Diese Arbeit wurde vom National Institutes of Health Zuschuss GM086822 und National Science Foundation Großforschungseinrichtungen Instrumentation Grant DBI-0960313 gefördert. Die Autoren bedanken sich bei Dr. danken. Jon Miyake &amp; Donna Hardy (Bio-Rad) und Jennifer Loertscher (Seattle University) für ihre fachliche Unterstützung. Wählen Chromatographiereagenzien und ergänzende Instrumente wurden großzügigerweise von Bio-Rad zur Verfügung gestellt.

<ol>
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Wählen Chromatographiereagenzien und ergänzende Instrumente wurden von Bio-Rad zur Verfügung gestellt.

Flüssigchromatographie Techniken wurden von unschätzbarem Wert zur Herstellung von hoch gereinigten Proteinen notwendig für die Durchführung von immunologischen 6, biochemische 7, 8 und strukturelle Studien nachgewiesen. HIC Reinigungsverfahren meist eine empirische Bestimmung einer bevorzugten Medium und Ligandenstruktur, Ligandendichte, und Matrix Wulst Eigenschaften alle haben gezeigt, dass chromatographischen Ergebnissen 2, 3 auswirken. Automatisierte Spalte Scouting ist ein effizienter Ansatz für die Auswahl eines HIC-Medium für die spätere Optimierung und Reinigung von Proteinen 4. Die automatisierte Spalte Scouting vorgestellte Methode kann leicht an verschiedene HIC Proteinreinigung Strategien angepasst werden. Änderungen der Salzkonzentration, die Wahl von Salz, Salzgradienten und pH-Wert kann weiter zu verbessern Reinigungsbedingungen, und die Wirkungen der Variation dieser wichtigen Parameter wurden bereits 13,14 Bewertung. HIC Eluats, das eine teilweise gereinigte Ziel proteIn kann weiter gereinigt werden unter Verwendung eines komplementären chromatographischen Technik, z. B. Ionenaustauschchromatographie (IEX) oder Gelfiltration / Größenausschlusschromatographie 9,10. Aufgrund seiner einzigartigen Licht-Absorption und Emission Eigenschaften kann das Elutionsprofil von GFP identifiziert mit In-Line-und Nachlauf Ansätze werden. Zu diesem Zweck kann das Protokoll weiter zur Reinigung von rekombinanten GFP-Fusionsproteine ​​angepasst werden, bei dem eine unabhängige Zielprotein &quot;Tag&quot; mit GFP. GFP-markierten Target-Proteine ​​können mit UV-Licht 11 und unter Verwendung verschiedener chromatographischer Methoden, einschließlich der HIC Reinigungsstrategie oben beschrieben detektiert werden. GFP Reinigung ist auch zu einem pädagogischen Grundnahrungsmittel in Biochemie-Labors für die Lehren der modernen Wissenschaft Techniken Protein 12. Während grundlegende HIC Proteinreinigung können unter Verwendung eines im wesentlichen weniger robust Chromatographie sy werdenStamm weist die Instrumentierung hier vorgestellten eine Reihe von Vorteilen zur Erlangung günstige Ergebnisse zu unterstützen. Bemerkenswerte Vorteile der Verwendung eines hoch automatisiertes System umfassen die Run-to-Run Zustand Reproduzierbarkeit, Zeitersparnis verbessert, und verringert Chancen für Luft in das System 10 eingeführt werden. System-gesteuerten Puffer Mischung, die durch das System Maximalstelle erleichtert wird, ermöglicht eine erhöhte Konsistenz in Puffer Herstellung und experimentelle Reproduzierbarkeit. Zeichnung genügend Probe in die dynamische Last Probenschleife für alle Scouting läuft weiter eine Übereinstimmung der Probe, die zu jeder Spalte hinzugefügt und ermöglicht es beim sequentiellen läuft ohne Unterbrechung oder automatisch geladen. Kontrollierte Probeninjektion aus der Probenschleife auf die Säule sinkt Variabilität, die bei manueller Beladung Probe auftreten kann. Ein Paar von Spaltenauswahlleitungen Ventile ermöglichen aufeinanderfolgenden Probe läuft, von denen jeder mit einem anderen HIC-Säule, ohne das System replumb. Darstellende mul<html> ti-Wellenlängen-Analyse ist besonders vorteilhaft, wenn das Testen einer Protein mit einer einzigartigen spektrophotometrische Profil. Zusätzlich zu GFP kann Cytochromen, Flavoproteinen und anderen Häm-Proteinen von dieser Technik profitieren. Leitfähigkeit und pH-Überwachungseinrichtungen können für die Überprüfung der Echtzeit experimentellen Bedingungen. Split Bruchteil Eluat Sammlung ermöglicht eine verbesserte Bruchteil Handhabung und ermöglicht die einfache Übertragung für Post-Run Analysemethoden, die eine minimale Probenvolumen (zB ELISA, SDS-PAGE, Western Blot, und Experion Mikrofluidik-Elektrophorese) erfordern. Beim Betrieb der zweiten Fraktionssammler offline erfordert manuelle Synchronisation, ermöglicht es maximale Flexibilität bei der Auswahl Fraktionssammler. Die bedeutendsten Nachteile bei Verwendung eines solchen robusten Chromatographie-System für die HIC-Säule Scouting und Reinigung von Proteinen gehören die Anfangszeit und die Haushaltsausgaben mit Instrument Erwerb und Bedienerschulung assoziiert. t &quot;&gt; Das hier vorgestellte Protokoll nutzt eine Bio-Rad DuoFlow Chromatographie-System;. aber ebenso robuste Messgeräte anderer Hersteller, wie zB die ÄKTA Avant von GE Healthcare, können ebenfalls verwendet werden und sind in der Lage gleichwertige Ergebnisse sogar vergleichbar Chromatographie-System haben einzigartige Eigenschaften (z. B. Methode der Programmierung Komponente Nomenklatur, der Präferenz des Betreibers und Skalierbarkeit Einschränkungen), die vor Einleitung einer Reinigungsprozedur oder Instrument Erwerb berücksichtigt werden sollten.

<table border="1"><tbody><tr><td> Name des Reagenzes </td><td> Firma </td><td> Katalog-Nummer </td><td> Kommentare (optional) </td></tr><tr><td> <a href="http://www.bio-rad.com/prd/en/US/adirect/biorad?cmd=BRCatgProductDetail&productID=223301" target="_blank">BioLogic DuoFlow Pathfinder 20 System</a> </td><td> <a href="http://www.bio-rad.com/" target="_blank">Bio-Rad</a> </td><td> <a href="http://www.bio-rad.com/prd/en/US/adirect/biorad?cmd=BRCatgProductDetail&productID=223301" target="_blank">7602257</a> </td><td> Inklusive System Maximizer, Mixer, F10-Workstation, AVR7-3 Ventil, Quadtec UV / Vis-Detektor mit Durchflusszelle, BioFrac Fraktionssammler, BioLogic Software und Starter-Kit </td></tr><tr><td> <a href="https://www.bio-rad.com/prd/en/US/adirect/biorad?cmd=catProductDetail&isFromSearch=true&productID=760-0408&vertical=LSR&parentCategoryGUID=22c495f1-36ff-44a3-9140-ee7e54d0b1ba" target="_blank">Avr9-8-Stream-Ventil wählen</a><html></td><td> <a href="http://www.bio-rad.com/" target="_blank">Bio-Rad</a> </td><td> <a href="https://www.bio-rad.com/prd/en/US/adirect/biorad?cmd=catProductDetail&isFromSearch=true&productID=760-0408&vertical=LSR&parentCategoryGUID=22c495f1-36ff-44a3-9140-ee7e54d0b1ba" target="_blank">7600408</a> </td><td> Hochdruckventil, 9-Port, 8-Stellung, 3500 psi (233 bar) begrenzen, zur Verwendung mit biologischen System DuoFlow </td></tr><tr><td> Umschaltventil SV3T-2 </td><td> <a href="http://www.bio-rad.com/" target="_blank">Bio-Rad</a> </td><td> 7600410 </td><td> Magnetventil, 3-Port, 2-Stellung, 30 psi (2 bar) begrenzen, zur Verwendung mit biologischen System DuoFlow </td></tr><tr><td> Stream-Verteilerventil </td><td> <a href="http://www.bio-rad.com/" target="_blank">Bio-Rad</a> </td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tical LSR = &amp; = parentCategoryGUID 22c495f1-36ff-44a3-9140-ee7e54d0b1ba &quot;target =&quot; _blank &quot;&gt; dynaloop 25 Kit </td><td> <a href="http://www.bio-rad.com/" target="_blank">Bio-Rad</a> </td><td> <a href="https://www.bio-rad.com/prd/en/US/adirect/biorad?cmd=catProductDetail&isFromSearch=true&productID=750-0451&vertical=LSR&parentCategoryGUID=22c495f1-36ff-44a3-9140-ee7e54d0b1ba" target="_blank">7500451</a> </td><td> Sliding-Kolben-Probenschleife Kit enthält 25 ml dynaloop Gleitkolben Schleife, dynaloop Teilesatz (# 750-0450) </td></tr><tr><td> <a href="https://www.bio-rad.com/prd/en/US/LSR/PDP/ec82e7b4-919e-428b-ac03-9adf1f50a48e/BioFractrade_Fraction_Collector" target="_blank">BioFrac Fraktionssammler</a> </td><td> <a href="http://www.bio-rad.com/" target="_blank">Bio-Rad</a> </td><td> <a href="https://www.bio-rad.com/prd/en/US/LSR/PDP/ec82e7b4-919e-428b-ac03-9adf1f50a48e/BioFractrade_Fraction_Collector" target="_blank">7410002</a> </td><td> Zwei Bruchteil col<html> Lektoren eingesetzt </td></tr><tr><td> <a href="https://www.bio-rad.com/prd/en/US/adirect/biorad?cmd=catProductDetail&isFromSearch=true&productID=741-0088&vertical=LSR&parentCategoryGUID=ec82e7b4-919e-428b-ac03-9adf1f50a48e" target="_blank">BioFrac Mikroplatten-Drop-Kopf-Adapter</a> </td><td> <a href="http://www.bio-rad.com/" target="_blank">Bio-Rad</a> </td><td> <a href="https://www.bio-rad.com/prd/en/US/adirect/biorad?cmd=catProductDetail&isFromSearch=true&productID=741-0088&vertical=LSR&parentCategoryGUID=ec82e7b4-919e-428b-ac03-9adf1f50a48e" target="_blank">7410088</a> </td><td></td></tr><tr><td> <a href="https://www.bio-rad.com/prd/en/US/adirect/biorad?cmd=catProductDetail&vertical=LSR&country=US&lang=en&productID=741-0017" target="_blank">BioFrac Mikrotiterplatte Adapter</a> </td><td> <a href="http://www.bio-rad.com/" target="_blank">Bio-Rad</a> </td><td>&amp; Country = US &amp; lang = de &amp; ProductID = 741-0017 &quot;target =&quot; _blank &quot;&gt; 7410017 </td><td></td></tr><tr><td> <a href="https://www.bio-rad.com/prd/en/US/adirect/biorad?cmd=catProductDetail&isFromSearch=true&productID=750-0202&vertical=LSR&parentCategoryGUID=c140016b-1958-4a91-be4c-8645a4c8204f" target="_blank">UV-Optik-Modul</a> </td><td> <a href="http://www.bio-rad.com/" target="_blank">Bio-Rad</a> </td><td> <a href="https://www.bio-rad.com/prd/en/US/adirect/biorad?cmd=catProductDetail&isFromSearch=true&productID=750-0202&vertical=LSR&parentCategoryGUID=c140016b-1958-4a91-be4c-8645a4c8204f" target="_blank">7500202</a> </td><td></td></tr><tr><td> <a href="https://www.bio-rad.com/prd/en/US/adirect/biorad?cmd=catProductDetail&isFromSearch=true&productID=760-1331&vertical=LSR&parentCategoryGUID=c4095dc1-9260-4431-b066-823b050048c8" target="_blank">Halogenlampe</a> </td><td> <a href="http://www.bio-rad.com/" target="_blank">Bio-Rad</a> </td><td> &lt;<html> ein target = &quot;_blank&quot;&gt; 7601331 </td><td></td></tr><tr><td> <a href="https://www.bio-rad.com/prd/en/US/adirect/biorad?cmd=BRCatgProductDetail&productID=220901" target="_blank">Econo Gradientenpumpe</a> </td><td> <a href="http://www.bio-rad.com/" target="_blank">Bio-Rad</a> </td><td> <a href="https://www.bio-rad.com/prd/en/US/adirect/biorad?cmd=BRCatgProductDetail&productID=220901" target="_blank">7319001</a> </td><td> Gradientenpumpe für Niederdruck-Reinigung von Proteinen, enthält Schläuche und Armaturen-Kit </td></tr><tr><td> <a href="https://www.bio-rad.com/prd/en/US/adirect/biorad?cmd=BRCatgProductDetail&productID=224301" target="_blank">Experion-System</a> </td><td> <a href="http://www.bio-rad.com/" target="_blank">Bio-Rad</a> </td><td>bio-rad.com/prd/en/US/adirect/biorad? cmd = BRCatgProductDetail &amp; ProductID = 224301 &quot;target =&quot; _blank &quot;&gt; 7007001 </td><td></td></tr><tr><td> <a href="https://www.bio-rad.com/prd/en/US/adirect/biorad?cmd=BRCatgProductDetail&productID=224101" target="_blank">Experion Pro260 Analysis Kit</a> </td><td> <a href="http://www.bio-rad.com/" target="_blank">Bio-Rad</a> </td><td> <a href="https://www.bio-rad.com/prd/en/US/adirect/biorad?cmd=BRCatgProductDetail&productID=224101" target="_blank">7007102</a> </td><td></td></tr><tr><td> HiTrap HIC-Säule Auswahl-Kit </td><td> GE Healthcare </td><td> 28-4110-07 </td><td> Inklusive 7 x 1 ml vorgepackte Säulen des HIC Medien für Scouting </td></tr><tr><td> GE Healthcare-to-Bio-Rad Spalte Armaturen </td><td> GE Healthcare </td><td> 18111251 und 18111257 </td><td></td></tr></tbody></table>

automated hydrophobic interaction chromatography column selection for use in protein purification

Im Gegensatz zu anderen chromatographischen Methoden zur Aufreinigung von Proteinen (zB Gelfiltration, Affinität und Ionenaustausch), hydrophobe Interaktions-Chromatographie (HIC) erfordert häufig experimentelle Bestimmung (so genannte Screening oder &quot;Scouting&quot;), um die am besten geeigneten chromatographischen Medium wählen zur Reinigung eines bestimmten Proteins 1. Die hier vorgestellte Methode beschreibt ein automatisiertes Konzept für Scouting für eine optimale HIC-Medien in Proteinreinigung verwendet werden. HIC trennt Proteine ​​und andere Biomoleküle aus einer rohen Lysat auf Unterschiede in der Hydrophobie der Basis. Ähnlich wie Affinitätschromatographie (AC) und Ionenaustauschchromatographie (IEX), HIC kann die Konzentration des Proteins von Interesse, da sie durch das chromatographische voranschreitet. Proteine ​​besten für die Reinigung durch HIC geeignet sind, umfassen solche mit hydrophoben Oberflächenbereiche und in der Lage, um die Exposition zu widerstehen, um Konzentrationen von mehr als 2 M Salz Munitionnium-Sulfat ((NH 4) 2 SO 4). HIC wird oft als ein Reinigungsverfahren für Proteine ​​fehlt ein Affinitäts-Tag gewählt und somit ungeeignet für Wechselstrom, und wenn IEX keine ausreichende Reinigung bereitzustellen. Hydrophobe Reste, die an das Protein binden Deckschicht zeitweilig in eine unpolare Liganden, der mit einem inerten, unbeweglich Matrix. Die Wechselwirkung zwischen Protein und dem Liganden sind stark abhängig von der Salzkonzentration des Puffers fließt durch die Chromatographiesäule, mit hohen Ionenkonzentrationen Stärkung der Protein-Ligand-Interaktion und dass das Protein unbeweglich (dh innerhalb der Säule gebunden) 2. Wie Salzkonzentrationen Abnahme, das Protein-Ligand-Wechselwirkung abführt, das Protein wieder wird mobil und von der Säule eluiert. Mehrere HIC Medien sind kommerziell erhältlich in vorverpackten Spalten, die jeweils eine von mehreren hydrophoben Liganden (zB S-Butyl, Butyl, Octyl und Phenyl) bei unterschiedlichen Dichten eine Agarose-Kügelchen mit einem spec vernetztIFIC Durchmesser 3. Automatisierte Spalte Scouting ermöglicht eine effiziente Methode zur Bestimmung des HIC-Medien für die Zukunft, mehr erschöpfend Optimierung Experimente verwendet werden sollte und Proteinreinigung läuft 4. Die spezifische Protein, das hier gereinigte rekombinante grün fluoreszierendes Protein (GFP), doch, kann dieser Ansatz zur Reinigung von anderen Proteinen, mit einem oder mehreren hydrophoben Oberflächenbereiche ausgebildet werden. GFP dient als nützliches Modell Protein aufgrund seiner Stabilität, einzigartige Licht Absorptionspeak bei 397 nm und Fluoreszenz, wenn sie mit UV-Licht 5 ausgesetzt. Bakterienlysates Wildtyp-GFP wurde in einem Hochsalz-Puffer hergestellt, geladen in einem Bio-Rad DuoFlow Mitteldruck-Flüssigkeits-Chromatographie-System und adsorbiert HiTrap HIC-Säulen, die unterschiedliche HIC Medien. Das Protein wurde von den Säulen eluiert und mittels in-line und Nachlauf Nachweisverfahren. Buffer Blending, dynamisches Probenschleife Injektion, sequentielle colUMN Auswahl, Multi-Wellenlängen-Analyse, und getrennte Fraktion angesehen Eluat erhöht die Funktionalität des Systems und Reproduzierbarkeit der experimentellen Ansatz.

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Automated Hydrophobic Interaction Chromatography Column Selection for Use in Protein Purification

Ein automatisiertes Verfahren zur Identifizierung von geeigneten hydrophoben Interaktionschromatographie (HIC) Medien, die in dem Verfahren der Proteinreinigung verwendet werden vorgestellt. Das Verfahren nutzt eine Mitteldruck-Flüssigkeits-Chromatographie-System einschließlich automatisierter Puffer Blending, dynamisches Probenschleife Injektion, sequentielle Spalte Auswahl, Multi-Wellenlängen-Analyse-und Split-Fraktion Eluat Sammlung.

Automatisierte Hydrophobe Interaktions-Chromatographie Spaltenauswahl für den Einsatz in Protein Purification

In contrast to other chromatographic methods for purifying proteins (e.g. gel filtration, affinity, and ion exchange), hydrophobic interaction ...

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Biology

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