המחברים מבקשים להודות למר לואיס פ. דלגאדיו (המחלקה להנדסה כימית וביומולקולרית, אוניברסיטת אוהיו), למר מתיו ויליאמס (המחלקה להנדסה כימית וביומולקולרית, אוניברסיטת אוהיו), ולד"ר פיליברטו סדנו-לורן (בית החולים בריגהם ונשים ובית הספר לרפואה של הרווארד) על סיוע טכני מומחה. המחברים גם מבקשים להודות חורף 2011 CHE 404/BME 504 וסתיו 2012 CHE 4830/BME 5830 סטודנטים (המחלקה להנדסה כימית וביומולקולרית ותכנית הנדסה ביו רפואית, אוניברסיטת אוהיו) עבור ייעוץ טכני ודיון. עבודה זו נתמכה על ידי הקרן הלאומית למדע (NSF) מענק מכשור מחקר גדול CBET-1039869 (MMB), NSF CBET-1106118 (MMB), מענק מחקר קרן דרמטולוגיה A050422 (SRB), המכונים הלאומיים לבריאות (NIH) מענק NCI 1R15CA161 830-01 (MMB), NIH קירששטיין-NRSA פוסט דוקטורט מלגת F32CA144219-01A1 (SRB), NIH / NCI R01CA173610 (CJD), ו NIH NCCAM מענק R01AT004628 (CJD).

1. אמת את הזיקה לחלבון A
<ol><li>ודאו שהחלבון המבטא Fc (חלבון היתוך רקומביננטי או נוגדן IgG, עד כה המכונה "חלבון") יש זיקה מקובלת לחלבון A14-17 לפני השימוש בחלבון ספיחה קרום A, ולבדוק את נוכחות החלבון בתמיסת המלאי (למשל, תרבות התא supernatant הובהר על ידי צנטריפוגה ב 1,000 x g במשך 5 דקות כדי גלולה תאים מושעים). השתמש ציטומטריה זרימה, סופג המערבי, ELISA, וכו '. כדי לזהות תפקוד חלבון ו/או נוכחות של Fc, בהתבסס על העדפת המעבדה. באופן אידיאלי, לכמת את החלבון בתרבית התא supernatant (שלב 6) כדי למנוע חריגה חלבון קיבולת ספיחה קרום. המשך אם מתגלה חלבון.</li>
</ol>2. הכן חלבון ספיחה קרום ותרבות תאים Supernatant
<ol><li>בצע את הוראות היצרן להכנת ספיחה ממברנה. לעולם אל תיתן לאוויר להיכנס לספינת הממברנה. כל הפתרונות perfused דרך ספיחה ממברנה צריך להיות בטמפרטורת החדר מסונן מראש באמצעות מסנן 0.22 מיקרומטר. מלא מזרק 10 מ"ל עם 0.22 מיקרומטר מסונן פוספט של פוספט אגירה מלוחים (DPBS) או מאגר של בועות אוויר בחירה ופריקה. לעיין DPBS כדי להסיר את פתרון האחסון כדי לייצב את ספיחה קרום מיד לפני השימוש.</li>
	<li>לסנן את תרבות התא supernatant מיד לפני זלוף דרך ספיחה קרום, באמצעות יחידת סינון סטרילי 0.22 מיקרומטר מונחה ואקום.</li>
</ol>3. לטעון את החלבון ספיחה קרום
<ol><li>לשאוף את תרבות התא supernatant לתוך מזרק לואר לוק (30 מ"ל או יותר), ולפרוק כל בועות אוויר.</li>
	<li>אספו חומרים וציוד כפי שמוצג באיור 1. חבר את המזרק למפרצון של ספיחה ממברנה. חבר צינורות גמישים לשקע ספיחה ממברנה. אם תרצה, למקם מסנן מזרק 0.22 מיקרומטר בין המזרק לבין ספיחה קרום. השתמש בקבוק או בקבוק כדי לתפוס זרימה דרך (הידוע גם בשם סינון), מן הספייחה.</li>
	<li>הגדר את משאבת המזרק לקצב הזרימה הנפחי הרצוי, אך אל תחרוג מקצב הזרימה המומלץ של היצרן (למשל 10מ"ל לדקה). לחלחל את תרבות התא supernatant דרך ספיחה קרום, איסוף זרימה דרך בכומתה או מיכל אחר. טען מחדש את המזרק עם supernatants צורך.</li>
	<li>אם תרצה, בדוק את הזרימה דרך נוכחות של חלבון באמצעות cytometry זרימה, סופג מערבי, ELISA, וכו '. בהתבסס על העדפת המעבדה. זה בדרך כלל מיותר כדי reperfuse את הזרימה דרך.</li>
</ol>4. חלבון אלוט מסופג הממברנה
<ol><li>לשטוף את ספיחה ממברנה עם 10 מיליליטר DPBS כדי להסיר כל חלבון שאינו מאוגד.</li>
	<li>חלבון אלוט מספח הממברנה בקצב הזרימה הרצוי (למשל 1מ"ל /min) באמצעות 10-15 מ"ל של מאגר אלוטיון(למשל מאגר אלוציה מבוסס אמין (pH 2.8)). לתפוס eluate בצינור המכיל חיץ נטרול(למשל 1 M Tris (pH 9.4)) ב 10% של נפח elution (1.0-1.5 מ"ל).</li>
	<li>לחלופין, חלבון elute במרווחים מיליליטר אחד לתוך צינורות המכילים 100 μl של חיץ נטרול, באמצעות נפח כולל של 10-15 מיליליטר מאגר elution. השתמש בשיטת האפיון המועדפת כדי לבדוק כל שבר לנוכחות של חלבון.</li>
	<li>לחדש את ספיחה קרום על פי הוראות היצרן. לחלחל 10 מיליליטר של 0.22 מיקרומטר מסונן DPBS או מאגר של בחירה, אז 10 מיליליטר של 0.22 מיקרומטר מסונן 50 מ"מ NaOH ב 1 N NaCl, ולבסוף 10 מיליליטר של 0.22 מיקרומטר מסונן DPBS. מלאו את ספיחה הממברנה ב-20% אתנול ב-DPBS לאחסון ארוך טווח ב-4 מעלות צלזיוס.</li>
</ol>5. לרכז ולדיאליז את החלבון
<ol><li>להפקיד את כל eluate (או שברי elution המכיל חלבון כפי שנקבע בשלב 4.3) ביחידת 10 kDa משקל מולקולרי מנותק צנטריפוגלי מסנן. בצע את הוראות היצרן לצנטריפוגה.</li>
	<li>דיאליזה retentate ביחידת דיאליזה נפח קטן (10 kDa משקל מולקולרי מנותק) נגד המאגר של בחירה, בעקבות הוראות היצרן. ייתכן שיהיה צורך להוסיף מאגר לחומר דיאליזה אם משקעים בחלבון הם דאגה. אם תרצה, ניתן יהיה לשמור בקירור את החומר המחודד עד שניתן יהיה לבצע את שלב 6, אך אחסון לטווח ארוך ללא חומרים משמרים אינו מומלץ.</li>
</ol>6. לכמת ולאפיין מוצר מטוהר בהליך בלום מערבי מזורז
<ol><li>פתור חלבונים מטוהרים ותקני Fc על הג'ל המועדף על ידי SDS-PAGE, בתנאים מפחיתים או לא מרוקנים לפיהצורך 18-20. השתמש ג'ל מיני ולא midi ג'ל כדי למזער את זמן הריצה.<ol>
<li>אם עדיין לא ידוע, קבעו את טווח הסטנדרטים של Fc מעל איזה אות פס משתנה באופן ליניארי ביחס לכמות הטעונים (למשל 0.1-1 מ"ג). השתמש באותו ג'ל, תנאי ריצה, תנאי העברה, ריאגנטים שישמשו לכימות ואפיון חלבון מטוהר.</li>
			<li>טען כמויות מדגם מרובות של חלבון מטוהר, כולל דגימות מדוללות עם DPBS, כדי להבטיח כי אותות רצועת חלבון מטוהרים נמצאים בטווח האותות הליניארי של תקני Fc בניתוח תמונה.</li>
		</ol>
</li>
	<li>להעביר חלבונים מהג'ל לקרום פלואוריד פוליווינילידן (PVDF) במערכת חיץ רציפה באמצעות בלוטר חצי13, בעקבות הוראות יצרן הבלוטר. זמן ההעברה הוא בדרך כלל 5-10 דקות. אם תרצה, קומאסי כתם את הג'ל לאחר ההעברה כדי לאמת את יעילות ההעברה21.</li>
	<li>בצע immunoblotting עם אנטי Fc או אנטי IgG מצומד אלקליין phosphatase (AP) או חמצן צנון סוס (HRP), בהתבסס על העדפת המעבדה, באמצעות מערכת לגילוי חלבון בסיוע ואקום. זמן חיסון הוא בדרך כלל פחות משעה.</li>
	<li>לפתח immunoblot באמצעות המצע ואת השיטה של בחירה(למשל מצע AP ו chemiluminescence משופרת).</li>
	<li>לכמת חלבון מטוהר על ידי ניתוח תמונה. בצע רגרסיה ליניארית באותות הלהקה מהסטנדרטים של Fc. אם R2>0.90, השתמש במשוואה עבור הקו כדי לחשב כמות חלבון מאותות הרצועה שלו. תסביר דילול לדוגמה במידת הצורך. מאז כימות החלבון מבוצע על בסיס Fc, להתאים את הערך עבור הבדלי משקל מולקולרי בין החלבון Fc. אם R2<0.90, לחזור על שלב 6 בשלמותו.</li>
	<li>לאמת חלבון באמצעות מבחנים פונקציונליים או שיטות כדי לזהות Fc באמצעות cytometry זרימה, סופג מערבי, ELISA, וכו '. בהתבסס על העדפת המעבדה.</li>
	<li>לדלל חלבון לריכוז הרצוי ו/או להוסיף חומרים משמרים או מייצבים רצויים לתמיסת החלבון המטוהר לפני ההזנה לאחסון ארוך טווח, קפוא או אחר.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Gagnon, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Technology+trends+in+antibody+purification.">Technology trends in antibody purification.</a> J. Chromatogr. A. 1221, 57-70 (2012).</li><li>Gottschalk, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioseparation+in+antibody+manufacturing:+The+good,+the+bad+and+the+ugly.">Bioseparation in antibody manufacturing: The good, the bad and the ugly.</a> Biotechnol. Prog. 24, 496-503 (2008).</li><li>Liu, H. F., Ma, J., Winter, C., Bayer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recovery+and+purification+process+development+for+monoclonal+antibody+production.">Recovery and purification process development for monoclonal antibody production.</a> MAbs. 2, 480-499 (2010).</li><li>Low, D., O'Leary, R., Pujar, N. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Future+of+antibody+purification.">Future of antibody purification.</a> J. Chromatogr. B Anal. Technol. Biomed. Life. Sci. 848, 48-63 (2007).</li><li>Boi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Membrane+adsorbers+as+purification+tools+for+monoclonal+antibody+purification.">Membrane adsorbers as purification tools for monoclonal antibody purification.</a> J. Chromatogr. B Anal. Technol. Biomed. Life. Sci. 848, (1016).</li><li>Cuatrecasas, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+purification+by+affinity+chromatography.+Derivatizations+of+agarose+and+polyacrylamide+beads.">Protein purification by affinity chromatography. Derivatizations of agarose and polyacrylamide beads.</a> J. Biol. Chem. 245, 3059-3065 (1970).</li><li>Shukla, A. A., Gottschalk, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-use+disposable+technologies+for+biopharmaceutical+manufacturing.">Single-use disposable technologies for biopharmaceutical manufacturing.</a> Trends Biotechnol. 31, 147-154 (2013).</li><li>Boi, C., Dimartino, S., Sarti, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Performance+of+a+new+protein+a+affinity+membrane+for+the+primary+recovery+of+antibodies.">Performance of a new protein a affinity membrane for the primary recovery of antibodies.</a> Biotechnol Prog. 24, 640-647 (2008).</li><li>Dancette, O. P., Taboureau, J., Tournier, E., Charcosset, C., Blond, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purification+of+immunoglobulins+g+by+protein+a/g+afinity+membrane+chromatography.">Purification of immunoglobulins g by protein a/g afinity membrane chromatography.</a> J. Chromatogr. B. 723, 61-68 (1999).</li><li>Thommes, J., Etzel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alternatives+to+chromatographic+separations.">Alternatives to chromatographic separations.</a> Biotechnol. Prog. 23, 42-45 (2007).</li><li>Boi, C., Dimartino, S., Sarti, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modelling+and+simulation+of+affinity+membrane+adsorption.">Modelling and simulation of affinity membrane adsorption.</a> J. Chromatogr. A. 1162, 24-33 (2007).</li><li>van Beijeren, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Computer-aided+process+design+of+affinity+membrane+adsorbers:+A+case+study+on+antibodies+capturing.">Computer-aided process design of affinity membrane adsorbers: A case study on antibodies capturing.</a> Chem. Pap. 62, 458-463 (2008).</li><li>Lauriere, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+semidry+electroblotting+system+efficiently+transfers+both+high-+and+low-molecular-weight+proteins+separated+by+sds-page.">A semidry electroblotting system efficiently transfers both high- and low-molecular-weight proteins separated by sds-page.</a> Anal. Biochem. 212, 206-211 (1993).</li><li>Darcy, E., Leonard, P., Fitzgerald, J., Danaher, M., O'Kennedy, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purification+of+antibodies+using+affinity+chromatography.">Purification of antibodies using affinity chromatography.</a> Methods Mol. Biol. 681, 369-382 (2011).</li><li>Hjelm, H., Hjelm, K., Sjoquist, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+a+from+staphylococcus+aureus.+Its+isolation+by+affinity+chromatography+and+its+use+as+an+immunosorbent+for+isolation+of+immunoglobulins.">Protein a from staphylococcus aureus. Its isolation by affinity chromatography and its use as an immunosorbent for isolation of immunoglobulins.</a> FEBS Lett. 28, 73-76 (1972).</li><li>Hober, S., Nord, K., Linhult, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+a+chromatography+for+antibody+purification.">Protein a chromatography for antibody purification.</a> J. Chromatogr. B Analyt. Technol. Biomed. Life Sci. 848, 40-47 (2007).</li><li>Kronvall, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+surface+component+in+group+a,+c,+and+g+streptococci+with+non-immune+reactivity+for+immunoglobulin+g.">A surface component in group a, c, and g streptococci with non-immune reactivity for immunoglobulin g.</a> J. Immunol. 111, 1401-1406 (1973).</li><li>Cedeno-Laurent, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+nascent+galectin-1+chimeric+molecule+for+studying+the+role+of+leukocyte+galectin-1+ligands+and+immune+disease+modulation.">Development of a nascent galectin-1 chimeric molecule for studying the role of leukocyte galectin-1 ligands and immune disease modulation.</a> J. Immunol. 185, 4659-4672 (2010).</li><li>Laemmli, U. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cleavage+of+structural+proteins+during+the+assembly+of+the+head+of+bacteriophage+t4.">Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage t4.</a> Nature. 227, 680-685 (1970).</li><li>Towbin, H., Staehelin, T., Gordon, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophoretic+transfer+of+proteins+from+polyacrylamide+gels+to+nitrocellulose+sheets:+Procedure+and+some+applications.">Electrophoretic transfer of proteins from polyacrylamide gels to nitrocellulose sheets: Procedure and some applications.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 76, 4350-4354 (1979).</li><li>Reisner, A. H., Nemes, P., Bucholtz, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+Coomassie+brilliant+blue+g250+perchloric+acid+solution+for+staining+in+electrophoresis+and+isoelectric+focusing+on+polyacrylamide+gels.">The use of Coomassie brilliant blue g250 perchloric acid solution for staining in electrophoresis and isoelectric focusing on polyacrylamide gels.</a> Anal. Biochem. 64, 509-516 (1975).</li><li>Cedeno-Laurent, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolic+inhibition+of+galectin-1-binding+carbohydrates+accentuates+antitumor+immunity.">Metabolic inhibition of galectin-1-binding carbohydrates accentuates antitumor immunity.</a> J. Invest. Dermatol. 132, 410-420 (2012).</li><li>Bradford, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+rapid+and+sensitive+method+for+the+quantitation+of+microgram+quantities+of+protein+utilizing+the+principle+of+protein-dye+binding.">A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding.</a> Anal. Biochem. 72, 248-254 (1976).</li><li>Desjardins, P., Hansen, J. B., Allen, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microvolume+Protein+Concentration+Determination+using+the+NanoDrop+2000c+Spectrophotometer.">Microvolume Protein Concentration Determination using the NanoDrop 2000c Spectrophotometer.</a> J. Vis. Exp. (33), (2009).</li><li>Ernst, O., Zor, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Linearization+of+the+Bradford+Protein+Assay.">Linearization of the Bradford Protein Assay.</a> J. Vis. Exp. (38), (2010).</li><li>Simonian, M. H., Smith, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectrophotometric+and+colorimetric+determination+of+protein+concentration.">Spectrophotometric and colorimetric determination of protein concentration.</a> Curr. Protoc. Mol. Biol. Chapter. 10, 10-1002 (2006).</li><li>Smith, P. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+protein+using+bicinchoninic+acid.">Measurement of protein using bicinchoninic acid.</a> Anal. Biochem. 150, 76-85 (1985).</li><li>Gravel, C., Li, C., Wang, J., Hashem, A. M., Jaentschke, B., Van Domselaar, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+Analyses+of+all+Influenza+Type+A+Viral+Hemagglutinins+and+Neuraminidases+using+Universal+Antibodies+in+Simple+Slot+Blot+Assays.">Quantitative Analyses of all Influenza Type A Viral Hemagglutinins and Neuraminidases using Universal Antibodies in Simple Slot Blot Assays.</a> J. Vis. Exp. (50), (2011).</li></ol>

אין מה לחשוף.

הפרוטוקול המתואר בזאת פותח כדי לבודד במהירות ולאפיין חלבון היתוך כימרי המבטא Fc אנושי (Gal-1hFc), מבלי להתפשר באופן משמעותי על התאוששות המוצר או עלות ניפוח. המרכיבים העיקריים של זרימת העבודה היעילה הם חלבון ספיחה ממברנה לבידוד, והעברה חלקית ואימונובליקה בסיוע ואקום לאפיון על ידי סופג מערבי....

בידוד של נוגדנים וחלבונים רקומביננטיים המבטאים שברי אימונוגלובולין G (IgG) Fc מתרבות התאים supernatants ופתרונות תאים מדוללים lysed ניתן להשיג באמצעות חלבון כרומטוגרפיה זיקה. במעבדות ובתעשייה בסיסיות של מדע והנדסה, עמודים עמוסים בחלבון נקבובי A מצופה agarose, זכוכית, או חרוזים פולימריים משמשים בדרך כלל עבור כרומטוגרפיה זיקה, למרות עלויות כספיות גבוהות וזמני עיבוד ארוכים1-3. זה מוערך היטב כי כרומטוגרפיה זיקה מייצגת את ההוצאה הגדולה ביותר ועיבוד צוואר בקבוק הן במעבדה והן בהגדרות תעשייתיות2,4. כתוצאה מכך, שיפורים רבים פותחו כדי להקטין את עלות זמן העיבוד מבלי להקריב את התאוששות המוצר הכוללת מרכבת התהליך1,2,5-7. מבטיח במיוחד לבידוד של נוגדנים וחלבונים אחרים מבטא Fc הוא כרומטוגרפיה זיקה באמצעות חלבון ספיחה קרום2,5,7-10. בעוד לכידת Fc ב chromatography עמודה הוא דיפוזיה מוגבלת(כלומר Fc-expressing חלבון חייב להתפזר לתוך ובאמצעות נקבוביות פנימיות כדי להגיע לרוב החלבון A) עם ירידה בלחץ גבוה על פני העמודה, הסעת המונים ספיחה ממברנה מונעת על ידי הסעה בתפזורת, וכתוצאה מכך הימנעות מגבלות דיפוזיה8,9,11,12. בנוסף, ירידה בלחץ על פני ספיחה ממברנה נמוכה, ובכך מאפשר קצב זרימת זלוף מהיר יותר לעומת עמודים ארוזים חרוזים8,9,11,12. לכן, עבור בידוד בקנה מידה מעבדה, כרומטוגרפיה קרום צפוי להפחית את זמן הבידוד על ידי מספר שעות ולהגדיל את לכידת המוצר לעומת כרומטוגרפיה עמודה. יתר על כן, מודלים מתמטיים עבור ספיחה IgG ספיחה ממברנה הוצעו8,9,11,12, ובכך מאפשר למשתמשי קצה לחזות ביצועים במעבדה.
צוואר בקבוק נוסף במעבדות מדע והנדסה בסיסיות הוא אפיון החלבון המבטא Fc. עם זאת, בחירת שיטות מתאימות להשלמת מבחני אפיון, כגון כתמים מערביים, יכולה להפחית מאוד את הזמן המושקע בבדיקות מוצרים. לדוגמה, העברה חלקית במערכת חיץ רציפה יכולה להשיג העברה אלקטרופורטית של חלבונים מג'ל SDS-PAGE לקרום פוליוויניל דיפלוורידין (PVDF) תוך דקות ספורות, לעומת העברה של שעה-שעתיים במיכל (רטוב) במערכת חיץ רציפה13.
פרוטוקול מהיר, זול ויעיל לבידוד ואפיון של חלבון היתוך כימרי המבטא שבר FC של IgG אנושי מתואר בזאת. רוב הציוד זמין בקלות במעבדות הנדסה ביו-רפואית בסיסיות סטנדרטיות, ביולוגיה, כימיה ו(ביו), וכל ריאגנטים זמינים מסחרית. למרות שתוצאות מייצגות נוצרו מבידוד ואפיון של חלבון היתוך כימרי של Murine galectin-1/Human Fc (Gal-1hFc), ניתן להחיל את הפרוטוקול היעיל על בידוד של מולקולות אחרות בעלות שבר Fc, כגון נוגדנים, שברי Fc עצמם, או חלבוני היתוך Fc אחרים. השיפורים שלנו הפחיתו באופן דרמטי את זמן העיבוד (עד 4 שעות אך בדרך כלל ~ 9 שעות, לעומת 20 + שעות עבודה) תוך השגת התאוששות מוצר דומה או משופרת בהשוואה לשיטות סטנדרטיות.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="822">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:313px;">Protein A membrane adsorber (Sartobind Protein A 2 ml)&#160;</td>
			<td style="width:191px;">Sartorius-Stedim</td>
			<td style="width:147px;">93PRAP06HB-12--A</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Amicon Ultra centrifugal filter, 10 kDa, 4 ml</td>
			<td style="width:191px;">Millipore</td>
			<td>UFC801008</td>
			<td>Use 15 ml volume if needed</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Sterile vacuum filter unit, 0.22 &#181;m, 500 ml</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>SCGPU05RE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">10 ml Syringes with Luer Lock tips</td>
			<td>BD</td>
			<td>301604</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">30 ml Syringes with&#160; Luer Lock tips</td>
			<td>BD</td>
			<td>309650</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Tygon lab tubing (1/16 in x 1/8 in x 50 ft)</td>
			<td>Cole Parmer</td>
			<td>WU-95903-16</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:313px;">Slide-A-Lyzer MINI Dialysis Devices (10K MWCO)</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>69576</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Snap i.d. antibody collection tray</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>WBAVDABTR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Snap i.d. single well blot holder</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>WBAVDBH01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Elution buffer</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>21004</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Tris, ultra pure</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>819623</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Sodium chloride</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>7647-14-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Tween 20</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP337-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">DPBS</td>
			<td>Thermo Scientific&#160;</td>
			<td>SH30028.02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:313px;">DPBS with Ca2+/Mg2+</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>14080-055</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">BSA</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>A9647</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Human Fc</td>
			<td>Bethyl Research Laboratories</td>
			<td>&#160;P80-104</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Anti-human Fc-APC</td>
			<td>Jackson Immunoresearch</td>
			<td>109136170</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Anti-human Fc-AP</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>170-5018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Alkaline phosphatase substrate</td>
			<td>Promega</td>
			<td style="width:147px;">S3841</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:313px;">Flow cytometry tubes (5 ml polystyrene or polypropylene)</td>
			<td>BD</td>
			<td>352054</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;"></td>
			<td style="width:191px;"></td>
			<td style="width:147px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:191px;">Company</td>
			<td style="width:147px;">Catalog Number</td>
			<td>Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Syringe pump</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>55-2226</td>
			<td style="width:173px;">A peristaltic pump is also acceptable</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;">Protein gel electrophoresis system&#160;</td>
			<td>Bio-Rad Laboratories</td>
			<td>552BR094876</td>
			<td style="width:173px;">Any gel electrophoresis system is acceptable, but mini gel systems run fastest</td>
		</tr>
		<tr height="126">
			<td height="126" style="height:126px;">Semidry blotter&#160;</td>
			<td>Bio-Rad Laboratories</td>
			<td style="width:147px;">690BR006163</td>
			<td style="width:173px;">Any transfer system is acceptable, but discontinuos transfer systems perform electrophoretic transfer fastest</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:313px;">SNAP i.d. vacuum-assisted protein detection system</td>
			<td style="width:191px;">EMD Millipore</td>
			<td>WBAVDBASE</td>
			<td style="width:173px;">An upgraded model has replaced this specific instrument, but either should work just as well</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

isolation and characterization of chimeric human fc-expressing proteins using protein a membrane adsorbers and a streamlined workflow

סולם מעבדה לטיהור בקנה מידה תעשייתי של biomolecules מתרבות התא supernatants ופתרונות תאים lysed ניתן להשיג באמצעות כרומטוגרפיה זיקה. בעוד כרומטוגרפיה זיקה באמצעות חלבון נקבובי חרוזי agarose ארוזים בעמודים היא ללא ספק השיטה הנפוצה ביותר של בידוד בקנה מידה מעבדה של נוגדנים וחלבונים רקומביננטיים המבטאים שברי Fc של IgG, זה יכול להיות תהליך זמן רב ויקר. מגבלות זמן ופיננסים מרתיעות במיוחד במעבדות מדע בסיסיות קטנות שחייבות לשחזר מאות מיקרוגרם לכמויות מיליגרם של חלבון מפתרונות מדוללים, אך חסרות גישה למערכות אספקת נוזלים בלחץ גבוה ו/או כוח אדם עם מומחיות בביו-ספרות. יתר על כן, כימות ואפיון המוצר עשוי גם להאריך יתר על המידה את זמן העיבוד על פני מספר ימי עבודה ולנפח הוצאות (חומרים מתכלים, שכר וכו '). לכן, פרוטוקול מהיר, זול, אך יעיל נדרש לבידוד בקנה מידה מעבדה ואפיון של נוגדנים וחלבונים אחרים בעלי שבר FC. למטרה זו, פיתחנו פרוטוקול שניתן להשלים על ידי צוות טכני בעל ניסיון מוגבל בפחות מ 9 שעות (בערך יום עבודה אחד) ובמהירות של 4 שעות, בניגוד לשיטות מסורתיות הדורשות 20 + שעות עבודה. רוב הציוד הנדרש זמין בקלות במעבדות הנדסה ביו-רפואית סטנדרטיות, ביוכימיה ו(ביו), וכל ריאגנטים זמינים מסחרית. כדי להדגים פרוטוקול זה, מוצגות תוצאות מייצגות שבהן כימרי מורין galectin-1 התמזגו Fc האנושי (Gal-1hFc) מתרבות התא supernatant היה מבודד באמצעות חלבון ספיחה קרום A. גל-1hFc מטוהרת כובתה באמצעות הליך ניתוח כתמים מערבי מזורז והתאפיינה באמצעות ציטומטריית זרימה. ניתן לשנות את זרימת העבודה היעילה עבור חלבונים אחרים המבטאים Fc, כגון נוגדנים, ו/או לשנות אותה כך שישלבו שיטות כימות ואפיון חלופיות.

הפרוטוקול היעיל לבידוד ואפיון חלבוני Fc-expressing משמש באופן שגרתי לעיבוד גלקטין-1 של מורין כימרי מותך ל- Fc האנושי (Gal-1hFc) מתרבות תאים מדוללת. תרשים הזרימה באיור 2 מדגים את זרימת העבודה והזמן עבור כל שלב בפרוטוקול. עבור אצווה טיפוסית של 300 מ"ל של supernatant, זמן העיבוד הכולל הוא כ 9 שעות כאשר הבד...

Watch this Scientific Journal Video about Isolation and Characterization Of Chimeric Human Fc-expressing Proteins Using Protein A Membrane Adsorbers And A Streamlined Workflow at JoVE.com

Isolation and Characterization Of Chimeric Human Fc-expressing Proteins Using Protein A Membrane Adsorbers And A Streamlined Workflow

בהשוואה לכרומטוגרפיה מסורתית של זיקה באמצעות חלבון עמודים עמוסי חרוזים A, חלבון ספיחה קרום A יכולה להאיץ באופן משמעותי בידוד בקנה מידה מעבדתי של נוגדנים וחלבונים אחרים המבטאים שברי Fc. שיטות ניתוח וכימות מתאימות יכולות להאיץ עוד יותר את עיבוד החלבון, ולאפשר השלמת בידוד/אפיון ביום עבודה אחד, במקום 20+ שעות עבודה.

בידוד ואפיון של חלבונים דוברי Fc אנושיים כימריים באמצעות חלבון ספיחה ממברנה וזרימת עבודה יעילה

Laboratory scale to industrial scale purification of biomolecules from cell culture supernatants and lysed cell solutions can be accomplished using ...

isolation-characterization-chimeric-human-fc-expressing-proteins

Research

JoVE Journal

Bioengineering

7.1K Views.  Ohio University. בהשוואה לכרומטוגרפיה מסורתית של זיקה באמצעות חלבון עמודים עמוסי חרוזים A, חלבון ספיחה קרום A יכולה להאיץ באופן משמעותי בידוד בקנה מידה מעבדתי של נוגדנים וחלבונים אחרים המבטאים שברי Fc. שיטות ניתוח וכימות מתאימות יכולות להאיץ עוד יותר את עיבוד החלבון, ולאפשר השלמ...

Video: Isolation and Characterization Of Chimeric Human Fc-expressing Proteins Using Protein A Membrane Adsorbers And A Streamlined Workflow

Creating Two-Dimensional Patterned Substrates for Protein and Cell Confinement

Microcontact printing provides a rapid, highly reproducible method for the creation of well-defined patterned substrates.1 While microcontact printing can be employed to directly print a large number of molecules, including proteins,2 DNA,3 and silanes,4 the formation of self-assembled monolayers (SAMs) from long chain alkane thiols on gold provides a simple way to confine proteins and cells to specific patterns containing adhesive and resistant regions. This confinement can be used to control cell morphology and is useful for examining a variety of questions in protein and cell biology. Here, we describe a general method for the creation of well-defined protein patterns for cellular studies.5 This process involves three steps: the production of a patterned master using photolithography, the creation of a PDMS stamp, and microcontact printing of a gold-coated substrate. Once patterned, these cell culture substrates are capable of confining proteins and/or cells (primary cells or cell lines) to the pattern.
The use of self-assembled monolayer chemistry allows for precise control over the patterned protein/cell adhesive regions and non-adhesive regions; this cannot be achieved using direct protein stamping. Hexadecanethiol, the long chain alkane thiol used in the microcontact printing step, produces a hydrophobic surface that readily adsorbs protein from solution. The glycol-terminated thiol, used for backfilling the non-printed regions of the substrate, creates a monolayer that is resistant to protein adsorption and therefore cell growth.6 These thiol monomers produce highly structured monolayers that precisely define regions of the substrate that can support protein adsorption and cell growth. As a result, these substrates are useful for a wide variety of applications from the study of intercellular behavior7 to the creation of microelectronics.8
While other types of monolayer chemistry have been used for cell culture studies, including work from our group using trichlorosilanes to create patterns directly on glass substrates,9 patterned monolayers formed from alkane thiols on gold are straight-forward to prepare. Moreover, the monomers used for monolayer preparation are commercially available, stable, and do not require storage or handling under inert atmosphere. Patterned substrates prepared from alkane thiols can also be recycled and reused several times, maintaining cell confinement.10

Self-assembled monolayers (SAMs) formed from long chain alkane thiols on gold provide well-defined substrates for the formation of protein patterns and cell confinement. Microcontact printing of hexadecanethiol using a polydimethylsiloxane (PDMS) stamp followed by backfilling with a glycol-terminated alkane thiol monomer produces a pattern where protein and cells adsorb only to the stamped hexadecanethiol region.

יצירת דו מימדי מצעים Patterned עבור החזקת חלבון ו-Cell

Microcontact printing provides a rapid, highly reproducible method for the creation of well-defined patterned substrates.1  While microcontact printing ...

Detection and Isolation of Circulating Melanoma Cells using Photoacoustic Flowmetry

Circulating tumor cells (CTCs) are those cells that have separated from a macroscopic tumor and spread through the blood and lymph systems to seed secondary tumors1,2,3. CTCs are indicators of metastatic disease and their detection in blood samples may be used to diagnose cancer and monitor a patient&prime;s response to therapy. Since CTCs are rare, comprising about one tumor cell among billions of normal blood cells in advanced cancer patients, their detection and enumeration is a difficult task. We exploit the presence of pigment in most melanoma cells to generate photoacoustic, or laser induced ultrasonic waves in a custom flow cytometer for detection of circulating melanoma cells (CMCs)4,5. This process entails separating a whole blood sample using centrifugation and obtaining the white blood cell layer. If present in whole blood, CMCs will separate with the white blood cells due to similar density. These cells are resuspended in phosphate buffered saline (PBS) and introduced into the flowmeter. Rather than a continuous flow of the blood cell suspension, we induced two phase flow in order to capture these cells for further study. In two phase flow, two immiscible liquids in a microfluidic system meet at a junction and form alternating slugs of liquid6,7. PBS suspended white blood cells and air form microliter slugs that are sequentially irradiated with laser light. The addition of a surfactant to the liquid phase allows uniform slug formation and the user can create different sized slugs by altering the flow rates of the two phases. Slugs of air and slugs of PBS with white blood cells contain no light absorbers and hence, do not produce photoacoustic waves. However, slugs of white blood cells that contain even single CMCs absorb laser light and produce high frequency acoustic waves. These slugs that generate photoacoustic waves are sequestered and collected for cytochemical staining for verification of CMCs.

We have developed a flow cytometer using laser induced ultrasound to detect circulating melanoma cells as an early indicator of metastatic disease.

איתור בידוד של תאים מלנומה במחזור באמצעות Flowmetry photoacoustic

Circulating tumor cells (CTCs) are those cells that have separated from a macroscopic tumor and spread through the blood and lymph systems to seed ...

Membrane-SPINE: A Biochemical Tool to Identify Protein-protein Interactions of Membrane Proteins In Vivo

Membrane proteins are essential for cell viability and are therefore important therapeutic targets1-3. Since they function in complexes4, methods to identify and characterize their interactions are necessary5. To this end, we developed the Membrane Strep-protein interaction experiment, called Membrane-SPINE6. This technique combines in vivo cross-linking using the reversible cross-linker formaldehyde with affinity purification of a Strep-tagged membrane bait protein. During the procedure, cross-linked prey proteins are co-purified with the membrane bait protein and subsequently separated by boiling. Hence, two major tasks can be executed when analyzing protein-protein interactions (PPIs) of membrane proteins using Membrane-SPINE: first, the confirmation of a proposed interaction partner by immunoblotting, and second, the identification of new interaction partners by mass spectrometry analysis. Moreover, even low affinity, transient PPIs are detectable by this technique. Finally, Membrane-SPINE is adaptable to almost any cell type, making it applicable as a powerful screening tool to identify PPIs of membrane proteins.

Membrane-SPINE: A Biochemical Tool to Identify Protein-protein Interactions of Membrane Proteins In Vivo

A biochemical approach is described to identify in vivo protein-protein interactions (PPI) of membrane proteins. The method combines protein cross-linking, affinity purification and mass spectrometry, and is adaptable to almost any cell type or organism. With this approach, even the identification of transient PPIs becomes possible.

קרום עמוד שדרה: ביוכימית כלי לזיהוי חלבונים אינטראקציות של חלבונים בממברנה<em&gt; בVivo</em

Membrane proteins are essential for cell viability and are therefore important therapeutic targets1-3. Since they function in complexes4, methods to ...

Synthesis of an Intein-mediated Artificial Protein Hydrogel

We present the synthesis of a highly stable protein hydrogel mediated by a split-intein-catalyzed protein trans-splicing reaction. The building blocks of this hydrogel are two protein block-copolymers each containing a subunit of a trimeric protein that serves as a crosslinker and one half of a split intein. A highly hydrophilic random coil is inserted into one of the block-copolymers for water retention. Mixing of the two protein block copolymers triggers an intein trans-splicing reaction, yielding a polypeptide unit with crosslinkers at either end that rapidly self-assembles into a hydrogel. This hydrogel is very stable under both acidic and basic conditions, at temperatures up to 50 &#176;C, and in organic solvents. The hydrogel rapidly reforms after shear-induced rupture. Incorporation of a &#34;docking station peptide&#34; into the hydrogel building block enables convenient incorporation of &#34;docking protein&#34;-tagged target proteins. The hydrogel is compatible with tissue culture growth media, supports the diffusion of 20 kDa molecules, and enables the immobilization of bioactive globular proteins. The application of the intein-mediated protein hydrogel as an organic-solvent-compatible biocatalyst was demonstrated by encapsulating the horseradish peroxidase enzyme and corroborating its activity.

We present the synthesis of a split-intein-mediated protein hydrogel. The building blocks of this hydrogel are two protein copolymers each containing a subunit of a trimeric protein that serves as a crosslinker and one half of a split intein. Mixing of the two protein copolymers triggers an intein trans-splicing reaction, yielding a polypeptide unit that self-assembles into a hydrogel. This hydrogel is highly pH- and temperature-stable, compatible with organic solvents, and easily incorporates functional globular proteins.

סינתזה של חלבון מלאכותי בתיווך intein Hydrogel

We present the synthesis of a highly stable protein hydrogel mediated by a split-intein-catalyzed protein trans-splicing reaction. The building blocks of ...

Characterization of Complex Systems Using the Design of Experiments Approach: Transient Protein Expression in Tobacco as a Case Study

Plants provide multiple benefits for the production of biopharmaceuticals including low costs, scalability, and safety. Transient expression offers the additional advantage of short development and production times, but expression levels can vary significantly between batches thus giving rise to regulatory concerns in the context of good manufacturing practice. We used a design of experiments (DoE) approach to determine the impact of major factors such as regulatory elements in the expression construct, plant growth and development parameters, and the incubation conditions during expression, on the variability of expression between batches. We tested plants expressing a model anti-HIV monoclonal antibody (2G12) and a fluorescent marker protein (DsRed). We discuss the rationale for selecting certain properties of the model and identify its potential limitations. The general approach can easily be transferred to other problems because the principles of the model are broadly applicable: knowledge-based parameter selection, complexity reduction by splitting the initial problem into smaller modules, software-guided setup of optimal experiment combinations and step-wise design augmentation. Therefore, the methodology is not only useful for characterizing protein expression in plants but also for the investigation of other complex systems lacking a mechanistic description. The predictive equations describing the interconnectivity between parameters can be used to establish mechanistic models for other complex systems.

We describe a design of experiments approach that can be used to determine and model the influence of transgene regulatory elements, plant growth and development parameters, and incubation conditions on the transient expression of monoclonal antibodies and reporter proteins in plants.

אפיון של מערכות מורכבות באמצעות העיצוב של גישת ניסויים: ביטוי חלבון חלוף בטבק כמקרה מבחן

Plants provide multiple benefits for the production of biopharmaceuticals including low costs, scalability, and safety. Transient expression offers the ...

Expression, Isolation, and Purification of Soluble and Insoluble Biotinylated Proteins for Nerve Tissue Regeneration

Recombinant protein engineering has utilized Escherichia coli (E. coli) expression systems for nearly 4 decades, and today E. coli is still the most widely used host organism. The flexibility of the system allows for the addition of moieties such as a biotin tag (for streptavidin interactions) and larger functional proteins like green fluorescent protein or cherry red protein. Also, the integration of unnatural amino acids like metal ion chelators, uniquely reactive functional groups, spectroscopic probes, and molecules imparting post-translational modifications has enabled better manipulation of protein properties and functionalities. As a result this technique creates customizable fusion proteins that offer significant utility for various fields of research. More specifically, the biotinylatable protein sequence has been incorporated into many target proteins because of the high affinity interaction between biotin with avidin and streptavidin. This addition has aided in enhancing detection and purification of tagged proteins as well as opening the way for secondary applications such as cell sorting. Thus, biotin-labeled molecules show an increasing and widespread influence in bioindustrial and biomedical fields. For the purpose of our research we have engineered recombinant biotinylated fusion proteins containing nerve growth factor (NGF) and semaphorin3A (Sema3A) functional regions. We have reported previously how these biotinylated fusion proteins, along with other active protein sequences, can be tethered to biomaterials for tissue engineering and regenerative purposes. This protocol outlines the basics of engineering biotinylatable proteins at the milligram scale, utilizing&#160; a T7 lac inducible vector and E. coli expression hosts, starting from transformation to scale-up and purification.

Developing biotinylatable fusion proteins has many potential applications in various fields of research. Recombinant protein engineering is a straight forward procedure that is cost-effective, providing high yields of custom-designed proteins.

ביטוי, בידוד וטיהור של מסיס ובלתי מסיסים חלבונים Biotinylated להתחדשות רקמת עצב

Recombinant protein engineering has utilized Escherichia coli (E. coli) expression systems for nearly 4 decades, and today E. coli is still the most ...

Luminescence Resonance Energy Transfer to Study Conformational Changes in Membrane Proteins Expressed in Mammalian Cells

Luminescence Resonance Energy Transfer, or LRET, is a powerful technique used to measure distances between two sites in proteins within the distance range of 10-100 &#197;. By measuring the distances under various ligated conditions, conformational changes of the protein can be easily assessed. With LRET, a lanthanide, most often chelated terbium, is used as the donor fluorophore, affording advantages such as a longer donor-only emission lifetime, the flexibility to use multiple acceptor fluorophores, and the opportunity to detect sensitized acceptor emission as an easy way to measure energy transfer without the risk of also detecting donor-only signal. Here, we describe a method to use LRET on membrane proteins expressed and assayed on the surface of intact mammalian cells. We introduce a protease cleavage site between the LRET fluorophore pair. After obtaining the original LRET signal, cleavage at that site removes the specific LRET signal from the protein of interest allowing us to quantitatively subtract the background signal that remains after cleavage. This method allows for more physiologically relevant measurements to be made without the need for purification of protein.

We describe here an improved Luminescence Resonance Energy Transfer (LRET) method where we introduce a protease cleavage site between the donor and acceptor fluorophore sites. This modification allows us to obtain specific LRET signals arising from membrane proteins of interest, allowing for the study of membrane proteins without protein purification.

הארה תהודת אנרגיה העבר לחקר שינויי קונפורמציה בחלבונים בממברנה שבאו לידי ביטוי בתאי יונקים

Luminescence Resonance Energy Transfer, or LRET, is a powerful technique used to measure distances between two sites in proteins within the distance range ...

Production, Characterization and Potential Uses of a 3D Tissue-engineered Human Esophageal Mucosal Model

The incidence of both esophageal adenocarcinoma and its precursor, Barrett&#8217;s Metaplasia, are rising rapidly in the western world. Furthermore esophageal adenocarcinoma generally has a poor prognosis, with little improvement in survival rates in recent years. These are difficult conditions to study and there has been a lack of suitable experimental platforms to investigate disorders of the esophageal mucosa.
A model of the human esophageal mucosa has been developed in the MacNeil laboratory which, unlike conventional 2D cell culture systems, recapitulates the cell-cell and cell-matrix interactions present in vivo and produces a mature, stratified epithelium similar to that of the normal human esophagus. Briefly, the model utilizes non-transformed normal primary human esophageal fibroblasts and epithelial cells grown within a porcine-derived acellular esophageal scaffold. Immunohistochemical characterization of this model by CK4, CK14, Ki67 and involucrin staining demonstrates appropriate recapitulation of the histology of the normal human esophageal mucosa.
This model provides a robust, biologically relevant experimental model of the human esophageal mucosa. It can easily be manipulated to investigate a number of research questions including the effectiveness of pharmacological agents and the impact of exposure to environmental factors such as alcohol, toxins, high temperature or gastro-esophageal refluxate components. The model also facilitates extended culture periods not achievable with conventional 2D cell culture, enabling, inter alia, the study of the impact of repeated exposure of a mature epithelium to the agent of interest for up to 20 days. Furthermore, a variety of cell lines, such as those derived from esophageal tumors or Barrett&#8217;s Metaplasia, can be incorporated into the model to investigate processes such as tumor invasion and drug responsiveness in a more biologically relevant environment.

This manuscript describes the production, characterization and potential uses of a tissue engineered 3D esophageal construct prepared from normal primary human esophageal fibroblast and squamous epithelial cells seeded within a de-cellularized porcine scaffold. The results demonstrate the formation of a mature stratified epithelium similar to the normal human esophagus.

ייצור, אפיון ופוטנציאל שימושים של הוושט רירי דגם אדם מהונדס-רקמות 3D

The incidence of both esophageal adenocarcinoma and its precursor, Barrett&#8217;s Metaplasia, are rising rapidly in the western world. Furthermore ...

Biomechanical Characterization of Human Soft Tissues Using Indentation and Tensile Testing

Regenerative medicine aims to engineer materials to replace or restore damaged or diseased organs. The mechanical properties of such materials should mimic the human tissues they are aiming to replace; to provide the required anatomical shape, the materials must be able to sustain the mechanical forces they will experience when implanted at the defect site. Although the mechanical properties of tissue-engineered scaffolds are of great importance, many human tissues that undergo restoration with engineered materials have not been fully biomechanically characterized. Several compressive and tensile protocols are reported for evaluating materials, but with large variability it is difficult to compare results between studies. Further complicating the studies is the often destructive nature of mechanical testing. Whilst an understanding of tissue failure is important, it is also important to have knowledge of the elastic and viscoelastic properties under more physiological loading conditions.
This report aims to provide a minimally destructive protocol to evaluate the compressive and tensile properties of human soft tissues. As examples of this technique, the tensile testing of skin and the compressive testing of cartilage are described. These protocols can also be directly applied to synthetic materials to ensure that the mechanical properties are similar to the native tissue. Protocols to assess the mechanical properties of human native tissue will allow a benchmark by which to create suitable tissue-engineered substitutes.

Tissue biomechanics is important for maintaining cell shape and function and for determining phenotype. This report demonstrates non-destructive mechanical protocols for characterizing elastic and viscoelastic properties of human soft tissues, which can be directly applied to tissue-engineered substrates to allow a close matching of engineered materials to native tissue.

אפיון ביומכנית של רקמות רכות אדם באמצעות זחה ו מתיחת בדיקה

Regenerative medicine aims to engineer materials to replace or restore damaged or diseased organs. The mechanical properties of such materials should ...

Fabrication and Characterization of Optical Tissue Phantoms Containing Macrostructure

The rapid development of new optical imaging techniques is dependent on the availability of low-cost, customizable, and easily reproducible standards. By replicating the imaging environment, costly animal experiments to validate a technique may be circumvented. Predicting and optimizing the performance of in vivo and ex vivo imaging techniques requires testing on samples that are optically similar to tissues of interest. Tissue-mimicking optical phantoms provide a standard for evaluation, characterization, or calibration of an optical system. Homogenous polymer optical tissue phantoms are widely used to mimic the optical properties of a specific tissue type within a narrow spectral range. Layered tissues, such as the epidermis and dermis, can be mimicked by simply stacking these homogenous slab phantoms. However, many in vivo imaging techniques are applied to more spatially complex tissue where three dimensional structures, such as blood vessels, airways, or tissue defects, can affect the performance of the imaging system. 
This protocol describes the fabrication of a tissue-mimicking phantom that incorporates three-dimensional structural complexity using material with optical properties of tissue. Look-up tables provide India ink and titanium dioxide recipes for optical absorption and scattering targets. Methods to characterize and tune the material optical properties are described. The phantom fabrication detailed in this article has an internal branching mock airway void; however, the technique can be broadly applied to other tissue or organ structures.

Optical tissue phantoms are essential tools for calibration and characterization of optical imaging systems and validation of theoretical models. This article details a method for phantom fabrication that includes replication of tissue optical properties and three-dimensional tissue structure.

ייצור ואפיון רקמות אופטי הפאנטומים המכיל למפלגות

The rapid development of new optical imaging techniques is dependent on the availability of low-cost, customizable, and easily reproducible standards. By ...