250毫升25毫升的二分之二,150毫升氯化钠,和50毫摩尔钙缓冲液在4摄氏度过夜,改变缓冲液两次。使用 PD10 脱盐列删除额外的钙化物,然后按照文本手稿中所述进行成像和数据分析。
此处显示了脂质双层的荧光显微镜图像及其脂质流动性。脂质分布在照片漂白前和之后显示,均匀性在重组前和重组后显示。L-OPA1重组和脂质双层通过荧光相关光谱或FCS进行验证。
FCS 曲线表明,75% 的 L-OPA1 被重组到脂质双层层中,表明 L-OPA1 在聚合物系绳脂双层中自由扩散,具有自组装成功能复合物的潜力。荧光步漂白表明,在给定的脂体中平均重组了两到三份L-OPA1。使用DLS重组后对L-OPA1重组蛋白体的大小分布进行了测试,并使用FCS进行了验证。
使用TIRF显微镜观察脂质双层表面的德州红信号,监测膜系绳。膜脂质脱混或半液通过德州红监测,脂质体标记扩散到脂质双层。钙化物去淬火有助于区分完全融合孔径的形成和仅脂质脱混,从而可以比较粒子在半边输液时停止的条件和进入完全融合的粒子。
膜系绳由脂质体的稳定脂质信号表示,输液信号在钙蛋白信号中没有脱吸,但德州红信号的快速衰减表明染料扩散到脂质双层。完全融合的特点是脂质衰变和内容释放。尝试这种颗粒时,请记住彻底清洁盖玻璃和朗穆尔槽,以确保制造高质量的两层。
良好的空气质量对于防止双层缺陷也至关重要。这项技术为我们探索线粒体膜动力学和组织的新问题铺平了道路。令人兴奋的未来实验包括探索双层不对称、膜电位和疾病相关突变体在线粒体内膜动力学中的影响。