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Dans cet article

  • Résumé
  • Résumé
  • Introduction
  • Protocole
  • Résultats
  • Discussion
  • Déclarations de divulgation
  • Remerciements
  • matériels
  • Références
  • Réimpressions et Autorisations

Résumé

The Tandem Affinity Purification (TAP) method has been used extensively to isolate native complexes from cellular extract, primarily eukaryotic, for proteomics. Here, we present a TAP method protocol optimized for purification of native complexes for structural studies.

Résumé

approches de purification d'affinité ont réussi à isoler des complexes indigènes pour la caractérisation protéomique. hétérogénéité structurelle et un degré d'hétérogénéité de la composition d'un complexe ne gênent généralement pas les progrès accomplis dans la réalisation de telles études. En revanche, un complexe destiné à la caractérisation structurale doit être purifié dans un état qui est à la fois de composition et de structure homogène ainsi qu'à une concentration plus élevée que celle requise pour la protéomique. Récemment, il y a eu des avancées significatives dans l'application de la microscopie électronique pour la détermination de structure de grands complexes macromoléculaires. Cela a accru l'intérêt dans les approches pour purifier des complexes indigènes de qualité et en quantité suffisante pour la détermination structurale par microscopie électronique. La méthode Tandem Affinity Purification (TAP) a été optimisé pour extraire et purifier une 18 sous-unité, ~ 0,8 MDa ribonucléoprotéine ensemble de levure bourgeonnante (Saccharomyces cerevisiae)

Introduction

De nombreux processus cellulaires majeurs sont réalisées par grandes protéines et protéines complexes ARN-1. Un goulot d' étranglement important pour la réalisation d' études biophysiques et structurelles de ces complexes est leur obtention d'une qualité appropriée (c. -à- homogénéité) et à une concentration appropriée. Isoler un complexe à partir d'une source naturelle présente de nombreux avantages, notamment en conservant les modifications post-transcriptionnel et / ou traductionnelles pertinentes des sous-unités et assurer l'assemblage complexe approprié. Cependant, de grands complexes cellulaires sont souvent présents dans une cellule à un faible nombre de copies et la purification doivent être hautement efficace et se produire dans des conditions physiologiques proches pour assurer l'intégrité complexe est maintenue. Purifier un complexe d'une source eucaryote est particulièrement difficile et peut être financièrement prohibitif. Ainsi, les stratégies ou les méthodes qui sont efficaces et donnent un complexe homogène sont très recherchés.

Une stratégie qui a étésuccès dans la purification des complexes natifs à partir de cellules eucaryotes pour leur caractérisation initiale est la méthode Tandem Affinity Purification (TAP) 2,3. La méthode TAP a été initialement conçu pour purifier une protéine native de la levure bourgeonnante (S. cerevisiae) dans un complexe avec l' interaction facteur (s) 2. Le procédé utilisé TAP deux étiquettes, chaque étiquette fusionnée en tandem à la même séquence de gène codant pour la protéine. Les étiquettes ont été choisies de manière à équilibrer le besoin pour une liaison étanche et sélective sur une résine d'affinité avec un désir de maintenir des conditions proches de la solution physiologique. Cet équilibre permet de préserver l'interaction stable (s) de la protéine marquée avec l'interaction facteur (s) pour la post-purification de caractérisation. L'étiquette TAP génomiquement intégré est placé à l'extrémité (C-terminale) d'un gène codant pour une protéine et est composée d'une séquence codant pour un calmoduline de liaison du peptide (PFC), suivie par la protéine A - une addition d'un peu plus de 20 kDa à la tagged protéine. CBP est courte, 26 acides aminés, et reconnues par la protéine de 17 kDa ~ calmoduline (CaM) , en présence de calcium avec un Kd de l'ordre de 10 -9 M 4. La balise protéine A est plus grand, composé de deux répétitions de 58 résidus avec un court lieur entre les répétitions. Chaque répétition d'acides aminés 58 est reconnu par l' immunoglobuline G (IgG) avec un Kd ~ 10 ~ 8 M 5. Entre ces deux balises a été incorporé un site de reconnaissance pour la protéase TEV, une endopeptidase du virus Tobacco Etch 6,7. Comme cela est illustré sur la figure 1, dans la première étape d'affinité du procédé TAP protéine marquée est liée à une résine d' IgG via la protéine A. La protéine marquée est éluée par sur une colonne de clivage lors de l'addition de la protéase TEV, spécifique au site de clivage entre les deux balises. Ceci est une étape nécessaire que l'interaction de l'IgG et la protéine A est très forte et ne peut être perturbée de manière adéquate sous des conditions de dénaturation de la solution. Faute d'un PrUne étiquette otein, la protéine est liée à la résine CaM en présence de calcium et on l' élue de cette résine avec addition de l'EGTA chélateur d'ions métalliques (éthylène glycol d'acide tétra - acétique) (figure 1).

Peu après l'introduction de la méthode TAP, il a été utilisé dans une étude à grande échelle pour générer une «carte» des interactions complexes dans S. 8 cerevisiae. Il est important, comme une conséquence de cet effort tout un cadre de levure TAP Tagged lecture ouvert (ORF) bibliothèque ainsi que TAP individuels marqués ORFs 9 sont disponibles à partir d' une source commerciale. Ainsi, on peut obtenir toute souche de levure avec une protéine étiquetée pour chaque complexe de levure. La méthode TAP a également stimulé des modifications ou des variations de la balise TAP, y compris: son utilisation pour la purification des complexes provenant d' autres eucaryotes, ainsi que des cellules bactériennes 10,11; la conception d'un "tag diviser", dans lequel la protéine A et CBP sont placés sur différentes protéines 12; et tags changés, de manière à tenir compte de la nécessité de l'enquêteur, telles que la sensibilité du complexe Ca2 + EGTA ou 13.

Les progrès récents dans les deux instruments et la méthodologie ont permis des avancées significatives dans l'application de la microscopie électronique (EM) pour la détermination de la structure, qui ont conduit à haute, près des images de résolution atomiques des complexes macromoléculaires 14. La résolution obtenue d'un complexe par EM, cependant, reste subordonnée à la qualité du complexe à l'étude. Cette étude a utilisé l'approche TAP tag pour purifier de S. cerevisiae U1 snRNP, un 18 sous-unité (~ 0,8 MDa) complexe ribonucléoprotéine faible nombre de copies qui fait partie de l'épissage 15,16. Un certain nombre de mesures ont été prises pour purifier ce complexe de telle sorte qu'il est homogène et d'une concentration adéquate. Les problèmes potentiels rencontrés à diverses étapes de la purification sont décrits et les stratégies prises pour surmonter challenges mis en évidence. Par soigneusement évaluer et d'optimiser les étapes de la purification, l'U1 snRNP purifié est d'une qualité et à une quantité appropriée pour coloration négative et électronique cryo microscopie études (cryo-EM). Un optimisé TAP méthode protocole pour la purification des complexes natifs pour des études structurales est décrit ici.

Protocole

Remarque: Le protocole suivant a été mis au point pour la purification d'un complexe de 4 litres de culture de cellules, environ 40 g de poids humide de cellules. Une fois préparé, tous les tampons doivent être conservés à 4 ° C et utilisés dans le mois de leur préparation. les inhibiteurs de la protéase et l'agent réducteurs ne sont ajoutés aux tampons juste avant d'utiliser.

1. Préparation de l'extrait de cellules entières pour Tandem Affinity Purification

  1. La croissance de S. cellules cerevisiae
    1. Streak TAP désiré marqué S. cerevisiae souche de stockage (-80 ° C) sur une peptone dextrose de levure (YPD) de la plaque. Incuber pendant 3 - 5 jours (30 ° C), jusqu'à ce que les cellules de levure apparaissent en blanc et mousseux.
    2. Inoculer une série d'environ 2 mm 2 des cellules fraîches de la plaque dans 10 ml de milieu YPD dans un polypropylène tube à centrifuger conique de 50 ml. Agiter le tube à 180 tours par minute (rpm) pendant la nuit (30m ° C).
    3. Inoculer 2 ml de plusculture de nuit et par litre de milieu YPD dans un 2 L Erlenmeyer ou fiole conique. Agiter à 180 tours par minute (30 ° C). Surveiller la croissance des cellules à une densité optique de 600 nm (DO 600) jusqu'à la phase logarithmique tardive, DO600 de 1,8 à 2, typiquement de 20 à 24 heures.
  2. Récolte S. cellules cerevisiae
    1. récolte des cellules par centrifugation à 5 400 xg pendant 15 min (4 ° C).
    2. décanter rapidement le surnageant et maintenir les cellules à 4 ° C ou sur la glace.
    3. Suspendre chaque litre de culot de cellules avec 2 ml réfrigéré tampon de lyse (10 mM de Tris-HCl, pH 8,0, NaCl 300 mM, KCl 10 mM, EDTA 0,2 mM, pH 8,0; mM d'imidazole 5, pH 8,0; 10% de glycerol; 0,1% v NP-40 / v). Suspendre les cellules par tourbillonnement et / ou répétition pipetage utilisant un 10 ml pipettes sérologiques.
      Note: L'importance de NP-40 en ce qui concerne la qualité complexe et l'analyse post-purification est discuté ci-dessous.
    4. Transférer la suspension cellulaire dans un vide de 50 ml polypropylène tube à centrifuger conique kept sur la glace. Laver chaque flacon de centrifugeuse avec une 2 ml supplémentaires de tampon de lyse refroidi et ajouter à la suspension cellulaire dans le tube de 50 ml.
    5. Déterminer le poids humide du culot cellulaire en pesant le tube et en soustrayant le poids du tube vide, ainsi que le tampon de lyse ajouté.
      Note: Un litre de culture cellulaire ayant une DO 600 de 1,8 est d' environ 10 g.
    6. Créer un bain d'azote liquide dans un cône de polypropylène tube de centrifugeuse de 50 ml. Dessinez cellules en suspension dans une seringue de 5 ml. Branchez une aiguille G 16 à la seringue. Congeler la suspension cellulaire en le faisant passer à travers la seringue / aiguille pour générer des cellules "gouttelettes". Taux de congélation devrait être d'environ 1 min / ml.
    7. Stocker des gouttelettes de cellules congelées (-80 ° C) ou procéder à une lyse.
  3. Lyser des cellules et clarification Lysat
    1. Lyse les Les cellules de levure en utilisant un moulin à café. cellules Lyse huit à neuf fois avec 25 sec de broyage rafales, tout en agitant le cmeuleuse Offee. Avant utilisation, pré-refroidir le moulin à café avec de l'azote liquide. Tous les deux tours de broyage, ajouter une couche superficielle de l'azote liquide à la meuleuse et laisser évaporer.
    2. Remuer avec une spatule azote liquide refroidi au besoin pour garder les cellules de l'agglutination. Prendre des précautions pour éviter la décongélation des cellules, ce qui peut entraîner une agglutination cellulaire. Les cellules doivent apparaître comme une fine poudre blanche après la lyse. Un culot cellulaire maximale de 4 litres de culture de levure (~ 40 g) peut être broyé à la fois.
      Note: Les observations concernant la méthode de lyse sont discutés ci-dessous.
    3. Évaluer le degré de lyse des cellules en utilisant un hémocytomètre ou autre méthode de comptage des cellules. Pour fournir une analyse adéquate, prendre les échantillons suivants: (1) avant la lyse; (2) après quatre cycles de lyse; et (3) après la lyse. Pour vérifier ces échantillons, prendre une petite quantité de cellules avec une spatule réfrigérée azote liquide et dans un tube de 1,5 ml.
    4. Une fois que les cellules sont décongelées, pipette 5 pi de celluleset mélanger avec 495 pi d'eau. Si 40 - 60% de lyse des cellules est observée, passez à l'étape suivante dans le protocole.
      Note: Observations concernant l'effet des longues périodes de lyse sont discutés ci-dessous.
    5. , les cellules de magasin lysées Une fois la lyse adéquate est observée (-80 ° C) ou passer à l'étape suivante.
    6. Préparer deux 50 ml polypropylene tubes de centrifugation coniques de 15 ml chacune avec un tampon de lyse, notamment 1 mM de fluorure de phénylméthanesulfonyle (PMSF), 1 mM de dithiothréitol (DTT), et un cocktail disponible dans le commerce d'inhibiteurs de la protéase.
      Remarque: Si protéolyse significative est observée, envisager l'utilisation d'une souche déficiente de la protéase.
    7. Utilisez un azote liquide spatule réfrigérée pour ramasser la poudre congelée de cellules lysées dans les préparations tubes de 50 ml. Ajouter la poudre cellulaire / solide de façon incrémentielle à la mémoire tampon de lyse contenant à la fois un agent réducteur et d'inhibiteur (s) de protéase.
    8. Faire tourner les tubes de 50 ml doucement à la température ambiante de manière à fondre / dissoudre les cellules, mais aussi pour éviter la formation de bulles. UNEs la poudre cellulaire / solide se dissout, ajouter cellule supplémentaire solide / poudre.
    9. Remplir chacun des deux tubes de 50 ml jusqu'à ce que chacun a environ 20 g de cellules ou de toutes les cellules ajoutées. Continuer la décongélation / dissolution jusqu'à ce qu'il n'y a pas amas de cellules congelées observées dans les tubes de 50 ml. Cela devrait prendre environ 50 min.
    10. Centrifuger le lysat de cellules en suspension pendant 20 min à 25 000 x g (4 ° C). cellules bien-lysées peuvent présenter une petite quantité de précipité noir.
    11. Transférer les 50 ml de surnageant au polycarbonate tubes ultra-centrifugeuse (26,3 ml tubes utilisés) et ajouter 10 ul mM PMSF 200 à chaque tube plein.
    12. Centrifugeuse pendant 1 heure à 100.000 xg (4 ° C). Quatre couches doivent être visibles, de bas en haut: (1) une pastille dure claire, contenant des complexes de ribosomes; (2) une pastille riche en lipides douce; (3) une grande couche jaunâtre clair contenant la plupart des protéines et des complexes solubles de la cellule; et (4) un «écailleuse» couche supérieure constituée de lipides.
    13. Effectuer toutes les subsequent étapes dans une chambre froide (4 ° C). Retirez autant de la «écailleuse» couche supérieure lipidique que possible en utilisant un 1 ml pipette et le jeter. Utilisez 10 ml pipettes sérologiques pour récupérer la majeure partie de la couche jaune clair.
    14. Récupérer les dernières ml de cette couche à l'aide d'une pipette de 1 ml pour éviter de perturber les deux couches inférieures. De 40 g cellule humide culot, environ 48 ml de la couche du milieu est généralement récupéré et 8 ml de la couche lipidique enlevés / mis au rebut.
      Note: Le débit de la colonne de purification est fortement entravée par la présence de lipides, ce qui peut également nuire à la qualité du complexe décrit ci-dessous.

2. La colonne de purification étape 1: IgG Chromatographie

  1. Résine équilibration et reliure
    1. Préparer un 300 ul d'IgG Sepharose suspension pour 40 g de culot cellulaire. Coupez l'extrémité d'une pointe de pipette 1 ml pour faciliter le pipetage la suspension. Laver / équilibrer la résine IgG trois fois, chaque fois avec 5 ml IgGD150 Buffer (10 mM de Tris-HCl, pH 8,0, NaCl 150 mM, KCl 150; 1 mM de MgCl2; mM d' imidazole 5, pH 8, 0,1% v / v de NP-40, 1 mM de DTT, un comprimé d'inhibiteur de protease par 50 volume en ml).
      1. Spin à culot à 160 xg (4 ° C) entre les lavages et retirer le surnageant.
    2. Faire tourner la résine IgG avec le surnageant de la phase médiane, et deux mini-comprimés d'inhibiteur de protease par 40 g de cellules, en utilisant un dispositif de rotation approprié, pendant 2 heures (4 ° C). Ceci est la solution du lot d'IgG.
    3. Préparer deux 10 ml colonnes poly-prep pour une utilisation en coupant l'extrémité de la colonne pour produire une coupe à plat. Afin d'accélérer l'emballage et le lavage de la colonne par écoulement par gravité, charger un maximum de 200 ul de résine IgG ou tassé ~ 25 ml de la solution du lot d'IgG par colonne de 10 ml.
    4. Verser la solution de traitement par lots d'IgG dans la colonne et laisser sédimenter par gravité. Si la sédimentation prend plus de 30 minutes, il était plus probable contamination lipidique lors de la récupération de la phase intermédiaire de la centrifugeuse tubes.
    5. Laver la colonne garnie de quatre successives de 10 ml volumes de IgGD150 Buffer.
  2. Sur la colonne TEV Décolleté
    1. Sceller le fond de la colonne et ajouter 1 ml de IgGD150 Buffer et 100 pi de TEV protéase (0,6 mg / stock ml, variante mutante S219V de TEV produit en interne). Sceller le haut de la colonne et mélanger pendant 20 min (18 ° C) en utilisant un mélangeur thermique, en agitant à 750 tours par minute. résine Resuspendre et mélanger à nouveau pendant 20 minutes, répéter une fois de plus pour un total de 1 heure d'incubation.
      Note: Il est essentiel de garder le temps d'incubation à un minimum.
    2. Retourner la colonne à 4 ° C et à éluer la protéine / le complexe par gravité. Eluer le volume mort avec un 200 pi supplémentaires de IgGD150 Buffer.

3. Colonne Purification Etape 2: calmoduline Chromatographie d'affinité

  1. Résine équilibration et reliure
    1. Préparer 200 pi de résine d'affinité pour la calmoduline 40 g de cellulespastille. Laver la résine à trois reprises, chaque fois avec 5 ml de calmoduline tampon de liaison (10 mM de Tris-HCl, pH 8,0, NaCl 150 mM, KCl 10 mM, MgCl2 1 mM, 5 mM d' imidazole, pH 8, 2 mM de CaCl2; 0,1 % v / v de NP-40, 10 mM de β-mercaptoéthanol), centrifuger à 160 x g (4 ° C) et un culot pour chaque lavage.
    2. Pour chaque 1 ml IgG éluat, ajouter 3 volumes de calmoduline Binding Buffer. Pour maintenir constant le niveau de calcium, ajouter CaCl 2 et β-mercaptoéthanol pour tenir compte de l'absence de ces constituants dans l'élution IgG. Les concentrations finales doivent être CaCl2 2 mM et 10 mM β-mercaptoéthanol.
    3. Ajouter l'échantillon à la résine de calmoduline et de se lier pendant 1 h (4 ° C) en utilisant un dispositif de rotation du tube.
  2. Emballage et élution de calmoduline Résine
    1. Préparer une colonne de poly-prep 2 ml par 100 ul de suspension de calmoduline en coupant l'extrémité de la colonne pour créer une ouverture plane. Charger pas plus de 100 pi de calmoduline suspension par colonne pour réduire au minimum la quantité de résine de l'échantillon entre en contact au cours de l'élution.
    2. Emballez la colonne par gravité et laver la résine dans la colonne trois fois avec 5 ml de calmoduline Binding Buffer.
    3. Éluer la protéine avec addition de 200 ul calmoduline de tampon d' élution (10 mM de Tris-HCl, pH 8,0, NaCl 150 mM, KCl 10 mM, MgCl2 1 mM; mM d' imidazole 5, pH 8,0, 4 mM d' EGTA, pH 8,0; 0,08% v / v de NP-40, 10 mM de β-mercaptoéthanol). Répéter six fois l'addition de 200 ul de tampon d'élution calmoduline.
    4. Pour élutions 1 à 3, appliquer le volume à la colonne et recueillir l'éluat immédiatement. Pour l'élution 4, sceller le fond de la colonne et on incube avec un tampon d'élution pendant 2,5 min, puis desceller et laisser éluer par gravité. Pour l'élution 5, incuber pendant 5 min, puis desceller et éluer. Pour l'élution 6, incuber pendant 10 min, puis desceller et éluer.
      Remarque: L'intégrité du complexe peut varier entre élutions / fractions (voir la section des résultats représentatifs) <./ Li>
    5. Dialyser élutions 2 à 6, individuellement pendant une nuit en utilisant une méthode de dialyse de micro approprié. Dialyser les fractions de dialyse contre un tampon (10 mM de Tris-HCl, pH 8,0, NaCl 150 mM, KCl 10 mM, MgCl2 1 mM, 5 mM d' imidazole, pH 8, 10 mM de β-mercaptoéthanol).
      Remarque: NP-40 ne passe pas de façon appréciable, le cas échéant, à travers la membrane de dialyse.

4. Post-purification Analyses pour évaluer la qualité Complex

  1. Gel natif et Silver Staining
    1. Préparer un 4 - gel natif de 16% préfabriqué pour l'analyse du complexe selon les instructions du fabricant. Utiliser une protéine étalon de masse moléculaire appropriée et la charge 15 pi de chacune des calmoduline / élution des fractions dialysées sur le gel.
    2. L'électrophorèse du gel à 150 V pendant environ 3 heures (4 ° C).
    3. Coloration à l'argent du gel pour évaluer la qualité de chacun des six élutions. Vous pouvez également utiliser la même sensibilité commercialecolorant fluorescent (s). A ce stade, la concentration du complexe est très probablement au-dessous du niveau de détection pour la coloration au bleu de Coomassie.
  2. D' autres méthodes d' analyse Gel
    1. Pour détecter la protéine par Western blot, résoudre le complexe par SDS ou PAGE native puis sonder le gel pour l'épitope calmoduline Reliure Peptide (CBP) en utilisant un anticorps TAP d'étiquette selon les instructions du fabricant.
    2. Au moyen d'un colorant fluorescent spécifique (s), confirmer la présence et l'intégrité de la protéine et / ou de l'acide nucléique dans un complexe TAP purifié. Veillez à ce que pas de chevauchement spectral est détecté entre ces taches.
  3. Négatif Visualisation Stain Electron Microscopy
    1. Utiliser des grilles de carbone continues lueur déchargée à -15 mA pendant 30 secondes, à moins de 30 min d'application complexe.
    2. Appliquer 3 ul de complexe de robinet purifiée (typiquement à une concentration de 1 nM) sur la grille. Incuber pendant une minute. blot felon le côté de la grille pour éliminer l'excès de tampon.
    3. Laver deux fois avec 20 ul de gouttes d'eau déminéralisée. blot latérale entre les lavages.
    4. Appliquer la grille à un négatif chute de tache de 50 pi et incuber pendant une min. Coloration avec de l'acétate d'uranyle (2%) ou le formiate d'uranyle (0,75%) est recommandée.
      Attention: les sels et les solutions uranyle sont faiblement radioactifs et contiennent des métaux lourds. Ceux-ci doivent être manipulés avec soin et tout le matériel qui entre en contact avec ces solutions doivent être éliminés conformément aux directives de déchets recommandées institutionnels.
    5. Appliquer la grille à un 50 pi coloration négative goutte frais, sans buvard. Incuber pendant une minute, puis côté blot, et enfin sécher à l'air et de visualiser.
  4. Cryo Electron Microscopy (cryo-EM) Visualisation
    1. Effectuer cryo-EM avec un complexe TAP purifié, bien que l'optimisation peut être nécessaire, selon le protocole du fabricant.
      Remarque: La présence de détergent à des concentrations élevées may entravent le progrès et est discuté ci-dessous.

5. Complexe de stockage

  1. Préparation complexe pour le stockage
    1. Concentrer le complexe, le cas échéant, à l'aide d'un filtre centrifuge ayant un poids moléculaire de coupure appropriée pour le complexe. Spin à 14.000 xg pendant incréments de 1 min jusqu'à ce que la concentration désirée soit atteinte.
      Remarque: la concentration de NP-40 augmente la concentration au cours de la concentration, car elle ne passe pas à travers la membrane filtrante, ni dialyse.
    2. gel flash complexe en 30 aliquotes dans l'azote liquide ou de la glace sèche refroidi bain d'éthanol puis stocker à -80 ° C.
  2. Post-Purification en option Suppression de détergent

Remarque: La présence d'un détergent tel que le NP-40 et à une concentration supérieure à celle de sa concentration micellaire critique peut gêner ou inhiber la progression pour certaines applications. Les conséquences de son retrait de la protocol ainsi que le remplacement avec d'autres additifs ou co-solvants sont discutés ci-dessous. En l'absence de NP-40 est souhaitée, une solution consiste à utiliser une application commerciale pour l'enlèvement, par exemple Bio-beads.

  1. Pré-Amener les disponibles dans le commerce absorbant détergentes perles dans Dialyse Buffer. Mélanger cinq perles par 30 pi de complexe (habituellement à une concentration de 10 nM).
  2. Incuber perles équilibrées de l'étape 5.2.1 avec TAP complexe purifié pendant 15 minutes sur la glace. Utilisez complexe en quelques heures après le retrait de détergent.

Résultats

Procédé TAP modifié a été utilisé pour purifier à partir de S. cerevisiae U1 snRNP, un complexe de ribonucléoprotéine 18 sous-unité. Une purification TAP initiale du complexe suivant le protocole publié 2,3- a abouti à un complexe qui est apparu hétérogène, la migration en trois bandes sur un gel coloré à l' argent de Polyacrylamide natif (Figure 2A). Plusieurs tours d'optimisation de la méthode TAP, on a obtenu un complexe q...

Discussion

La méthode TAP utilise deux balises qui équilibrent un besoin pour la liaison rigoureuse et sélective à une résine d'affinité avec un désir de maintenir près des conditions de solution physiologique. Cet équilibre permet de préserver l'interaction stable (s) de la protéine marquée avec l'interaction facteur (s) pour la post-purification de caractérisation. En outre, la TAP individuelle étiqueté ORFs sont disponibles à partir d'une source commerciale, de sorte que l'on peut obtenir tou...

Déclarations de divulgation

The authors have nothing to disclose.

Remerciements

The authors are grateful for the support and advice of Nikolaus Grigorieff. We thank Anna Loveland, Axel Brilot, Chen Xu, and Mike Rigney for helpful discussions and EM guidance. This work was funded by the National Science Foundation, Award No. 1157892. The Brandeis EM facility is supported by National Institutes of Health grant P01 GM62580.

matériels

NameCompanyCatalog NumberComments
S. cerevisiae TAP tagged strainOpen BiosystemsYSC1177This is the primary yeast strain used to develop the TAP protocol. Its background is S288C: ATCC 201388: MATa, his3Δ1, leu2Δ0, met15Δ0, ura3Δ0, SNU71::TAP::HIS3MX6
Coffee grinderMr. CoffeeIDS77Used for cell lysis
Hemocytometer, Bright LineHausser Scientific3120Used to assess cell lysis
JA 9.100 centrifuge rotor Beckman Coulter, Inc.Used to harvest the yeast cells
JA 20 fixed-angle centrifuge rotorBeckman Coulter, Inc.Used to clear the cell extract of non-soluble cellular material
Ti 60 fixed-angle centrifuge rotorBeckman Coulter, Inc.Used to further clear the soluble cell extract
ThermomixerEppendorfR5355Temperature controlled shaker
Novex gel systemThermo Fisher Scientific 
IgG resinGE Healthcare17-0969-01Sepharose 6 fast flow
Calmodulin resinAgilent Technologies, Inc.214303Affinity resin
Protease inhibitor cocktail, mini tabletsSigma Aldrich589297Mini cOmplete ultra EDTA-free tablets
Protease inhibitor cocktail, large tabletsSigma Aldrich5892953cOmplete ultra EDTA-free tablets
Phenylmethanesulfonyl fluoride (PMSF)Dissolved in isopropanol
2 ml Bio-spin columnBio-Rad Laboratories, Inc.7326008Used to pack and wash the Calmodulin resin
10 ml poly-prep columnBio-Rad Laboratories, Inc.7311550Used to pack and wash the IgG resin
Precast native PAGE Bis-Tris gelsLife TechnologiesBN1002Novex NativePAGE Bis-Tris 4 - 16% precast polyacrylamide gels
NativeMark protein standardThermo Fisher ScientificLC0725Unstained protein standard used for native PAGE. Load 7.5 μl for a silver stained gel and 5 μl for a SYPRO Ruby stained gel
Precast SDS PAGE Bis-Tris gelsLife TechnologiesNP0321Novex Nu-PAGE Bis-Tris 4 - 12% precast polyacrylamide gels 
PageRuler protein standardThermo Fisher Scientific26614Unstained protein standard used for Western blotting
SDS running bufferLife TechnologiesNP00011x NuPAGE MOPS SDS Buffer
TAP antibodyThermo Fisher ScientificCAB1001Primary antibody against CBP tag
Secondary antibodyThermo Fisher Scientific31341Goat anti-rabbit alkaline phosphatase conjugated
BCIP/NBTThermo Fisher Scientific340425-bromo-4-chloro-3-indolyl-phosphate/nitro blue tetrazolium 
Dialaysis unitsThermo Fisher Scientific88401Slide-A-Lyzer mini dialysis units
Centrifugal filter units, 100kDa MWCOEMD MilliporeUFC5100008Amicon Ultra-0.5 Centrifugal Filter Unit with Ultracel-100 membrane
Detergent absorbing beadsBio-Rad Laboratories, Inc.1523920Bio-bead SM-2 absorbants
SYBR Green IIThermo Fisher ScientificS-7564Flourescent dye for nucleic acid staining, when detecting with SYPRO Ruby present, use excitation wavelength of 488 nm and emission wavelength of 532 nm
SYPRO RubyMolecular ProbesS-12000Flourescent dye for protein staining, when detecting with SYBR Green II present, use excitation wavelength of 457 nm and emission wavelength of 670 nm
Copper gridsElectron Microscopy SciencesG400-CP

Références

  1. Gavin, A. C., et al. Functional organization of the yeast proteome by systematic analysis of protein complexes. Nature. 415 (6868), 141-147 (2002).
  2. Rigaut, G., Shevchenko, A., Rutz, B., Wilm, M., Mann, M., Seraphin, B. A generic protein purification method for protein complex characterization and proteome exploration. Nature Biotechnology. 17 (10), 1030-1032 (1999).
  3. Puig, O., et al. The tandem affinity purification (TAP) method: A general procedure of protein complex purification. Methods. 24 (3), 218-229 (2001).
  4. Vaillancourt, P., Zheng, C. F., Hoang, D. Q., Breister, L. Affinity purification of recombinant proteins fused to calmodulin or to calmodulin-binding peptides. Methods Enzymol. 326, 340-362 (2000).
  5. Braisted, A. C., Wells, J. A. Minimizing a binding domain from protein A. Proc Natl Acad Sci U S A. 93 (12), 5688-5692 (1996).
  6. Kapust, R. B., et al. Tobacco etch virus protease: mechanism of autolysis and rational design of stable mutants with wild-type catalytic proficiency. Protein Eng. 14 (12), 993-1000 (2001).
  7. Nallamsetty, S., et al. Efficient site-specific processing of fusion proteins by tobacco vein mottling virus protease in vivo and in vitro. Protein Expr Purif. 38 (1), 108-115 (2004).
  8. Ghaemmaghami, S., et al. Global analysis of protein expression in yeast. Nature. 425 (6959), 737-741 (2003).
  9. Howson, R., et al. Construction, verification and experimental use of two epitope-tagged collections of budding yeast strains. Comp Funct Genomics. 6 (1-2), 2-16 (2005).
  10. Cox, D. M., Du, M., Guo, X., Siu, K. W., McDermott, J. C. Tandem affinity purification of protein complexes from mammalian cells. Biotechniques. 33 (2), 267-268 (2002).
  11. Gully, D., Moinier, D., Loiseau, L., Bouveret, E. New partners of acyl carrier protein detected in Escherichia coli by tandem affinity purification. FEBS Lett. 548 (1-3), 90-96 (2003).
  12. Tharun, S. Purification and analysis of the decapping activator Lsm1p-7p-Pat1p complex from yeast. Methods Enzymol. 448, 41-55 (2008).
  13. Xu, X., Song, Y., Li, Y., Chang, J., Zhang, H., An, L. The tandem affinity purification method: an efficient system for protein complex purification and protein interaction identification. Protein Expr Purif. 72 (2), 149-156 (2010).
  14. Cheng, Y., Grigorieff, N., Penczek, P. A., Walz, T. A Primer to Single-Particle Cryo-Electron Microscopy. Cell. 161 (3), 438-449 (2015).
  15. Gottschalk, A., et al. A comprehensive biochemical and genetic analysis of the yeast U1 snRNP reveals five novel proteins. RNA. 4 (4), 374-393 (1998).
  16. Neubauer, G., Gottschalk, A., Fabrizio, P., Seraphin, B., Luhrmann, R., Mann, M. Identification of the proteins of the yeast U1 small nuclear ribonucleoprotein complex by mass spectrometry. Proc Natl Acad Sci U S A. 94 (2), 385-390 (1997).
  17. Lucast, L. J., Batey, R. T., Doudna, J. A. Large-scale purification of a stable form of recombinant tobacco etch virus protease. Biotechniques. 30 (3), 544-546 (2001).

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