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この記事について

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  • 参考文献
  • 転載および許可

要約

このプロトコルでは、変異型L274G-メチオニンtRNA合成酵素(MetRS*)を発現するマウス株を使用して、アジドノールロイシン(ANL)による細胞種特異的タンパク質標識を実行する方法と、標識された細胞種特異的タンパク質の単離に必要な手順について説明します。生きたマウスにおける2つの可能なANL投与経路を、(1)飲料水と(2)腹腔内注射によって概説します。

要約

in vivoでのタンパク質恒常性を理解することは、生理学的条件と疾患状態の両方で細胞がどのように機能するかを知るための鍵です。本プロトコルは、タンパク質標識を特定の細胞集団に向けるために改変されたマウス系統を使用して、新たに合成されたタンパク質のin vivo標識およびその後の精製を記載する。これは、L274G-メチオニンtRNA合成酵素(MetRS*)のCreリコンビナーゼ発現による誘導可能な系統であり、他の方法では起こらないタンパク質へのアジドノルロイシン(ANL)の取り込みを可能にします。ここで説明した方法を使用すると、in vivoで標識された細胞種特異的プロテオームを精製し、サンプルの複雑さの減少によるタンパク質含有量の微妙な変化を検出することができます。

概要

異常なタンパク質恒常性は、タンパク質の合成と分解の不均衡によって引き起こされます。いくつかの疾患は、タンパク質恒常性の変化に関連しています。いくつかの疾患の特徴は、異なる細胞内位置および脳領域に凝集体が存在することです。タンパク質の恒常性は、疾患において重要であるだけでなく、正常な臓器および細胞機能においても重要な役割を果たします1。例えば、タンパク質合成は、タンパク質合成を阻害する化学阻害剤の使用によって決定されるように、多くの形態のニューロン可塑性2,3に必要である4。しかし、学習と記憶をサポートするためにプロテオームがどの細胞型で変化しているかは明らかではなく、各細胞型のどの特定のタンパク質がそれらの合成または分解において増加または減少するかも理解されていません。したがって、タンパク質の恒常性を包括的に研究するには、特定の細胞型に由来するプロテオームを区別する能力が必要です。実際、多細胞環境で起こる細胞プロセスを研究するための細胞種特異的プロテオームの同定は、プロテオミクスにおける重要なハードルでした。このため、MetRS*発現と生体直交法を組み合わせた技術を開発し、細胞型特異的プロテオームを同定および精製する効果的な方法であることが証明され、このギャップを埋めました5,6,7

変異体MetRS*(MetRS L274G)の発現により、非標準的なメチオニン類似体ANLを対応するtRNA 8,9にロードし、その後タンパク質に組み込むことができます。MetRS*発現が細胞型特異的プロモーターによって調節されると、非標準アミノ酸が細胞選択的にタンパク質に取り込まれます。ANLがタンパク質に組み込まれると、クリックケミストリーによって選択的に機能化され、その後、イメージング(FUNCAT)またはウエスタンイムノブロット(BONCAT)によって視覚化されます。あるいは、タンパク質を選択的に精製し、質量分析(MS)によって同定することができる。この技術を用いて、Creリコンビナーゼの制御下でMetRS*タンパク質を発現するマウス株を作製しました。利用可能なCreマウス株の数が増えていることを考慮すると、MetRS*システムは、既存のCre-lineが存在するあらゆる組織からあらゆる細胞タイプを研究するために、あらゆる分野で使用することができます。ANLによるタンパク質標識は、in vitroまたはin vivoで可能であり、マウスの行動やタンパク質の完全性を変化させません6。標識期間は、各研究者の科学的問題に適合させることができ、新しく合成されたタンパク質(より短い標識時間)またはプロテオーム全体(より長い標識時間)を標識します。この技術の使用は、研究者が研究を希望するタイプの細胞の数によって制限されます。したがって、この方法では、数が少ない、または代謝率が低い細胞型からのタンパク質の単離は不可能です。提示された方法の目標は、in vivoで標識された細胞型特異的タンパク質/プロテオームを特定することです。このプロトコルでは、生きたマウスで細胞種特異的プロテオームをANLで標識し、標識タンパク質を精製する方法について説明しています。精製後、タンパク質は、ルーチン質量分析プロトコル510によって同定することができる。特定の細胞集団からのタンパク質の選択的精製によってこの方法において達成される試料の複雑さの低減は、例えば環境変化に応答して、プロテオームの微妙な変化を検出することを可能にする。標識タンパク質の精製は、MS分析や標識期間を含まない~10日で達成できます。ここでは、MetRS*発現マウスへのANL投与の2つの方法、すなわち(1)飲料水にアミノ酸を添加する方法と、(2)腹腔内注射によるANLの導入方法について説明する。ANL投与に選択した方法に関係なく、分離および精製のステップは同じです(ステップ2以降)。

プロトコル

動物を用いたすべての実験は、ドイツ(RP Darmstadt、プロトコル:V54-19c20/15-F122/14、V54-19c20/15-F126/1012)またはスペイン(UCMの動物実験委員会およびマドリッド市環境カウンセリング、プロトコル番号:PROEX 005.0/21)の許可を得て実施され、マックスプランク協会の規則およびスペインの規制に準拠し、動物福祉に関するEUガイドラインに準拠しています。

1. ANLによる 生体内 代謝標識

  1. 飲料水:
    1. ANLとマルトースをマウスの通常の飲料水に溶かします。推奨されるマルトース濃度は0.7%(wt /体積)です。.飲料水に添加されるANLの最大量は1%(wt / vol)です。混合物の準備ができたら、ろ過して滅菌し、4°Cで保管します。
    2. ステップ1.1で調製した混合物をマウスに提供します。汚染を避けるためにボトルを頻繁に(たとえば、3日ごと)交換し、汚染や目詰まりの可能性がないか毎日チェックしてください。マウスのANL摂取量を知るために、毎日それを計量することによって飲んだ水の量を監視します。
      注:ここで評価された最大標識期間は、飲料水中の1%のANL濃度を使用して3週間であり、その結果、脳内で十分に検出可能な標識が得られました。良好なラベリングも2週間で達成できます。より短いラベリング時間、より長い時点、または他のANL量は、この投与方法を使用して当社によって研究されておらず、前述のことが機能しないことを意味するものではありません。ANLの取り込み率は、研究対象の組織または細胞タイプによって異なります。ラベリングの時間は、科学的な質問によって異なります。例えば、プロテオームを標識する場合、標識時間は、研究対象組織中のタンパク質の平均半減期の関数で計算する必要があります。新しく合成されたタンパク質を特定することだけに関心がある場合は、時間を短縮できます。標識期間とANL投与量は、実験条件と目的の細胞タイプごとに経験的にテストする必要があります。
  2. 腹腔内投与:
    1. ANLを生理的NaCl溶液に溶解し、400 mM、リン酸生理食塩水バッファー(PBS)、または水に溶解します。
    2. 溶液の浸透圧が生理学的範囲内にあることを確認してください。ここでは、10 mL / kg体重のANL溶液をマウスに投与します。
      注:脳の興奮性ニューロンにおける良好な標識は、400 mM ANLを1週間1日1回腹腔内注射(IP)することによって首尾よく得られます。この研究では、IPインジェクションによるANL濃度の低下も他の標識期間もテストされておらず、それらが機能しないことを意味するものではありません。ANLは一部の企業から塩酸塩として供給されています。この場合、溶液のpHは適切なpHに調整する必要があります(投与経路によって異なります)。ANLは、Linkら11 によって公開された方法に従って、いくつかの変更を加えて合成することもできます5。ANL標識は、他のANL濃度、タイムスパン、および投与経路を使用して実行できます。代謝率の低い組織/細胞型の場合、ANL投与の1週間前に常に低含有量のメチオニン食を使用できます。.400 mM ANLを使用すると、4°Cで保存している間に沈殿する可能性があります。37°Cまで加熱すると、ANLが溶液に戻ります。注射前に室温に到達させます。世界のほとんどの地域では、マウスへのANL投与は動物実験であり、関係当局の承認が必要です。

2.組織の採取、溶解、およびタンパク質抽出

  1. 組織解剖:目的の細胞型を含む組織の領域を解剖し、採取した組織片の重量を記録します。
    注:サンプルは-80°Cで数ヶ月間保存できます(停止点)。本プロトコールでは、マウス皮質および海馬を解剖した。
  2. 組織溶解:溶解バッファーの組織の湿重量の12〜15倍の体積を添加して、室温で組織を均質化します(PBS pH 7.4、1%wt / vol SDS、1%(vol / vol)Triton X-100、ベンゾナーゼ(1:1000 vol / vol)、プロテアーゼ阻害剤(PI)(EDTAフリー1:4000))。例えば、20 mgの組織片の場合、240〜300 μLの溶解バッファーを追加します。均質になるまで組織を粉砕します。
    注:サンプルは-80°Cで数ヶ月間保存できます(停止点)。1.5 mLチューブでの直接均質化には、特に小さな組織片を処理する場合は、ハンドヘルドの電池式ホモジナイザーの使用をお勧めします。より大きな作品の場合は、Dounceホモジナイザーを使用できます。プロテアーゼ阻害剤(PI)を含むすべてのバッファーには、使用前ではなく使用直前に添加する必要があります。
  3. タンパク質変性:ホモジネートを75°Cで15分間加熱し、17,000 x g で10°Cで15分間遠心分離します。 上清を新しいチューブに移します。
  4. タンパク質含有量測定:各サンプルのタンパク質濃度を測定し、同じタンパク質濃度と比較するすべてのサンプルを調整します。溶解バッファーを加えて濃度を調整します。最適な濃度範囲は2〜4μg/μLです。
    注:サンプルは-80°Cで数ヶ月間保存できます(停止点)。
  5. アルキル 化
    1. 均質化したサンプルをPBS(pH 7.8)+ PI(EDTAフリー1:4000)で2〜3倍希釈します。
    2. ヨードアセトアミド(IAA)を最終濃度20 mM(原液500 mM)まで添加します。
    3. サンプルを暗所で20°Cで1〜2時間放置します。手順 2.5.2-2.5.3 を 2 回実行します。
      注:一部の組織では、陰性対照の非特異的クリックが高いままである場合、アルキル化12の前に還元ステップを実行する必要がある場合があります。IAAストックは、サンプルに追加する直前に新たに準備します。サンプルは-80°Cで数ヶ月間保存できます(停止点)。
  6. バッファー交換:クリックケミストリー交換バッファー(PBS pH 7.8、0.04% (wt/vol) SDS、0.08% (vol/vol) Triton X-100 および PI (1:4000)) を使用してバッファー交換カラムを平衡化します。製造元の指示に従ってください。すべてのアルキル化サンプルを交換します。
    注:溶出したサンプルは、-80°Cで数ヶ月間保存できます(停止点)。このステップでは、IAAが除去され、バッファがクリックケミストリーバッファによって交換されます。バッファー交換プロセス中にタンパク質が失われていないことを確認するために、バッファー交換ステップの後にタンパク質を再度測定できます。バッファー交換に使用されるカラムの種類によっては、タンパク質が大幅に失われる可能性があります。タンパク質の損失を避けるために、推奨されるカラムを使用してください。サンプル保存には、アリコートの調製をお勧めします。
  7. 反応をクリックして、実験へのANLの組み込みを評価します
    1. ステップ2.6で溶出したサンプルを40 μL採取し、PBS(pH 7.8)を最終容量120 μLまで加えます。
    2. クリックケミストリー反応を設定するには、次の試薬を所定の順序で添加し、各添加後に20秒間渦巻きます:1.5 μLのトリアゾールリガンド(ストック40 mM)、1.5 μLのビオチンアルキン(ストック5 mM)、および1 μLの臭化Cu(I)(ストック10 mg / mL、慎重に上下にピペッティングしてDMSOに溶解)。 渦を巻かないでください)。できるだけ早く試薬を追加します。
    3. サンプルを4°Cの暗所で一晩インキュベートし、連続回転させます。
    4. サンプルを4°Cで17,000 x gで5分間遠心分離します。わずかにターコイズブルーのペレットが見えます。上清を新しいチューブに移します。
      注意: 銅の酸化を避けるために、使用直前に臭化Cu(I)ストックを準備してください。溶解したサンプルとPBSの間の体積の比率をサンプル間で一定に保つことは、各チューブ内の最終的な洗剤濃度を同じに保つために不可欠です。クリック化学反応の組み立てをスピードアップするために、チューブ用のラックを備えたテーブルボルテクサーが推奨されます。クリックしたサンプルを-80°Cで数か月間、または-20°Cで数週間保存して、さらに処理します(停止点)。
  8. 実験におけるANLの取り込みを評価するためのウェスタンブロット解析
    1. クリック化学反応からの上清20〜40 μLでSDS-PAGEを実行します(ステップ2.7)。12%アクリルアミドゲルを使用し、1% SDS、250 mM Tris-HCl、2 mMグリシンで実行します。前面がゲルから外れるまで実行します。
    2. タンパク質をニトロセルロースまたはPVDF膜13に移す。
    3. メンブレンをGFP抗体(1:500、GFPタンパク質はMetRS*5と共翻訳)、ビオチンに結合させたクリックアルキン検出用のビオチン抗体(1:1000)を用いて4°Cで一晩インキュベートします。
    4. 一次抗体を2回10分間洗浄し、二次抗体を1.5時間添加します。
    5. 二次抗体を2回10分間洗浄し、スキャンするか(蛍光色素標識抗体を使用する場合)、フィルムにさらします(西洋ワサビペルオキシダーゼ結合抗体を使用する場合)。
    6. ImageJまたは同様のソフトウェアを使用してビオチンシグナルを定量し、実験の各サンプルの一般的な標識を評価し、可能性のある外れ値を検出します。実験の信号対雑音比(ネガティブコントロールからのバックグラウンドに対するANLサンプルの標識)を評価し、ANLを取り込み/組み込むことができなかった可能性のある動物を検出します。
      注:ANLの取り込みが高いサンプルの場合、ANLの取り込みの評価にこのセクションで使用されているような切断不可能なアルキンを使用してタンパク質の精製が理論的に可能です。脳試料を用いて、非開裂性アルキンを用いたタンパク質精製後のMSによる陰性対照で得られたバックグラウンドは高すぎる14。したがって、取り扱いが簡単で切断不可能なアルキンのみを最初の一般的なサンプルおよび実験評価に使用しました。タンパク質精製を目的としたアルキンの種類にかかわらず、次のセクションで説明するアルキン投与量最適化の手順を実行することをお勧めします(ステップ2.9)。
  9. 切断可能なアルキン投与量の最適化のためのクリック反応
    1. 代表的なサンプル(ステップ2.6で取得し、ステップ2.8で評価)を40 μL入れたチューブを4本用意し、最終容量120 μLになるようにPBS(pH 7.8)を加えます。
    2. ステップ2.7で説明したようにクリック化学反応を設定しますが、今回は4つの異なる量のDST-アルキンを追加します。上記のアルキンについては、5 μM、15 μM、30 μM、および60 μMのテストが推奨されます。
    3. ステップ2.8を繰り返して、最も高い標識効率と最も低いバックグラウンドシグナルに基づいて、研究中の特定の実験課題に最も適したアルキン投与量を決定します。
      注:残りのサンプルをクリック反応にかける前に、アルキンの最適量を決定する必要があります。使用できる市販のアルキンにはいくつかの選択肢がある。それらは切断の方法が異なります(例えば、光または還元剤)。ひずみ促進試薬(DBCO試薬など)を用いた銅フリークリックケミストリーも可能です。アルキンまたはDBCO試薬の量のわずかな変化は、多くの場合、ネガティブコントロール(バックグラウンド)のシグナルを大幅に増加させます。ここでは、還元剤により開裂可能なジスルフィド架橋を有するアルキン(ジスルフィドビオチンアルキンまたはDST-アルキン15)を用いたタンパク質精製について説明する。DST-アルキンを使用する場合、SDS-PAGE(ステップ8.1)を実行するために、アルキン切断を防ぐために、DTTやβ-メルカプトエタノールなどの強力な還元剤を含むバッファーのロードを避けてください。この研究では、ローディングバッファーに5 mMのN-エチルマレイミド(NEM)を使用して72°Cで5分間加熱しても、DST-アルキンの安定性には影響しません。ステップ2.9.2を繰り返して、観察された最良の投与量の範囲でよりきめの細かい投与量をテストすることができます。
  10. タンパク質精製のための分取クリック反応
    1. ステップ2.6で得られたすべてのサンプルをステップ2.9で決定された最適なアルキン投与量でクリックし、SDS-PAGEおよびウェスタンブロットによって画分を分析します(ステップ2.8)。
      注意: サンプルのアップスケーリング精度を確保するために、ピペットが適切に校正されていることを確認してください。クリックしたサンプルは、-80°Cで数ヶ月間保存できます(停止点)。

3.タンパク質精製

  1. バッファ交換
    1. クリックしたすべてのサンプルをステップ2.6に記載されているバッファー交換手順にかけますが、平衡化バッファーとしてニュートラアビジン結合バッファーを使用します(PBS pH 7.4、0.15%(wt/vol)SDS、1%(vol/vol)Triton X-100およびPI(1:2000))。
      注:溶出したサンプルは、-80°Cで数ヶ月間保存できます(停止点)。このステップでは、クリックされていない遊離アルキンが除去され、バッファーがニュートラアビジン結合バッファーによって交換されます。
  2. ニュートラアビジンビーズへの結合
    1. ニュートラアビジン大容量ビーズをニュートラアビジン結合バッファーで洗浄します(ステップ3.1を参照)。ビーズをバッファーと混合し、混合物を3000 x gで5分間遠心分離し、上清を廃棄します。3回繰り返します。
    2. 同量の乾燥ビーズとニュートラアビジン結合バッファーを加えて、ニュートラアビジンビーズの1:1スラリーを調製します。
    3. 各サンプル20〜40 μLを前精製ライセートとして取っておき、-20°Cで保存します。
    4. タンパク質濃度を測定し(ステップ2.4を参照)、100 μgのタンパク質をステップ3.2.2で得られた4 μLのビーズスラリーと混合します。
    5. 混合物を連続回転させながら4°Cで一晩インキュベートし、標識タンパク質がビーズに結合できるようにします。
      注:クリック化学反応に関しては、ステップ3.2.4で説明されている基本的なアフィニティー精製反応をアップスケールできます。例えば、海馬の興奮性ニューロンからのタンパク質の精製のために、1mgのタンパク質ライセートを40μLのニュートラアビジンビーズ(1:1スラリー)と混合する。ニュートラアビジンビーズの量は、総タンパク質1mgあたりの標識タンパク質の量に応じてスケールアップまたはスケールダウンすることができ、これは選択した細胞タイプと標識期間に依存し、経験的に決定する必要があります。
  3. ニュートラアビジンビーズ洗浄とタンパク質溶出
    1. 遠心分離により上清を回収する(ステップ3.2.1を参照)。後で分析するために各上清の20〜40μlのアリコートを取っておき、残りを-80°Cで凍結します。
    2. 冷却したニュートラアビジン洗浄バッファー1(PBS pH 7.4、0.2%(wt/vol)SDS、1%(vol/vol)Triton X-100およびPI(1:2000))でビーズを洗浄し、バッファーを添加し、ビーズを沈降させ、上清を廃棄します。この手順を 3 回繰り返します。
    3. その後、同緩衝液を添加し、ビーズを4°Cで連続回転下で10分間インキュベートしてから上清を捨てた。この手順を 3 回繰り返します。
    4. 手順3.3.2〜3.3.3で説明されているようにビーズを洗浄しますが、ニュートラアビジン洗浄バッファー2(1x PBS、pH 7.4、およびPI 1:2000)を使用します。
    5. ステップ3.3.2〜3.3.3の説明に従ってビーズを洗浄しますが、ニュートラアビジン洗浄バッファー3(50 mM重炭酸アンモニウムおよびPI 1:2000)を使用します。
    6. 使用した乾燥ビーズの1容量に相当する量のノイトラアビジン溶出バッファー(5%(vol/vol)β-メルカプトエタノールおよび0.03%(wt/vol)SDS)を用いてビーズを20°Cで30分間インキュベートすることにより、クリックしたタンパク質を溶出します。
    7. サーモブロックシェーカーでの連続攪拌(1000 rpm)により、溶出中にビーズを懸濁状態に維持します。2回溶出し、両方の溶出液を結合します。
      注:ステップ3.2.1で説明したように、スラリー(ビーズ)と水相(上清)の固形分画を分離するために設定された遠心分離は、ステップ3.3.1〜3.3.7に適用されます。タンパク質の溶出が完了していない場合は、SDS量を増やすことができます。しかし、SDSの0.08%〜0.1%を超える量では、ビーズに非特異的に結合したタンパク質が溶出し始めます。β-メルカプトエタノールは揮発性で有毒です。ステップ3.3.6-3.3.7にはフードを使用することをお勧めします。ステップ3.2.3および3.3.1で収集されたサンプルは、SDS-PAGEによって実行され、アフィニティー精製の効率を評価するためにウェスタンブロット(ステップ2.8を参照)によって評価されるべきである(ステップ3.3)。
  4. 溶出タンパク質の評価
    1. 溶出したサンプルの1/3をSDS-PAGEにロードします(ステップ2.8.1を参照)。
    2. ゲルを染色し、銀染色や蛍光法などの高感度法を使用してタンパク質を可視化します。
    3. サンプルの品質が期待される場合、つまり陰性対照と比較してANL標識サンプルに3〜4倍多くのタンパク質がある場合、溶出したタンパク質は、参考文献5で説明されているような日常的な質量分析法によって同定できます。

結果

記載されたプロトコル(図1要約)に従って、ANLを毎日の腹腔内注射(400 mM ANL 10 mL / kg、Nex-Cre::MetRS *)で7日間、または飲料水(0.7%マルトース、1%ANL、CamkII-Cre::MetRS *)を介して21日間マウスに投与しました。標識後、対応する脳領域を解剖し、溶解し、アルキル化し、クリックした。クリック反応は、SDS-PAGEおよびウエスタンイムノブロットによって分析した...

ディスカッション

プロトコルの重要な側面は次のとおりです。陰性対照を含めること、十分な生物学的複製を有すること、ANL投与経路、量、および期間、サンプルのアルキル化、アルキン濃度、およびDST-アルキンを使用する場合のβ-メルカプトエタノールの除去。

Creドライバーなしで、したがってMetRS*発現のないANL標識動物から進行する陰性対照サンプルを含めることが重要です。これ?...

開示事項

著者は、競合する金銭的利益を宣言していません。

謝辞

B.A-Cは、スペイン科学イノベーション省(Ramón y Cajal-RYC2018-024435-I)、マドリード自治州(Atracción de Talento-2019T1 / BMD-14057)、およびMICINN(PID2020-113270RA-I00)の助成金によって資金提供されています。R. A-Pは、マドリード自治州(Atracción de Talento-2019T1/BMD-14057)から資金提供を受けています。E.M.S.は、欧州研究会議の上級研究者賞であるマックスプランク協会(助成金743216)、DFG CRC 1080:神経恒常性の分子および細胞メカニズム、およびDFG CRC 902:RNAベースの制御の分子原理によって資金提供されています。我々は、D.C DieterichとP. Landgrafの技術的助言とDST-Alkyneの合成に感謝する。E. Northrup、S. Zeissler、S. Gil Mast、およびMPI for Brain Researchの動物施設の優れたサポートに感謝します。Nex-Creマウスラインを共有してくれたサンドラゲッベルスに感謝します。アントニオ・G・カロッジョ氏の英文校正にご協力いただき、ありがとうございました。学士実験を設計、実施、分析しました。B.N-A, D.O.C, R.A-P, C. E., および S. T.D.実験を実施し、分析した。B.A-CとE.M.S.は実験を設計し、プロジェクトを監督し、B.A-Cは論文を書いた。すべての著者が論文を編集した。

資料

NameCompanyCatalog NumberComments
12% Acrylamide gelsGenScriptSurePAGE, Bis-Tris, 10 x 8, 12%
β-MercaptoethanolSigmaM6250Toxic; use a lab coat, gloves and a fume hood.
Ammonium bicarbonateSigma9830Toxic; use a lab coat, gloves and a fume hood
ANLSynthesized as described previously for AHA (see references 5 and 11)
ANL-HClIrishBotechHAA1625.0500
BenzonaseSigmaE1014
Biotin alkyneThermo,B10185
Chicken antibody anti-GFPAves1020
Complete EDTA-free protease inhibitorRoche4693132001Toxic; use a lab coat and gloves.
Copper (I) bromideSigma25418599.999% (wt/wt)
Disulfide tag (DST)-alkyneSynthesized as reported in reference number 15, in which it is referred to as probe 20
DMSOSigma276855
FiltersMerkSCGP00525
Iodo acetamide (IAA)SigmaI1149
IR anti chicken 800LI-CORIRDye 800CWDonkey anti-Chicken Secondary Antibody
IR anti rabit 680LI-CORIRDye 680RDGoat anti-Rabbit IgG Secondary Antibody
MaltoseSigmaM9171
Manual MixerBioSpec Products1083
NaClSigmaS9888
N-ethylmaleimideSigma4259Toxic; use a lab coat, gloves and a fume hood.
NeutrAvidin beadsPierce29200
Nitrocellulose membraneBio-rad1620112
PBS 1XThermoJ62036.K2
PBS 1X pH 7.8Preparation described in reference number 5
PD SpinTrap G-25 columnsGE HealthcareBuffer exchange
Pierce BCA Protein Assay KitThermo,23225Reagents in the Pierce BCA Protein Assay Kit are toxic to aquatic life.
Polyclonal rabbit anti-biotin antibodyCell Signaling5597
PVDF membraneMilliporeIPVH00010
SDS 10%Sigma71736
SDS-PAGE  Running buffer MOPSGenScriptM00138
SYPRO Ruby stainSigmaS4942
Table automatic VortexerEppendorfMixmate
Triazole ligandSigma678937
Triton X-100SigmaT9284
WaterSigmaW4502Molecular biology grade

参考文献

  1. Alvarez-Castelao, B., Schuman, E. M. The regulation of synaptic protein turnover. Journal of Biological Chemistry. 290 (48), 28623-28630 (2015).
  2. Sutton, M. A., Schuman, E. M. Dendritic protein synthesis, synaptic plasticity, and memory. Cell. 127 (1), 49-58 (2006).
  3. Dorrbaum, A. R., Alvarez-Castelao, B., Nassim-Assir, B., Langer, J. D., Schuman, E. M. Proteome dynamics during homeostatic scaling in cultured neurons. Elife. 9, 52939 (2020).
  4. Flexner, J. B., Flexner, L. B., Stellar, E. Memory in mice as affected by intracerebral puromycin. Science. 141 (3575), 57-59 (1963).
  5. Alvarez-Castelao, B., Schanzenbacher, C. T., Langer, J. D., Schuman, E. M. Cell-type-specific metabolic labeling, detection and identification of nascent proteomes in vivo. Nature Protocols. 14 (2), 556-575 (2019).
  6. Alvarez-Castelao, B., et al. Cell-type-specific metabolic labeling of nascent proteomes in vivo. Nature Biotechnology. 35 (12), 1196-1201 (2017).
  7. Ngo, J. T., et al. Cell-selective metabolic labeling of proteins. Nature Chemical Biology. 5 (10), 715-717 (2009).
  8. Mahdavi, A., et al. Engineered aminoacyl-tRNA synthetase for cell-selective analysis of mammalian protein synthesis. Journal of the American Chemical Society. 138 (13), 4278-4281 (2016).
  9. Yuet, K. P., et al. Cell-specific proteomic analysis in Caenorhabditis elegans. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (9), 2705-2710 (2015).
  10. Patel, V. J., et al. A comparison of labeling and label-free mass spectrometry-based proteomics approaches. Journal of Proteome Research. 8 (7), 3752-3759 (2009).
  11. Link, A. J., Vink, M. K., Tirrell, D. A. Preparation of the functionalizable methionine surrogate azidohomoalanine via copper-catalyzed diazo transfer. Nature Protocols. 2 (8), 1879-1883 (2007).
  12. Landgraf, P., Antileo, E. R., Schuman, E. M., Dieterich, D. C. BONCAT: Metabolic labeling, click chemistry, and affinity purification of newly synthesized proteomes. Methods in Molecular Biology. 1266, 199-215 (2015).
  13. Kielkopf, C. L., Bauer, W., Urbatsch, I. L. Analysis of proteins by immunoblotting. Cold Spring Harbor Protocols. 2021 (12), (2021).
  14. Mellacheruvu, D., et al. The CRAPome: a contaminant repository for affinity purification-mass spectrometry data. Nature Methods. 10 (8), 730-736 (2013).
  15. Szychowski, J., et al. Cleavable biotin probes for labeling of biomolecules via azide-alkyne cycloaddition. Journal of the American Chemical Society. 132 (51), 18351-18360 (2010).
  16. Goebbels, S., et al. Genetic targeting of principal neurons in neocortex and hippocampus of NEX-Cre mice. Genesis. 44 (12), 611-621 (2006).
  17. van Geel, R., Pruijn, G. J., van Delft, F. L., Boelens, W. C. Preventing thiol-yne addition improves the specificity of strain-promoted azide-alkyne cycloaddition. Bioconjugate Chemistry. 23 (3), 392-398 (2012).
  18. O'Fagain, C. Lyophilization of proteins. Methods in Molecular Biology. 244, 309-321 (2004).
  19. Shevchenko, A., Tomas, H., Havlis, J., Olsen, J. V., Mann, M. In-gel digestion for mass spectrometric characterization of proteins and proteomes. Nature Protocols. 1 (6), 2856-2860 (2006).
  20. Elinger, D., Gabashvili, A., Levin, Y. Suspension trapping (S-Trap) is compatible with typical protein extraction buffers and detergents for bottom-up proteomics. Journal of Proteome Research. 18 (3), 1441-1445 (2019).
  21. tom Dieck, S., et al. Direct visualization of newly synthesized target proteins in situ. Nature Methods. 12 (5), 411-414 (2015).
  22. McShane, E., et al. Kinetic analysis of protein stability reveals age-dependent degradation. Cell. 167 (3), 803-815 (2016).
  23. Calve, S., Witten, A. J., Ocken, A. R., Kinzer-Ursem, T. L. Incorporation of non-canonical amino acids into the developing murine proteome. Scientific Reports. 6, 32377 (2016).
  24. David, A., et al. Nuclear translation visualized by ribosome-bound nascent chain puromycylation. Journal of Cell Biology. 197 (1), 45-57 (2012).
  25. Schmidt, E. K., Clavarino, G., Ceppi, M., Pierre, P. SUnSET, a nonradioactive method to monitor protein synthesis. Nature Methods. 6 (4), 275-277 (2009).
  26. Roux, K. J., Kim, D. I., Burke, B., May, D. G. BioID: A screen for protein-protein interactions. Current Protocols in Protein Science. 91, 11-15 (2018).

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