JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

אנו מציגים פרוטוקולים בזאת לבידוד לתפוקה גבוהה של פעיל מבחינה פיזיולוגית thylakoids, חלבון מבחני תחבורה עבור רוברטסונית ארגינין טווין כלורופלסט (cpTat), הפרשה (cpSec1), אות זיהוי החלקיקים (cpSRP) מסלולים.

Abstract

מהכלורופלסט הן organelles בצמחים ירוקים אחראי על ביצוע מסלולים מטבוליים חיוניים רבים, ובראשם פוטוסינתזה. בתוך בתורה מהכלורופלסט, מערכת קרום תילקואיד בתים כל הפיגמנטים פוטוסינתטיים, מתחמי מרכז התגובה, ואת רוב נשאי האלקטרונים, אחראי על סינתזת ATP האור תלוי. מעל 90% של כלורופלסט חלבונים מקודד בגרעין, המתורגמת את ציטוזול, לאחר מכן לייבא לתוך כלורופלסט. תחבורה חלבון נוספת או על פני קרום תילקואיד מנצל לאחד ארבעה מסלולים טרנסלוקציה. כאן, אנו מתארים שיטה תשואה גבוהה עבור בידוד של תחבורה-מוסמך thylakoids של אפונה (אפון השדה), יחד עם תחבורה מבחני דרך שלושה תלויי-אנרגיה cpTat, cpSec1, מסלולים בתיווך cpSRP. שיטות אלה מאפשרות ניסויים הקשורים תילקואיד חלבון לוקליזציה תחבורה energetics, המנגנון של טרנסלוקציה של חלבונים על פני מחקר ביולוגי.

Introduction

כמעט את כל המכונות proteinaceous אחראי לתפקוד תקין כלורופלסט חייב להיות translocated מ ה ציטוזול1. על המעטפות כלורופלסט, חלבון סובסטרטים מיובאים דרך את translocon של הממברנה החיצונית (TOC), את translocon של הממברנה הפנימית (טיק)2. המיקוד עוד יותר תילקואיד ממברנה ו לומן מתרחשת דרך טווין ארגינין טרנסלוקציה (cpTat)3, את הפרשה (cpSec1)4, אות זיהוי החלקיקים (cpSRP)5, המסלולים ההכנסה ספונטנית6 . שיטת הבידוד לתפוקה גבוהה של פעילות פיזיולוגית מהכלורופלסט וממברנות תילקואיד יש צורך למדוד את energetics ואת קינטיקה של אירוע רוברטסונית, להבין את מנגנוני ההעברה מגוונים בכל מסלול, וכדי להתאים לשפה לסובסטרט חלבון מסוים מכל ששת התאים ברורים של כלורופלסט עניין.

בידודו של ממברנות של כלורופלסט מציע כדאי ניסיוני שליטה על גורמים סביבתיים (כגון: ריכוזי מלח ואת המצע, הנוכחות של ATP/GTP, ותנאי pH) המשפיעים על המדד של תחבורה energetics, קינטיקה. סביבה זו במבחנה הוא משאיל את עצמו חקר מכניסטית בפרטי רוברטסונית מאותן סיבות. בנוסף, בעוד תוכנה חזוי עבור לוקליזציה של כלורופלסט חלבונים השתפרה7,8, in vitro לקשרי תחבורה מבחני לספק שיטה מהירה יותר עבור אישור על מבחני פלורסנט מבוסס מיקרוסקופיה דורשים תגית פלורסנט מקודדים גנטית, צמח שינוי ו/או נוגדנים ספציפיים. כאן, אנו מציגים פרוטוקולים ומשום כלורופלסט, תילקואיד של אפונה (אפון השדה), כמו גם עבור מבחני תחבורה ממוטב עבור כל אחד המסלולים רוברטסונית תילקואיד תלויי-אנרגיה.

Protocol

1. חומרים הראשונית

  1. להשרות כ- 55 גר' אפונה 3 שעות ב- 400 מ ל מים מזוקקים ולאחר מכן לזרוע מגש פלסטיק (35 ס"מ x 20 ס"מ x 6 ס מ) בקרקע מכוסים בשכבה דקה של ורמיקוליט.
  2. לגדול המגש של אפונה ב- 20 ° C תחת h 12/12/כהה (50 µE/m s2) מחזור 9 עד 15 ימים.
  3. להכין לסובסטרט חלבון על פי שיטה מועדפת.
    הערה: הכנו סובסטרטים חלבון תוך שימוש במגוון שיטות, כולל 1) במבחנה שעתוק של פלסמידים מטוהרים ואחריו תרגום באמצעות תמציות נבט חיטה או ארנב lysates רטיקולוציט בנוכחות [3H]-לאוצין או [35S]-מתיונין, 2) במבחנה תרגום באמצעות ערכת בשילוב תעתיק/תרגום כמו TnT ערכות של Promega, עם radiolabeling לעיל, ו- 3) טיהור של חלבונים overexpressed ב e. coli. רדיואקטיבי במבחנה תרגום מוצרים הם בדרך כלל מתרצה עם 50 מ מ חומצת אמינו קר לפני השימוש בתגובות תחבורה. כל השיטות האלה בדרך כלל דורש קצת אופטימיזציה לכל סובסטרט חלבון חדש. לקבלת דוגמה של מערכת בשילוב במבחנה , ראה לינג, ג'רוויס (2016)9.

2. כלורופלסט בידוד, כמת

הערה: בשלב הראשון של הכנת thylakoids הוא הבידוד של מהכלורופלסט שלם10. כל החומרים צריך להישמר קר במהלך ההכנה. Resuspension של מהכלורופלסט צריך להיות מטופל בעדינות, כמו שבירה בשלב זה קשות יכול להגביל את התשואה תילקואיד עוקבות.

  1. הכינו בעקבות פתרונות מראש.
    1. 2 x שחיקה מאגר (2xGB): 100 מ מ K-HEPES pH 7.3, 660 מ מ בסורביטול, 2 מ מ MgCl2, 2 מ מ MnCl2, 4 מ מ EDTA, BSA 0.2%.
    2. 2 x ייבוא מאגר (2xIB): 100 מ מ K-Tricine או K-HEPES pH 8.0, בסורביטול 660 מ מ, 8 מ"מ MgCl2.
      הערה: ריכוזי MgCl2 3 מ"מ ועד 10 מ"מ שימשו ללא הבדלים הנצפה.
  2. הכן הדרגתי צפיפות מתמשכת על ידי צריך שתוציאו תערובת של 15 מ"ל של Percoll ו-15 מיליליטר 2xGB ב 30,900 g ברוטור זווית קבועה במשך 30 דקות ב 4 ° C עם הבלם חופש.
  3. הקציר כ 25 גר' אפונה בת 9-15 יום, homogenize ב 95 מ"ל של 1xGB. בלנדר עם להבי מחודדים או Polytron שימשו בהצלחה. לסנן את התערובת דרך לפחות 2 שכבות של Miracloth בתוך משפך.
    הערה: הגבלת כמות רקמת גזע אינה נחוצה, אך יכול להקל את תהליך המגון, ובכך מקצר שבירה כלורופלסט שעלול להתרחש עם מיזוג ממושך.
  4. גלולה-3000 g ברוטור דלי מתנדנדים למשך 5 דקות ב 4 ° C, resuspend בעדינות ב 1 מ"ל של 1xGB. במכחול ייתכן הטכניקה resuspension עדין ביותר.
  5. בזהירות שכבה ההשעיה ירוק על גבי Percoll ההדרגתי של צנטריפוגה-8000 g ברוטור דלי מתנדנדים 10 דקות ב 4 ° C עם הבלם חופש.
  6. בזהירות לקצור את הרצועה הירוקה התחתון המכיל מהכלורופלסט בשלמותם לתוך צינור טריים. ספין בתורה מהכלורופלסט שלם התאושש-1,800 g ברוטור דלי מתנדנדים למשך 5 דקות ב 4 ° C, למחוק את תגובת שיקוע, בעדינות resuspend בגדר ב- 1xIB. חזור על פעולה זו שטיפת פעם נוספת, resuspending ב- 30 מ של 1xIB בכל פעם, עם resuspension הסופית ב 1 מ"ל של 1xIB.
  7. לכמת תוכן כלורופיל (קלוא), מערבבים µL 10 של מהכלורופלסט resuspended באופן מלא עם 5 מ ל 80% אצטון וסינון באמצעות נייר סינון וטמן 1 (מיקרומטר 180 בעובי נומינלי). להקליט את ספיגת ב 720 nm, 663 ננומטר, 645 nm בספקטרופוטומטר ולחשב את הריכוז קלוא באמצעות הנוסחה הבאה11:
    [קלוא] מ"ג/מ"ל = [40.2* (663 –720) + 101.4* (645 –720)] * 0.1
  8. התאם מהכלורופלסט כדי 1 מ"ג/מ"ל קלוא מקבילות עם 1xIB.

3. בידוד של Thylakoids

הערה: Thylakoids מוכנות על ידי פירוק היפוטוניק של מהכלורופלסט ללא פגע. זו מושגת על ידי חשיפת בתורה מהכלורופלסט למאגר היפוטוניק חסר בסורביטול. Thylakoids מבודד יכול לשמש assaying מכל המסלולים רוברטסונית, אך תמצית סטרומה (SE) צריך להיות גם מבודד במהלך ההכנה הזאת אם מסלולים או cpSec1 או cpSRP להיחקר.

  1. הכינו מבעוד מועד את הפתרונות הבאים.
    1. מאגר פירוק היפוטוניק: 50 מ מ K-Tricine או K-HEPES pH 8.0, 8 מ"מ MgCl2.
    2. 2 x מאגר גולמי משתית (עבור ריכוז של SE): 100 מ מ K-HEPES pH 8.0, בסורביטול 660 מ מ, 8 מ"מ MgCl2.
    3. מאגר מדגם Laemmli (עבור מרחביות עמודים, בתוספת EDTA): 125 מילימטר טריס pH 6.8, מרחביות 10%, 20% גליצרול, bromophenol 0.05 מ"ג/מ"ל כחול, 10% β-mercaptoethanol, 10 מ מ EDTA.
  2. אם השחזור SE אינה נחוצה, centrifuge בתורה מהכלורופלסט שלם ב- 1000 g ברוטור דלי מתנדנדים במשך 6 דקות ב 4 º C.
    1. למחוק את תגובת שיקוע, resuspend כדי 1 מ"ג/מ"ל במאגר פירוק היפוטוניק. דגירה על קרח בחושך למשך 10 דקות, עם ערבוב מדי פעם.
    2. לשחזר thylakoids על-ידי צריך שתוציאו ב- 3,200 g במתנדנד דלי הרוטור במשך 8 דקות ב 4 º C. לשטוף את thylakoids פעמיים, resuspending עם 1-2 מ של פירוק מאגר בכל פעם. Resuspend עם 1 מ ל 1xIB, requantify קלוא כמו לעיל בפרוטוקול בידוד כלורופלסט.

4. תמצית סטרומה שחזור וריכוז

  1. אם השחזור SE נחוץ, לחלק בתורה מהכלורופלסט ללא פגע aliquots µL 600 מ ל 1.5 microcentrifuge צינורות, centrifuge כל שפופרת-1000 g ב מרביץ דלי הרוטור במשך 6 דקות 4 ° C.
    הערה: אמצעי אחסון זה נוח בעת שימוש 1.5 mL microcentrifuge צינורות, אשר מסייעת למנוע הפרעה של בגדר בסופו של דבר לממברנות שיורית.
    1. Resuspend 1 מ ג/מ ל קלוא במאגר פירוק היפוטוניק, דגירה על קרח בחושך למשך 10 דקות, כמו שלב 3.2.1.
    2. Centrifuge כל שפופרת ב x 3,200 g פנימה דלי הרוטור במשך 8 דקות ב 4 ° C ולהעביר את אור ירוק או צהוב supernatant הבאים כלורופלסט פירוק צינור microcentrifuge עם אמצעי אחסון שווה של 2 x מאגר משתית גולמי.
    3. Thylakoids עם 2 כרכים של מאגר פירוק (קירוב 0.5 מ"ג/מ"ל) וקונטה לאסוף על ידי צנטריפוגה-3,200 g במתנדנד דלי הרוטור במשך 8 דקות ב 4 º C. Resuspend כדי 1 מ"ג/מ"ל קלוא ב 1xIB על הקרח.
    4. צנטריפוגה משתית גולמי-42,000 g ברוטור זווית קבועה במשך 30 דקות ב 4 ° C כדי להסיר שאריות ממברנות. Immunoblotting מעטפה החיצוני והפנימי חלבונים יכול לשמש כדי לאמת את טוהר תגובת שיקוע.
    5. לאסוף 95% נפח כל שפופרת מבלי להפריע בגדר צהוב ירוק קטן. הערה האחסון שנלקחו כל שפופרת.
    6. כדי להכין את תמצית מרוכזת סטרומה (SE), מאגר של supernatants שנאספו ותתרכזו פי חמש באמצעות 4 מ ל 30 kDa MWCO רכז.
      הערה: SE שהוכנו באופן זה שווה ל משתית נגזר מהכלורופלסט ב- 2.5 מ"ג/מ"ל Chl. במידת הצורך, SE יכול להיות מרוכז כוחנו עד 5 מ"ג/מ"ל קלוא מקבילות. SE יהיו וצבען זהוב, צמיגה. בצנטריפוגה. המעבדה RT מקרא עם נדנוד דלי הרוטור, זה דורש כ- 10 דקות לכל mL מרוכז.

5. להעביר דרך cpTat השביל

הערה: בניגוד ' cpSec1 או cpSRP, מסלול cpTat אינה דורשת מרכיבים מסיסים או exogenously להוסיף מקורות אנרגיה; רק הכוח המניע פרוטון מונחה אור הוא הכרחי3. לכן, רק מבודדים thylakoids, המצע חלבונים דרושים עבור וזמינותו. קודמן טפסים, prOE17, prOE23, יכול גם להיות בהצלחה מועבר סובסטרטים טיפוסי הם צורות ביניים של kDa 17 (כפי שניתן לראות באיור1) ו- 23 kDa subunits של חמצן מתפתח מורכבים, iOE17, iOE23, בהתאמה. קודמן טפסים יש דו-צדדי N-מסוף מיקוד הרצף כולו, ואילו צורות ביניים יש רק את תילקואיד מיקוד רצף.

  1. להכין cpTat שילוב תחבורה עם 0.33 מ"ג/מ"ל קלוא thylakoids, 5 מ ATP מ מלאי מוכן 1xIB, 8 מ"מ dithiothreitol (DTT) של מניה המבושלות 1xIB, על קרח. ATP נדרש לא רק התגובה הזו אם שנערך תחת תאורה.
  2. תחבורה אתחול על ידי החדרת 1:30 אמצעי אחסון על-ידי אחסון המצע חלבון התחבורה מערבבים. אם המצע חלבון אינו מוכן ב- 1xIB, להכין 1:1 דילול עם 2xIB, ואז להשתמש תחילה 1:30 אמצעי אחסון על-ידי אחסון של המצע מדולל בתערובת תחבורה.
    הערה: ריכוזי המצע ישתנו בהתבסס על שיטת ההכנה. בדרך כלל, ההכנות במבחנה יאפשר nanomolar לכמויות micromolar, בעוד ביטוי יאפשר micromolar לכמויות millimolar. שיטות איתור יש גם לקחת בחשבון, כמו autoradiography ו- fluorography רגישים יותר immunoblotting.
  3. להאיר את המתלים ב- 80-100 µE/m2s של קרינה photosynthetically פעיל (PAR) למשך 10 דקות בטמפרטורת החדר. אם קינטיקה תחבורה נדרשים, מראש equilibrate מיקס thylakoids והן התגובה לטמפרטורת החדר, להאיר למשך עד 30 דקות.
  4. לעצור את התגובה תחבורה עם דילול 8-fold של 1xIB קר כקרח ולשחזר thylakoids על ידי צנטריפוגה-3,200 g ב- microcentrifuge עבור 5 דקות ב 4 º C.
  5. להסיר את המצע שיורית שהעביר לא, resuspend בגדר תילקואיד ב 120 µL של 1xIB, לעכל פרוטאינים חיצוני על-ידי תוספת של 6 µL של 2 מ"ג/מ"ל thermolysin ו 10 מ מ CaCl2 ב- 1xIB.
  6. דגירה התגובה פרוטאז על קרח למשך 40 דקות ולאחר מכן להרוות את פרוטאז על ידי הכפלת אמצעי האחסון עם 25 מ מ EDTA בכיכר 1xIB.
  7. לשחזר thylakoids על-ידי צריך שתוציאו ב- 3,200 g ב- microcentrifuge עבור 5 דקות ב 4 º C. לשטוף thylakoids התאושש ב 120 μL של 5 מ מ EDTA 1xIB, העברת צינור חדש.
  8. צנטריפוגה-3,200 g ב- microcentrifuge עבור 5 דקות ב 4 º C. Resuspend של אמצעי אחסון המתאים Laemmli דוגמת המאגר בתוספת 10 מ מ EDTA. נפח של 40 µL בדרך כלל מספיק כדי לזהות את המצע על ג'ל מרחביות-דף ומשמרים לדוגמה עבור ג ' לים חוזר בעת הצורך.
  9. מקום דגימות באמבט מים רותחים למשך 10 דקות ולנתח מאת מרחביות-דף. Autoradiography, fluorography או סופג המערבי של חלבונים שאינם ילידי הארץ או מתויג epitope שימשו בהצלחה לגילוי של חלבונים מועבר.

6. להעביר דרך מסלול cpSec1

הערה: לעבור translocon cpSec1 מחייבת את החלבון סטרומה cpSecA112,13, אשר יכול להיות רכש באמצעות ביטוי ב e. coli14,15 או ששוחזרו על ידי ריכוז משתית במהלך תילקואיד בידוד. מצע טיפוסי הוא יחידת משנה 33 kDa של החמצן מתפתח מורכבים (prOE33), כפי שניתן לראות באיור2.

  1. הכנת המיקס תחבורה cpSec1 עם 0.33 מ"ג/מ"ל קלוא thylakoids, SE המקביל קלוא 0.83 מ"ג/מ"ל או μg 1.5 cpSecA1 רקומביננטי, 5 מ מ ATP על הקרח, תקופת דגירה של 10 דקות. תערובת התגובה תחבורה אופייני כאן הוא 72 μL, למעלה מ μL 60 בשל תוספת SE.
    1. אם ייעשה שימוש cpSecA1 רקומביננטי במקום SE, להתאים מטוהרים cpSecA1 עם אמצעי אחסון שווה של 2xIB, ואז לדלל את ריכוז נוח להוסיף לתגובות תחבורה (למשל, 0.75 µg/µL).
      הערה: לאחסון לטווח ארוך, cpSecA1 מאוחסן על קרח בחדר קירור מבוקר לאחר טיהור כמו לקפוא מבטל פעילות.
  2. תחבורה אתחול על ידי החדרת 1:10 אמצעי אחסון על-ידי אחסון המצע חלבון כדי התעבורה מערבבים. אם המצע חלבון אינו מוכן ב- 1xIB, להכין לדילול 1:1 עם 2xIB ולהוסיף 1:10 אמצעי אחסון על-ידי אחסון של החלבון מדולל לתערובת תחבורה.
  3. דגירה התגובה בטמפרטורת החדר במשך 10 דקות תחת 80 – 100 µE/m2s נקוב. שוב, פעמים יותר יהיה צורך קינטיקה או מצעים מסוימים.
  4. לאחר טיפול קל, לדלל 8-fold עם 1xIB קר כקרח תגובות צנטריפוגה-3200 g ב- microcentrifuge עבור 5 דקות ב 4 º C.
  5. לטיפול עם thermolysin, להרוות עם EDTA כמו מעל 5.5 צעדים דרך 5.7.
  6. צנטריפוגה-3,200 g ב- microcentrifuge עבור 5 דקות ב 4 ° C, resuspend בגדר של אמצעי אחסון המתאים Laemmli דוגמת המאגר בתוספת 10 מ מ EDTA. מקום הרתחת המים הרותחים למשך 10 דקות לפני העמסה על ג'ל מרחביות-דף.

7. הכניסה דרך cpSRP השביל

הערה: השילוב בתיווך cpSRP של אור קציר חלבונים מורכבים (LHCP) ראה באיור 3 דורשת cpSRP54, cpSRP43 ו- cpFtsY16. רכיבים אלה מסופקות התגובה התחבורה דרך סטרומה תמצית מרוכזת, כמתואר עבור פרוטוקול תעבורה cpSec1.

  1. להכין את cpSRP תחבורה לערבב עם 0.33 מ"ג/מ"ל של ATP thylakoids, 0.83 מ"ג/מ"ל קלוא המקביל SE ו 5 מ מ קלוא על קרח, תקופת דגירה של 10 דקות.
  2. תחבורה אתחול על ידי החדרת 1:10 אמצעי אחסון על-ידי אחסון המצע חלבון כדי התעבורה מערבבים. אם המצע חלבון אינו מוכן ב- 1xIB, להכין לדילול 1:1 עם 2xIB ולהוסיף 1:10 אמצעי אחסון על-ידי אחסון של החלבון מדולל לתערובת תחבורה.
  3. דגירה התגובה בטמפרטורת החדר במשך 10 דקות ב 80 – 100 µE/m2s נקוב.
  4. לאחר טיפול קל, לדלל 8-fold עם 1xIB קר כקרח תגובות צנטריפוגה-3,200 g ב- microcentrifuge עבור 5 דקות ב 4 º C. למחוק את תגובת שיקוע, resuspend בגדר ב 120 µL של 1xIB.
  5. פנקו עם thermolysin כמו לעיל בסעיפים 5.5 דרך 5.7. Thermolysin עיכול הוא הכרחי כאן להעריך אינטגרציה מוצלחים ממברנה. לשטוף thylakoids התאושש ב 120 μL של 5 מ מ EDTA 1xIB, העברת צינור חדש.
  6. צנטריפוגה-3,200 g ב- microcentrifuge עבור 5 דקות ב 4 ° C, resuspend בגדר שוב בתוך אמצעי אחסון המתאים מאגר x Laemmli 2 בתוספת 10 מ מ EDTA. מקום הרתחת המים הרותחים למשך 10 דקות לפני ניתוח לפי עמודים מרחביות.
    הערה: שילוב של בוגרת LHCP (mLHCP) מוערך על ידי הופעתו של מוצר המוגן על-ידי פרוטאז השפלה (mLHCP-D) כ- 1.5-2 kDa קטן יותר uncleaved mLHCP17.

תוצאות

כדי לאמוד את כמות המצע הועברו בהצלחה, זה שימושי לכלול נתיבים "אחוז קלט" אחד או יותר. עבור הנתונים שיובאו להלן, שימש 10% התגובה תחבורה הסופי ללא thylakoids. זה "קלט אחוז" גם עוזר להמחיש את גודל המצע מבשר. האחוז מייצג סכום ידוע, הגדרה של המצע עם אשר כדי להשוות מועבר המצע נגד, וניתן לשנ?...

Discussion

בידוד כלורופלסט, תילקואיד

שבירה מוגזמת עלולה לגרום ב כלורופלסט המסכן בידוד ובכך תילקואיד המסכן תשואות לאחר ההפרדה במעבר הצבע. מומלץ homogenize את הרקמה שנקטפו בעדינות על-ידי הבטחת כי כל החומר שקוע לפני המיזוג, הפועמים 15 מחזורים s ובודקים באופן מלא. אם יש צורך, להשתמש מספר סיבובים ק...

Disclosures

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgements

כתב יד זה הוכן עם מימון על ידי חלוקה של מדעי הכימיה, מדעי החיים, 408 משרד האנרגיה הבסיסית, למדעי לנו מחלקת האנרגיה דרך גרנט דה-SC0017035

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Pisum sativum seedsSeedway LLC, Hall, NY8686 - Little Marvel
MiraclothCalbiochem, Gibbstown, NJ475855-1
80% AcetoneSigma, Saint Louis, MO67-64-1
Blender with sharpened bladesWaring CommercialBB155S
Polytron 10-35Fischer Sci13-874-617
PercollSigma, Saint Louis, MOGE17-0891-01
Beckman J2-MC with JA 20 rotorBeckman-Coulter8043-30-1180
Sorvall RC-5B with HB-4 rotorSorvall8327-30-1016
100 mM dithiothreitol (DTT) in 1xIBSigma, Saint Louis, MO12/3/83Can be frozen in aliquots for future use
200 mM MgATP in 1xIBSigma, Saint Louis, MO74804-12-9Can be frozen in aliquots for future use
Thermolysin in 1xIB (2mg/mL)Sigma, Saint Louis, MO9073-78-3Can be frozen in aliquots for future use
HEPESSigma, Saint Louis, MOH3375
K-TricineSigma, Saint Louis, MOT0377
SorbitolSigma, Saint Louis, MO50-70-4
Magnesium ChlorideSigma, Saint Louis, MO7791-18-6
Manganese ChlorideSigma, Saint Louis, MO13446-34-9
EDTASigma, Saint Louis, MO60-00-4
BSASigma, Saint Louis, MO9048-46-8
TrisSigma, Saint Louis, MO77-86-1
SDSSigma, Saint Louis, MO151-21-3
GlycerolSigma, Saint Louis, MO56-81-5
Bromophenol BlueSigma, Saint Louis, MO115-39-9
B-MercaptoethanolSigma, Saint Louis, MO60-24-2

References

  1. Ellis, R. Chloroplast protein synthesis: principles and problems. Sub-cellular biochemistry. 9, 237 (1983).
  2. Li, H. -. m., Chiu, C. -. C. Protein transport into chloroplasts. Annual review of plant biology. 61, (2010).
  3. Cline, K., Ettinger, W., Theg, S. M. Protein-specific energy requirements for protein transport across or into thylakoid membranes. Two lumenal proteins are transported in the absence of ATP. Journal of Biological Chemistry. 267 (4), 2688-2696 (1992).
  4. Skalitzky, C. A., et al. Plastids contain a second sec translocase system with essential functions. Plant physiology. 155 (1), 354-369 (2011).
  5. Dabney-Smith, C., Storm, A. . Plastid Biology. , 271-289 (2014).
  6. Kim, S. J., Jansson, S., Hoffman, N. E., Robinson, C., Mant, A. Distinct "assisted" and "spontaneous" mechanisms for the insertion of polytopic chlorophyll-binding proteins into the thylakoid membrane. Journal of Biological Chemistry. 274 (8), 4715-4721 (1999).
  7. Emanuelsson, O., Nielsen, H., Von Heijne, G. C. h. l. o. r. o. P. ChloroP, a neural network-based method for predicting chloroplast transit peptides and their cleavage sites. Protein Science. 8 (5), 978-984 (1999).
  8. Emanuelsson, O., Brunak, S., Von Heijne, G., Nielsen, H. Locating proteins in the cell using TargetP, SignalP and related tools. Nature protocols. 2 (4), 953 (2007).
  9. Ling, Q., Jarvis, R. Analysis of protein import into chloroplasts isolated from stressed plants. Journal of Visualized Experiments. (117), e54717 (2016).
  10. Lo, S. M., Theg, S. M. . Photosynthesis Research Protocols. , 139-157 (2011).
  11. Vernon, L. P. Spectrophotometric determination of chlorophylls and pheophytins in plant extracts. Analytical Chemistry. 32 (9), 1144-1150 (1960).
  12. Knott, T. G., Robinson, C. The secA inhibitor, azide, reversibly blocks the translocation of a subset of proteins across the chloroplast thylakoid membrane. Journal of Biological Chemistry. 269 (11), 7843-7846 (1994).
  13. Yuan, J., Henry, R., McCaffery, M., Cline, K. SecA homolog in protein transport within chloroplasts: evidence for endosymbiont-derived sorting. Science. 266 (5186), 796-798 (1994).
  14. Nohara, T., Nakai, M., Goto, A., Endo, T. Isolation and characterization of the cDNA for pea chloroplast SecA Evolutionary conservation of the bacterial-type SecA-dependent protein transport within chloroplasts. FEBS letters. 364 (3), 305-308 (1995).
  15. Endow, J. K., Singhal, R., Fernandez, D. E., Inoue, K. Chaperone-assisted post-translational transport of plastidic type I signal peptidase 1. Journal of Biological Chemistry. 290 (48), 28778-28791 (2015).
  16. Luirink, J., Sinning, I. SRP-mediated protein targeting: structure and function revisited. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Molecular Cell Research. 1694 (1-3), 17-35 (2004).
  17. Yuan, J., Henry, R., Cline, K. Stromal factor plays an essential role in protein integration into thylakoids that cannot be replaced by unfolding or by heat shock protein. Hsp70. Proceedings of the National Academy of Sciences. 90 (18), 8552-8556 (1993).
  18. Tjalsma, H., van Dijl, J. M. Proteomics-based consensus prediction of protein retention in a bacterial membrane. Proteomics. 5 (17), 4472-4482 (2005).
  19. Widdick, D. A., Eijlander, R. T., van Dijl, J. M., Kuipers, O. P., Palmer, T. A Facile Reporter System for the Experimental Identification of Twin-Arginine Translocation (Tat) Signal Peptides from All Kingdoms of Life. Journal of Molecular Biology. 375 (3), 595-603 (2008).
  20. Yuan, J., Cline, K. Plastocyanin and the 33-kDa subunit of the oxygen-evolving complex are transported into thylakoids with similar requirements as predicted from pathway specificity. Journal of Biological Chemistry. 269 (28), 18463-18467 (1994).
  21. Kirchhoff, H., Borinski, M., Lenhert, S., Chi, L., Büchel, C. Transversal and lateral exciton energy transfer in grana thylakoids of spinach. Biochemistry. 43 (45), 14508-14516 (2004).
  22. Frielingsdorf, S., Jakob, M., Klösgen, R. B. A stromal pool of TatA promotes Tat-dependent protein transport across the thylakoid membrane. Journal of Biological Chemistry. 283 (49), 33838-33845 (2008).
  23. Tu, C. -. J., Schuenemann, D., Hoffman, N. E. Chloroplast FtsY, chloroplast signal recognition particle, and GTP are required to reconstitute the soluble phase of light-harvesting chlorophyll protein transport into thylakoid membranes. Journal of Biological Chemistry. 274 (38), 27219-27224 (1999).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

139translocon cpTatcpSec1cpSRP

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved