Name: biochemical and structural characterization of the carbohydrate transport substrate-binding-protein sp0092
Uploaded: 2017-10-02T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 53 s
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我々 は、クローニング、ジェンマ ハリス秒モールとビームライン I03、I04 ダイヤモンド光源での科学者のための支援のため OPPF 英国を認めます。

注: 信号ペプチドが削除されますコーディング シーケンスは次の標準的な融合のプロトコル pOPINF ベクトルでクローンとして作ら; ネイティブ蛋白質は 大腸菌 BL21 ロゼッタ細胞彼タグ融合で表されます 28, 29. メーカー 30 によると標準的な方法を次のバリアントをラベル セレノメチオニンを表現。SBP は前述精製組換え説明 31 , 32。
 1 生化学 <ol><li>熱 0 から 0.5 M まで 9.5 および NaCl 濃度 <ol><li>準備 48 緩衝溶液の pH は 4.0 からの試金をシフトし 96 ウェル プレートで 40 μ l を分注で説明したよう。テーブル 1 33.</li> <li>1-2 mg/mL の濃度で SBP ソリューションの各も 5 μ L を加える</li>。
		<li>蛋白質 (材料の表 を参照してください) の蛍光染色 x 20 の各も 5 μ L を加える</li>。
		<li>ピペッティングによるソリューションをミックス、透明な接着フィルムを使用してプレートをシール、室温で 112 x g で 2 分間スピンします</li>。
		<li>リアルタイム マシンで実験を実行: 10 秒保持時間で 99 ° C に 4 から 3 ° C/分の温度ランプを設定し、483 nm 励起と放射 568 ですべて 0.5 ° C 蛍光を読み取る nm</li>。
		<li>の派生物の最小値として溶融温度 (T m) を識別するすべてのバッファー状態の蛍光発光曲線分析します 。
		注: この手順は、最高の緩衝液タンパク質の安定性の改善を支援するための良い指標です。Ph と塩濃度の高い T m バッファー条件に基づいて選択し、グリセロールと 0.5 mM の 2.5% (v/v) を追加 tris(2-carboxyethyl) ホスフィン (TCEP) 次の手順 (秒バッファー) の緩衝液を定義します</li>。
	</ol></li> <li>MALS と分析秒 <ol><li>脱ろ過された水 (様々 な分子量 24 mL カラムを使用) で包装済みのゲル濾過のコラムの 2 列ボリューム洗浄を実行します</li>。
		<li>光散乱検出器にカラムを接続し、熱シフト試金から断固としたな秒バッファーとコラムを平衡させ</li>。
		<li>注入 100 μ 秒バッファーの釣合い秒列とフロー 1 列ボリュームに 5 mg/ml 精製 SBP</li>。
		<li>単一または複数のピークの溶出クロマト グラムを確認し、モル質量とすべての種の分散インデックスを取得、解析ソフトウェアを用いた散乱データを確認します 。
		注: すべてのピークは、オリゴマーの種に対応する、有益だ分散を確認するモル質量質量/モル質量の分子 (Mw/Mn) の数で加重の加重として指数が計算されます。分散値が 1 に近い単分散ピークを示します 。
		注: すべての重合種を定義した後、タンパク質濃度依存性の研究に有用高い濃度はより大きいオリゴマー形成を好むかもしれないです</li>。
		<li>複数分析秒動作する実行; 平衡ゲルろ過カラム (様々 な分子量 5 mL カラムを使用) に濃度 (0.1 - 10 mg/mL) 精製 SBP の 100 μ L を注入し、たび秒バッファーの 1 つの列のボリュームの流れ</li>。
		<li>単一または複数のピークの溶出クロマト グラムをチェックし、280 吸光強度を分析開始タンパク質濃度に対応する曲線の nm。別のピークの相対強度が一定である場合オリゴマーの種の間の相互変換が存在しません。異なる濃度の相対的強度の変化はタンパク質濃度に依存しているオリゴマー異種間相互変換の表示 。
		注: この評価手順は、結晶化に適している種を定義に不可欠です。確かに、個別単種、定義された濃度で安定したオリゴマーの状態にある場合は結晶になりやすい</li>。
	</ol></li></ol> 2。タンパク質の合成と結晶化 <ol><li>分取秒 <ol><li>1 列ボリューム後洗浄脱ろ過された水を持つ平衡秒バッファーと (広い範囲の分子重量 120 mL 分取プレパック ゲルろ過クロマトグラフィ列).</li>
		<li>5-50 mg/ml 精製 SBP の 1 ~ 5 mL を注入秒バッファーの平衡ゲルろ過カラムと流れ・ 1 列ボリューム</li>。
		<li>1 mL の一部分で列の流れを介して収集します</li>。
		<li>単一径のピークに対応する分数をプール; 1,500 g で 15 mL 遠心分離フィルターのサンプルをスピンし、目的の濃度に到達するまで濃度を定量化 (通常 50-100 mg/mL SP0092 のため).</li>
	</ol></li> <li>結晶化 <ol><li>メーカーの使用説明として前の結晶化テストを用いた結晶化実験の最適な濃度範囲を決定する: <ol><li>調剤 0.5 - 1.0 mL の 4 つの結晶化テスト24 ウェル リビングの別タンクのソリューションは結晶化プレートをドロップします</li>。
			<li>リザーバー溶液 1 μ L でのタンパク質溶液 1 μ L を混合することによって結晶化ドロップを準備、プレート、シールおよび (より信頼性の高い結果が一晩インキュベートした後) h 1 以上の室温でインキュベートします</li>。
			<li>は、それぞれの濃度は 10 倍の倍率の顕微鏡を使用してのドロップ品質を確認します 。
			注: テスト少なくとも 3 つの異なるタンパク質濃度: (I) ほとんどの残りの明確な低下を示すタンパク質は結晶化; あまりにも希薄(II) の滴の大半に重い沈殿物の存在意味、過度に高濃度明確な滴の沈殿物 (良いライト) (III) バランスのとれた発生テスト濃度は結晶化のために好ましい良い兆候です</li>。
		</ol></li> <li>結晶化プレート 96 ウェル リビング ドロップの準備; 各貯水池も 34 , 35 , の異なる商業結晶化溶液 100 μ L を分注 36, 37.</li> <li>結晶化ロボット システムを使用してすべての結晶化ドロップの井戸で以前に定義した濃度 (ステップ 1.1.6) で蛋白質のサンプルの分注 100 nL</li>。
		<li>別の貯水池の調剤 100 nL ソリューションに対応する結晶化ドロップ ステップ 2.2.3 でタンパク質と混合する井戸。蒸発を避けるために、貯水池、結晶化ドロップの平衡化を有効にすると結晶化プレート シールです</li>。
		<li>チェック (最初 1-2 日ごと、週後で) 定期的に値下がりしました 10 x を使用して (少なくとも) 結晶の形成と成長を評価する倍率顕微鏡 。
		注: 自動イメージング システム蛋白質結晶化するための可視化と削除キャプチャします</li>。
	</ol></li></ol> 3。結晶評価技術、x 線データ コレクション <ol><li>結晶マウント <ol><li>(初期の水の 25% を交換したがって結晶化条件にグリセロール (最終濃度) の 25% (v/v) を追加することによって凍結のソリューションの準備混合物) 38.</li>
		<li>泡を埋める液体窒素デュワーにユニ パックのサンプルのエンクロージャの一部の場所とデュワー。液体窒素の温度に冷却することを許可します</li>。
		<li>カット、シーリング テープ結晶化プレートからの結晶が形成されるドロップの上削除します</li>。
		<li>ターゲットのドロップの近くで coverslide に各種凍害保護液の 1 μ L の滴を配置します</li>。
		<li>磁気杖 39 , 40 にマウントされている背骨の標準ベースのナイロンのクライオ ループを使用して各種凍害保護ソリューション ドロップ元のドロップから選択した結晶を転送します</li>。
		<li>ユニ パック サンプル ホルダーの最初の空の位置にループを配置すること、液体窒素に凍結のドロップから結晶をすばやく転送します</li>。
		<li>(シーリング テープ カット ステップ) から繰り返して、すべての必要な結晶が収穫され、ユニ パック サンプル ホルダーに格納します</li>。
		<li>場所ユニ パック パックの杖を使用してユニ パックに基づいて、(液体窒素条件) ビームラインにパックを取る 。
		注意: 低温!</li>
		<li>クライオ トングとパックを使用してユニをロードするデュワー読み込みツール-puck(s) ビームライン サンプル チェンジャー ロボットにデュワー。ユニ パック サンプル ホルダーがサンプル ループ ホルダーをサンプル ロボットの直立したまま基本の蓋からデタッチ デュワー従って液体窒素に公開およびサンプル チェンジャー ロボットにアクセスします</li>。
	</ol></li> <li>結晶評価技術 注: どちらか実験室の x 線源を用いた回折品質やシンクロトロン放射光 (SR) x 線源で、収穫された結晶を選別しことができます。(MX) 高分子結晶構造解析ビームラインは、構造解析のための異常な回折を利用する調整可能なエネルギー源を提供します。次のセクションにダイヤモンド光ソース MX ビームラインの実験的機能に沿った作業指示書のシリーズを提案すると、しかし、これらのガイドラインは、世界中の他のシンクロトロンで MX ビームラインにも合わせることが。
	<ol><li>最初のステップとしていずれかを確認または結晶における異常散乱を識別すると便利です。これは便利な結晶からの x 線蛍光スペクトルを測定することによって実現できます。まずビームラインの x 線エネルギーは高分子結晶の通常予想されるすべての要素を刺激するには十分に高く設定されているを確認 (14 keV 以上).</li>
		<li>ビームライン制御ソフトウェアを使用してサンプル チェンジャー ロボットによるマウントするサンプルを選択します; ループは x 線ビームで自動的に中央揃えし、結晶の中心をビームライン制御ソフトウェアを使用して手動で確認できます</li>。
		<li>ビームライン制御ソフトウェアを使用して x 線蛍光スペクトルを記録する: ユーザーは、露出時間を選択し、測定が開始され (蛍光/蛍光スペクトル設定 &#8594; 実行すると、 図 2 a)。ビームライン制御ソフトウェアは、自動的に x 線の蛍光検出器を置き、蛍光検出器の読み取り可能な信号を取得する x 線フラックスの最小の事件を決定を配置します。得られたスペクトルが自然発生する装備の放出ピークで自動化された方法で分析され、生物学的要素。GDA (www.opengda.org) 当社、シンクロトロン ヨーロッパ 41 , 42 中ビームライン制御ソフトウェア グラフィカル ユーザー インターフェイス (GUI) の内でこれらのルーチンがあります</li>。
		適切な要素が指定されている場合は <li>異常回折実験のために悪用される可能性が、結晶からの異常な回折データのコレクションの最適な波長を決定する x 線吸収端エネルギー スキャンを実行: ビームライン上制御ソフトウェア、要素を選択し、スキャンを開始 (蛍光/蛍光スキャン設定、&#8594; 原子名 &#8594; 実行すると、 図 2 b). 
		注: 単一の異常な回折実験異常散乱を最大限に吸収端のピークが使用されます。多波長異常回折実験に関する実験的考察は、以前詳細 43 きた</li>。
		クリスタル ユニット セルのパラメーター、対称性、および回折限界を決定する <li>振動法を用いた 45 ° 間隔で 3 つの x 線回折パターンの測定 (データ コレクション/スクリーニング &#8594; 現在、実行 図 2)。ビームライン制御ソフトウェアは、各種振動角と露光時間と x 線ビームの割合転送を設定する能力を持つユーザーを提供します。標準クリスタル スクリーニング振動角 0.5 度、0.5 s, と 5 %x 線ビーム伝送の露光時間が推奨されます。測定された回折像エドナ パイプラインによって自動解析し、完全なデータ セット 22 のコレクションのための戦略のセットを返します</li>。
	</ol></li> <li>X 線データ収集 注: 標準的な発振モードまたは時間, x 線量と同じ吸収動作約すぐ記録するフリーデル仲間を可能にする逆梁モードでデータを収集するユーザーを選択できます異常の違いのより正確な測定を許可します。異常な差が期待されておよび/またはサンプルは、異常な回折実験を行う放射線に敏感な場合は特に、後者は役に立つ。最高のデータ収集方法を使用する上の考慮事項が総合的に見直し 22 , 23 , 44 , 45 をされています。, 46, 47. <ol><li>ビームライン制御ソフトウェアを使用してインポートを提供する戦略プログラムが推奨する、データ コレクションのパラメーター: ω の回転軸の i. 開始位置 ii。各回折像の角度を ω 軸回転の振動幅 iii。各回折像の露出時間 iv。(直接データ コレクション全体の総 ω 軸回転角度で定義しない) 完全なデータセットのイメージの数 とびと放射線被害を避けるために x 線ビームの減衰の割合 (動) 注: 当院でのデータ コレクションを実行すると、収集したデータの自動化された処理のためのソフトウェア パイプラインは、確立されている: (i) 回折データ (インデックス付き、統合・拡張) 削減 xia2 パイプラインによってユーザーの反射 mtz ファイルを生成します。段階的に廃止し、構造のソリューション/洗練された 48 の入力として。(ii) 重大な異常信号が検出された場合、データ解析時に実験による重原子構造を解決しようとして、最初急速自動構造ソリューション (fast_ep) を使用してパイプライン発生してしまう段階、段階的な電子密度マップを提供可能であれば。2 番目のより包括的な構造ソリューション パイプラインは自動的に解決し、登録を構築する試みを引き受ける独立系ソフトウェア スイート 49 , 50 , 51 , 52; を使用して再これが成功した場合、ユーザーは、初期のモデルと電子密度マップで行われます。これはユーザーが絞り込みを完了し、選択した結晶構造解析ソフトウェア スイートを使用してモデルを検証するための基礎を提供します</li>。
	</ol>
	</li>
</ol>

著者が明らかに何もありません。

本稿では、記述し、肺炎球菌感染からの蛋白質に特定重点を置いて炭水化物 SBPs の生化学的および構造特性評価のための統合されたプロトコルを検証します。それにもかかわらず、異なった有機体から他の SBPs と他の関係のない水溶性の蛋白質の分析の標準的な手順としてこのこれを使用できます。
プロトコルの最初の部分は、タンパク質の安定性および蛋白質のサンプルの結晶化の準備のために利用できる第四紀構造に生化学的情報を提供に努めています。熱シフト試金のセクションでは、pH、NaCl 濃度変動この手順の一般的な性質を維持するためにのみについて説明します。それにもかかわらず、他の多くのバッファーの状態でテストできます同様に、たとえば、安定の添加物として使用される任意の化学化合物を含む: 特に特定 SBP に結合する実際の ligand(s)、Tを増やすことで非常に効果的な m少数の摂氏31で。いくつかのケースで変化曲線は、低信号または蛋白質の集合または部分的な展開によって引き起こされる高い蛍光バック グラウンドによる不十分な定義できます。これを避けるためには、蛋白質: 色素の滴定は不明の変化曲線を最適化するために実行できます。改善が得られない場合、蛋白質の安定性を改善することができます様々 な添加物をスクリーニングすることをお勧めしますと適切な画面は前述の54をされています。
通常、ほとんど SBPs は彼らの自然環境における単量体が示したとおり多量体形成の結晶化実験で使用されるより高い濃度で発生することが、こうして MALS と SEC によって提供される重合動作特性は結晶化のための最も有利な安定した単分散重合状態を評価するために不可欠であります。それにもかかわらず、それは蛋白質の重合に及ぼす結晶化条件に含まれている別の化学物質の影響を予測するは難しい。秒、MALS 試験には、蛋白質のサンプルの豊富な集計が表示されている場合は、この発生する可能性を減らすには、次をお勧め: (ない凍結融解) 新鮮なタンパク質サンプルを使用し、熱と安定化分析を展開ゲルシフト試金、集計を最小限に抑えるための最後のリソースとして可能な限り添加物および穏やかな洗剤をテストします。結晶化の高スループット疎行列商業結晶化スクリーニングを使用してこのプロトコルの一般的な性質を維持するための基本指針を提案します。ただし、繰り返し微調整沈殿の濃度、pH、温度、化学添加剤の添加について結晶化条件を最適化する必要があります高分解能 x 線回折によるタンパク質結晶を取得し、クリスタル ドロップと貯留層16,17の間変化する平衡ダイナミクスの他の要因します。
プロトコルの 2 番目の部分では、悲しい段階の異常データの集録に特定の焦点と x 線回折データ収集のための最適な戦略を定義するためにタンパク質結晶の特性について説明します。SBPs 維持と同様の一般的なアーキテクチャ (潜在的モデルの開始として使用可能な多くの堆積の 3 D 構造があると)、たとえこれらの蛋白質の分子置換法による段階的簡単ではありません常の変動のため、二次構造の要素は、これらの蛋白質の本質的な柔軟性。したがって、悲しい方法を提案し、, これらの蛋白質が既にが本質的にバインドされている金属または金属の実際に非特異的結合結晶化バッファー条件は、異常の回折要素の範囲を提供することができますから、強調表示、私たちの一般的なプロトコルの標準的なステップです。
結論としては、このプロトコルは、加速し同様、構造決定の成功率を高めるに悪用することができます SBPs の生化学的および構造的機能の詳細な説明を有効にするプロシージャの標準ガイド付きワークフローを定義します一般的に SBPs の構造キャラクタリゼーション。

肺炎球菌感染(肺炎)、中耳炎、肺炎、敗血症、敗血症を引き起こして通常無菌のニッチに移行する能力を持つヒトの気道の気道上部性感在住グラム陽性菌と髄膜炎1,2。また、肺炎球菌感染症は臨床的, 経済的負担世界3,4に貢献するコミュニティ-取得肺炎の主要な原因であります。肺炎球菌感染の抗生物質耐性菌の世界に広がっているし、7 価、13 価肺炎球菌蛋白結合型ワクチンに役立っていますが、置換系統の抗菌薬耐性の率を減らすワクチン使用は浮上しているし、肺炎球菌疾患5,6,7,8の新しい治療法の開発に研究のための需要の増加につながっています。
肺炎球菌は、炭素ソース9,10; としてホストから輸入糖に依存します。確かに 32 異なる炭水化物11,12,13の輸送にその輸入機械の 30% を充てています。これらの輸入業者には、少なくとも 8 つの ABC トランスポーター13が含まれます。ABC トランスポーターは、細胞外の SBPs はリガンドの特異性を決定し、セルの吸収における積分膜トランスポーターに提示で基本的な役割を果たします。表面タンパク質と細胞プロセスの重要な役割であるために、SBPs は新しいワクチンや抗菌剤の設計に有効なターゲットを表しています。
ターゲット プロテオミクス解析と配位子のポケットなど、ドメイン間の柔軟性の構造機能の詳細な説明は、構造基づかせていた薬剤の設計14,15便利なツールを提供します。X 線結晶構造解析は原子分解能、近くでタンパク質の構造解析に適した方法が、結晶化プロセスは予測不可能な時間がかかり、常に成功していません。体系的な方法は成功率を改善しているし、重要な要因は、サンプルの質と安定性。結晶化の成功率は、タンパク質化学的性質およびサンプル準備方法論によって影響されます。これらの効果を評価し、生化学16,17で通知できます。
構造設計の更なる合併症は、対処する必要があります結晶構造相の問題です。多くの蛋白質の構造が利用可能になったが、多くの構造は相同構造物18を必要とする分子置換法によって解決できます。SBPs は現在柔軟なドメイン構造、分子置換によって挑戦19はまた証明するかもしれない。ターゲット蛋白質に十分に似ている構造モデルが使用できない場合、テクニックの数を使用して、実験的位相20を取得できます。これらのうち、単一の波長異常分散 (SAD) メソッドは主要な手段として浮上しているし、21段階の問題を解決するために広く使用されています。悲しいメソッドを使用は、さらにハードウェア、ソフトウェア、検出と22,23,を段階的に廃止のため弱い異常信号の使用を許可するデータ収集方法の改善と進められている24. さらに、直接法の進歩で過去に原子分解能回折データに必要な高分子の構造を解決今、プログラムに実装されているたとえば、立体化学の知識を組み合わせることで利用できるためARCIMOLDO25。結晶構造解析の位相の問題を解決するための方法の有用なレビューは、テイラー26によって与えられます。
ここでプロトコルを提案合理化糖質輸送 SBP、肺炎球菌感染の SP0092 の生化学的および構造技術 (図 1) を統合します。このステップ バイ ステップのプロトコルは、一般に、SBPs の構造研究の成功率を改善するために生命のすべての王国にある戦略の有用な例のテスト _ ケースを提供します。特に、プロトコルは、迅速かつ効果的な方法で、ソリューションの蛋白質の最も安定したオリゴマーの状態を特性化の重要性を強調、結晶化実験のためのフォロー アップに最高の種を識別できます。以上 500 SBP 構造蛋白質のデータ ・ バンクの27の報告はありますが、分子置換はヒンジ領域19によって接続される 2 つの α/β ドメインの本来の柔軟な性質から難しい。したがって、プロトコルの 2 番目の部分で説明します SBPs で一般的なセレノメチオニンの定款及びセレン (Se) の使用である連結の金属イオンから段階的に悲しい方法を使用して悲しい段階的に廃止します。

<table><tbody><tr><td>SelenoMethionine Medium Complete</td><td>Molecular Dimensions</td><td>MD12-500</td><td>Based on a synthetic M9 minimal media supplemented with glucose, vitamins and amino acids with the exception of L-methionine. Other equivalent products are commercially available by other companies.</td></tr><tr><td>MicroAmp Optical 96-Well plate</td><td>Applied Biosystems</td><td>4306737</td><td>The Applied Biosystems MicroAmp Optical 96-Well Reaction Plate with Barcode is optimized to provide unmatched temperature accuracy and uniformity for fast, efficient PCR amplification. This plate, constructed from a single rigid piece of polypropylene in a 96-well format, is compatible with Applied Biosystems&amp;reg; 96-Well Real-Time PCR systems and thermal cyclers.</td></tr><tr><td>SYPRO Orange</td><td>Molecular Probes</td><td>S6651</td><td>SYPRO Orange Protein Gel Stain is a sensitive, ready-to-use fluorescent stain for proteins in 1D gels. Quite universal and well-established protein dye for hydrophobic regions.</td></tr><tr><td>MicroAmp Optical Adhesive film</td><td>Applied Biosystems</td><td>4311971</td><td>The Applied Biosystems MicroAmp Optical Adhesive Film reduces the chance of well-to-well contamination and sample evaporation when applied to a microplate. It is ideal for optical measurement, because it gives low background.</td></tr><tr><td>7500 Fast Real-time PCR System</td><td>Applied Biosystems</td><td>4362143</td><td>The Applied Biosystems 7500 Fast Real-Time PCR System enables standard 96-well format high speed thermal cycling, significantly reducing your run time for quantitative real-time PCR applications, delivering results in about 30 minutes. The Upgrade Kit is available to upgrade a standard 7500 Real-Time PCR System to the Fast Configuration via a field service installation. Other RT-PCR machine can be used. Data export not easy for the old data analysis software.</td></tr><tr><td>Superdex 200 increase 10/300 GL column</td><td>GE Healthcare</td><td>28990944</td><td>Superdex 200 Increase 10/300 GL is a versatile, prepacked column for size exclusion chromatography in small-scale (mg) preparative purification as well as for characterization and analysis of proteins with molecular weights between 10 000 and 600 000, such as antibodies. Optimal separation ideal for high resolution biophysical techniques.</td></tr><tr><td>DAWN HELEOS II</td><td>Wyatt</td><td></td><td>DAWN HELEOS II is the premier Multi-Angle static Light Scattering (MALS) detector for absolute characterization of the molar mass and size of macromolecules and nanoparticles in solution. The DAWN offers the highest sensitivity, the widest range of molecular weight, size and concentration, and the largest selection of configurations and optional modules for enhanced capabiliites. Other MALS detecting systems from other companies apart from Wyatt have not been tested, so no additional feedback can be provided.</td></tr><tr><td>Superdex 200 5/150 GL</td><td>GE Healthcare</td><td>28906561</td><td>Superdex 200 are prepacked size exclusion chromatography columns for high-resolution small-scale preparative and analytical separations of biomolecules. Superdex 200 has a separation range for molecules with molecular weights between 10 000 and 600 000. The peak separation is not as optimal as for the &quot;increase&quot; version but this model is ideal for the standard day by day use.</td></tr><tr><td>HiLoad 16/600 Superdex 200 pg</td><td>GE Healthcare</td><td>28989335</td><td>HiLoad 16/600 Superdex 200 prep grade are prepacked XK columns designed for high-resolution preparative gel filtration chromatography.</td></tr><tr><td>24 Well &quot;Big&quot; Sitting Drop Crystallization Plate</td><td>MiTeGen</td><td>XQ-P-24S-A</td><td>The 24 well &quot;big&quot; crystallization plate is used mainly for protein crystal screening by sitting drop vapor diffusion techniques, and for crystallization condition optimization. It has quite large reservoir well and sample container, which favor manual handling and big sized protein crystal growth. In addition, its flat surfaces are easily to be sealed by transparent tape or cover slips.</td></tr><tr><td>PCT Pre-Crystallization Test</td><td>Hampton</td><td>HR2-140</td><td>The PCT Pre-Crystallization Test is used to determine the appropriate protein concentration for crystallization screening.</td></tr><tr><td>96 Well CrystalQuick</td><td>Greiner bio-one</td><td>6098xx</td><td>Square-well plates have three crystallization wells per reservoir, making it possible to test 288 samples per plate. Generally used only for the inital screening because their squared edge make crystals fishing difficult.</td></tr><tr><td>Uni-Puck</td><td>Molecular Dimensions</td><td>MD7-601</td><td>The Universal V1-Puck (Uni-puck) is a sample pin storage and shipping container for use with the majority of automated sample mounting systems worldwide - includes the ACTOR, SAM and CATS systems amongst others (Diamond, Soleil, SPring-8, Photon Factory, CLSI and across the USA)</td></tr><tr><td>Standard Foam Dewar</td><td>Molecular Dimensions</td><td>MD7-35</td><td>5.7&quot; diameter by 2.8&quot; deep. 800mL capacity.</td></tr><tr><td>Mounted CryoLoop - 20 micron</td><td>Hampton</td><td>HR4-955</td><td>Mounted CryoLoops with 20 micron diameter nylon. These nylon loops are bonded to hollow, stainless steel MicroTubes&amp;trade; that are used to mount, freeze, and secure the crystal during cryocrystallographic procedures and X-ray data collection. Different sizes exist and they can be adapted in lenght. They are quite versatile tools.</td></tr><tr><td>CryoWand</td><td>Molecular Dimensions</td><td>MD7-411</td><td></td></tr><tr><td>Puck dewar loading tool</td><td>Molecular Dimensions</td><td>MD7-607</td><td>This tool is used to separate uni-pucks to load them into the robot dewar. It consists of two pieces: a Teflon tube part and a metal rod part.</td></tr></tbody></table>

biochemical and structural characterization of the carbohydrate transport substrate-binding-protein sp0092

肺炎球菌(肺炎) の新しい抗菌薬やワクチンの開発は、多剤耐性株の急速な上昇を停止させるのに必要です。炭水化物基質結合タンパク質 (SBPs) 細胞局在と肺炎球菌の代謝、糖輸入の中心のため蛋白質基づかせていたワクチンと新しい抗菌薬の開発のための有望なターゲットを表すそれぞれ。ここで説明は、肺炎球菌や他の細菌から他の炭水化物 SBPs に延長することができます SP0092 の包括的な評価を実施する合理化統合プロトコルです。この手順は、蛋白質のこのクラスの阻害剤の構造設計を助けることができます。サンプルの均質性を監督し、多角度光散乱 (MALS) とサイズ排除クロマトグラフィー (SEC) の安定性を最適化する熱シフト試金による生化学分析のためのプロトコルは、この原稿の最初の部分で提示結晶化試験などは、成功の確率を高めます。この手順の 2 番目の部分は、結晶化したタンパク質を解決する使用することができます測定データの可変波長異常回折放射光ビームラインおよびデータ コレクション プロトコルを用いた SBP 結晶の特性をについて説明します構造体です。

この統合されたプロトコルは 4 で成功する証明されている (公開 2 つおよび 2 つの未発表の構造) 6 炭水化物の肺炎球菌から標的タンパク質を結合までに32,53分析しました。このセクションでは SBPs の構造の研究を一般に導くための代表的な結果として SP0092 の生化学的および構造的性質を提案します。
浄化された蛋白質が熱シフト試金を使用してバッファーの安定性のため行った SBP SP0092 の表現および32を以前定義されている精製後: SP0092 展示増加 Tm ph 6.5 と塩化ナトリウムの存在下で 0 〜 0.2 M濃度範囲 (図 3 a)。この点を踏まえて、次の手順の緩衝液として定義されました: 0.02 M MES pH 6.5 0.2 M 塩化ナトリウム、グリセリン 2.5% (v/v)、0.5 mM TCEP。SP0092 の異なる重合状態の絶対モル質量が MALS 秒 187.2、140.8、97.0、49.4 kDa の分子量を測定 4 量体、三量体と二量体、単量体の種に対応する結合で測定した (それぞれ図 3 b)。異なるタンパク質希薄で秒プロファイルの解析が増加蛋白質の集中より大きいオリゴマーが通常で使用されるよりも高い濃度でより安定していることを示唆して、重合がトリガーされることを明らかにしました。結晶化。確かに、浄化された大きいオリゴマー種結晶化試験監督正常に作り出されたタンパク質結晶中にモノマー種はしませんでした。
ネイティブから得られた最適化された結晶と Se メチオニン SP0092 のフォームのラベルは、x 線回折により特徴づけられた.両方のケースで明らかにこれらの結晶からの x 線の蛍光性の測定はタンパク質だけ期待どおりに Se メチオニン結晶の Se が検出されました、バインドされている亜鉛放出ピーク。その後、Se と Zn 端 x 線吸収のスキャンを行い、異常信号を最大にする結晶 Zn または Se のそれぞれの x 線吸収端に入射 x 線の波長を調整する実験データを直接提示を提供します。結果データ (図 4 a-B) から得られる。
低伝送で 3 つの回折パターンを測定した後、完全な異常データ セットはエドナ (図 4) によって提案されたデータ収集戦略を使用して得られました。現在異常信号トリガー サブ構造を決定するビームライン自動位相パイプラインと派生した初期の実験段階に基づいて、生成初期マップ、モデル、その後、洗練された、検証することができます (図 4).
要約すると、技術の潜在的な落とし穴は、主に結晶の可用性と品質を中心と。タンパク質の安定性を改善するためにバッファー条件の最適化と同様に、ソリューションでは、1 つ以上のオリゴマーを識別するときに使用する蛋白質の最も適したオリゴマー状態の同定は、結晶化の障害のリスクを減らすことができます。ステージ。初期の段階で識別されるバインドされた金属イオンの使用を悪用することができます構造ソリューションをスピードアップし、分子置換メソッドが失敗したときにタンパク質をラベル セレノメチオニンの不必要な生産を避けるため。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56294/56294fig1.jpg"> 
図 1。炭水化物 SBPs の生化学的および構造解析のためのワークフローの図。<a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56294/56294fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56294/56294fig2.jpg"> 
図 2。GDA の結晶評価技術.(A) GDA ビームライン制御ソフトウェアの x 線蛍光制御] タブのスクリーン ショット。(B) GDA の x 線エネルギー エッジ スキャン コントロール タブのスクリーン ショット。(C) GDA データ コレクション クリスタル スクリーニング] タブのスクリーン ショット。<a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56294/56294fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56294/56294fig3.jpg"> 
図 3。SP009239 491の生化学的解析します。(A) 3 D 曲面グラフが緩衝液の NaCl 濃度と pH の関数として SP009239 491の融解温度をプロットします。(B) 秒、MALS SP009239 491の結果。吸収 280 nm が青で表示されます。異なる重合状態のモルの固まりは赤で表示されます。(B) パネルは、32から変更されています。<a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56294/56294fig3large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56294/56294fig4.jpg"> 
図 4。SP009239 491の構造キャラクタリゼーション。(A) と (B) x 線吸収エネルギー SP009239 491結晶 Zn と Se の端をスキャンします。ブルーとシアン、計算される f Zn と結晶を含む Se から測定された蛍光を示す ' と f"異常散乱分数、緑と赤、それぞれ。SP009239 491結晶からの x 線回折パターン (C) 例が収集されます。(D) SP009239 491ダイマー構造の表現の漫画します。1 つの単量体は、白い色と他のマゼンタ (残基 39-366) とバイオレット (残留 367-491)、および異常散乱原子、それぞれ Zn、Se、青とシアンのボールとして表示されます。<a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56294/56294fig4large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td></td>
			<td>0.1 M クエン酸 pH 4.0</td>
			<td>0.1 M クエン酸 pH 4.5</td>
			<td>0.1 M リン酸塩 pH 5.0</td>
			<td>0.1 M クエン酸 pH 5.5</td>
			<td>0.1 M Bis トリス pH 6</td>
			<td>0.1 M ADA pH 6.5</td>
			<td>0.1 M モップ pH 7</td>
			<td>0.1 M HEPES pH 7.5</td>
			<td>0.1 M イミダゾール pH 8.0</td>
			<td>0.1 M トリス pH 8.5</td>
			<td>0.1 M CHES pH 9</td>
			<td>0.1 M CHES pH 9.5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl 0 M</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
</tr></tbody></table>			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
		
		<tr>
			<td>NaCl 0.1 M</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>食塩 0.2 M</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>塩化ナトリウム 0.5 M</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
			<td>40 Μ L</td>
		</tr>
	

表 1。熱シフト試金のためのバッファー組成物。

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Biochemical and Structural Characterization of the Carbohydrate Transport Substrate-binding-protein SP0092

肺炎球菌から炭水化物基質結合タンパク質の豊富な生化学的および構造解析を実行するための合理化されたプロトコルが表示されます。

炭水化物輸送基質結合タンパク質 SP0092 の生化学的および構造特性

Development of new antimicrobials and vaccines for Streptococcus pneumoniae (pneumococcus) are necessary to halt the rapid rise in multiple resistant ...

biochemical-structural-characterization-carbohydrate-transport

Research

JoVE Journal

Biochemistry

29.8K ビュー.  Harwell Science & Innovation Campus. 肺炎球菌から炭水化物基質結合タンパク質の豊富な生化学的および構造解析を実行するための合理化されたプロトコルが表示されます。

ビデオ: Biochemical and Structural Characterization of the Carbohydrate Transport Substrate-binding-protein SP0092

Characterization of Glycoproteins with the Immunoglobulin Fold by X-Ray Crystallography and Biophysical Techniques

Glycoproteins on the surface of cells play critical roles in cellular function, including signalling, adhesion and transport. On leukocytes, several of these glycoproteins possess immunoglobulin (Ig) folds and are central to immune recognition and regulation. Here, we present a platform for the design, expression and biophysical characterization of the extracellular domain of human B cell receptor CD22. We propose that these approaches are broadly applicable to the characterization of mammalian glycoprotein ectodomains containing Ig domains. Two suspension human embryonic kidney (HEK) cell lines, HEK293F and HEK293S, are used to express glycoproteins harbouring complex and high-mannose glycans, respectively. These recombinant glycoproteins with different glycoforms allow investigating the effect of glycan size and composition on ligand binding. We discuss protocols for studying the kinetics and thermodynamics of glycoprotein binding to biologically relevant ligands and therapeutic antibody candidates. Recombinant glycoproteins produced in HEK293S cells are amenable to crystallization due to glycan homogeneity, reduced flexibility and susceptibility to endoglycosidase H treatment. We present methods for soaking glycoprotein crystals with heavy atoms and small molecules for phase determination and analysis of ligand binding, respectively. The experimental protocols discussed here hold promise for the characterization of mammalian glycoproteins to give insight into their function and investigate the mechanism of action of therapeutics.

We present approaches for the biophysical and structural characterization of glycoproteins with the immunoglobulin fold by biolayer interferometry, isothermal titration calorimetry, and X-ray crystallography.

糖タンパク質 x 線結晶構造解析および生物物理学的手法によって、免疫グロブリンフォールドのキャラクタリゼーション

Glycoproteins on the surface of cells play critical roles in cellular function, including signalling, adhesion and transport. On leukocytes, several of ...

生化学

Spectrophotometric Methods for the Study of Eukaryotic Glycogen Metabolism

Glycogen is synthesized as a storage form of glucose by a wide array of organisms, ranging from bacteria to animals. The molecule comprises linear chains of &#945;1,4-linked glucose residues with branches introduced through the addition of &#945;1,6-linkages. Understanding how the synthesis and degradation of glycogen are regulated and how glycogen attains its characteristic branched structure requires the study of the enzymes of glycogen storage. However, the methods most commonly used to study these enzyme activities typically employ reagents or techniques that are not available to all investigators. Here, we discuss a battery of procedures that are technically simple, cost-effective, and yet still capable of providing valuable insight into the control of glycogen storage. The techniques require access to a spectrophotometer, operating in the range of 330 to 800 nm, and are described assuming that the users will employ disposable, plastic cuvettes. However, the procedures are readily scalable and can be modified for use in a microplate reader, allowing highly parallel analysis.

Techniques to measure the activity of key enzymes of glycogen metabolism are presented, using a simple spectrophotometer operating in the visible range.

真核生物グリコーゲン代謝研究のための吸光光度法

Glycogen is synthesized as a storage form of glucose by a wide array of organisms, ranging from bacteria to animals. The molecule comprises linear chains ...

The Application of Open Searching-based Approaches for the Identification of Acinetobacter baumannii O-linked Glycopeptides

Protein glycosylation is increasingly recognized as a common modification within bacterial organisms, contributing to prokaryotic physiology and optimal infectivity of pathogenic species. Due to this, there is increasing interest in characterizing bacterial glycosylation and a need for high-throughput analytical tools to identify these events. Although bottom-up proteomics readily enables the generation of rich glycopeptide data, the breadth and diversity of glycans observed in prokaryotic species make the identification of bacterial glycosylation events extremely challenging.
Traditionally, the manual determination of glycan compositions within bacterial proteomic datasets made this a largely bespoke analysis restricted to field-specific experts. Recently, open searching-based approaches have emerged as a powerful alternative for the identification of unknown modifications. By analyzing the frequency of unique modifications observed on peptide sequences, open searching techniques allow the identification of common glycans attached to peptides within complex samples. This article presents a streamlined workflow for the interpretation and analysis of glycoproteomic data, demonstrating how open searching techniques can be used to identify bacterial glycopeptides without prior knowledge of the glycan compositions.
Using this approach, glycopeptides within samples can rapidly be identified to understand glycosylation differences. Using Acinetobacter baumannii as a model, these approaches enable the comparison of glycan compositions between strains and the identification of novel glycoproteins. Taken together, this work demonstrates the versatility of open database-searching techniques for the identification of bacterial glycosylation, making the characterization of these highly diverse glycoproteomes easier than ever before.

The Application of Open Searching-based Approaches for the Identification of Acinetobacter baumannii O-linked Glycopeptides

Open searching enables the identification of glycopeptides decorated with previously unknown glycan compositions. Within this article, a streamlined approach for undertaking open searching and subsequent glycan-focused glycopeptide searches are presented for bacterial samples using Acinetobacter baumannii as a model.

アシネトバクター・バウマンニO結合型糖ペプチドの同定のためのオープンサーチに基づくアプローチの適用

Protein glycosylation is increasingly recognized as a common modification within bacterial organisms, contributing to prokaryotic physiology and optimal ...

Concanavalin A-Based Sedimentation Assay to Measure Substrate Binding of Glucan Phosphatases

Glucan phosphatases belong to the larger family of dual specificity phosphatases (DSP) that dephosphorylate glucan substrates, such as glycogen in animals and starch in plants. The crystal structures of glucan phosphatase with model glucan substrates reveal distinct glucan-binding interfaces made of DSP and carbohydrate-binding domains. However, quantitative measurements of glucan-glucan phosphatase interactions with physiologically relevant substrates are fundamental to the biological understanding of the glucan phosphatase family of enzymes and the regulation of energy metabolism. This manuscript reports a Concanavalin A (ConA)-based in vitro sedimentation assay designed to detect the substrate binding affinity of glucan phosphatases against different glucan substrates.&#160;As a proof of concept, the dissociation constant (KD) of glucan phosphatase Arabidopsis thaliana Starch Excess4 (SEX4) and amylopectin was determined. The characterization of SEX4 mutants and other members of the glucan phosphatase family of enzymes further demonstrates the utility of this assay to assess the differential binding of protein- carbohydrate interactions. These data demonstrate the suitability of this assay to characterize a wide range of starch and glycogen interacting proteins.

This method describes a lectin-based in vitro sedimentation assay to quantify the binding affinity of glucan phosphatase and amylopectin. This co-sedimentation assay is reliable for measuring glucan phosphatase substrate binding and can be applied to various solubilized glucan substrates.

グルカンホスファターゼの基質結合を測定するためのコンカナバリンAベースの沈降アッセイ

Glucan phosphatases belong to the larger family of dual specificity phosphatases (DSP) that dephosphorylate glucan substrates, such as glycogen in animals ...

Engineering Antiviral Agents via Surface Plasmon Resonance

Surface plasmon resonance (SPR) is used to measure hemagglutinin (HA) binding to domain-swapped Cyanovirin-N (CV-N) dimer and to monitor interactions between mannosylated peptides and CV-N's high-affinity binding site. Virus envelope spikes gp120, HA, and Ebola glycoprotein (GP) 1,2 have been reported to bind both high- and low-affinity binding sites on dimeric CVN2. Dimannosylated HA peptide is also bound at the two low-affinity binding sites to an engineered molecule of CVN2, which is bearing a high-affinity site for the respective ligand and mutated to replace a stabilizing disulfide bond in the carbohydrate-binding pocket, thus confirming multivalent binding. HA binding is shown to one high-affinity binding site of pseudo-antibody CVN2 at a dissociation constant (KD) of 275 nM that further neutralizes human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) through oligomerization. Correlating the number of disulfide bridges in domain-swapped CVN2, which are decreased from 4 to 2 by substituting cystines into polar residue pairs of glutamic acid and arginine, results in reduced binding affinity to HA. Among the strongest interactions, Ebola GP1,2 is bound by CVN2 with two high-affinity binding sites in the lower nanomolar range using the envelope glycan without a transmembrane domain. In the present study, binding of the multispecific monomeric CV-N to severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) spike (S) glycoprotein is measured at KD = 18.6 &#181;M as compared with nanomolar KD to those other virus spikes, and via its receptor-binding domain in the mid-&#181;-molar range.

Engineering Antiviral Agents via Surface Plasmon Resonance

The present protocol describes new tools for SPR binding assays to examine CV-N binding to HA, S glycoprotein, related hybrid-type glycans, and high-mannose oligosaccharides. SPR is used to determine the KD for binding either dimeric or monomeric CV-N to these glycans.

表面プラズモン共鳴 による 抗ウイルス剤のエンジニアリング

Surface plasmon resonance (SPR) is used to measure hemagglutinin (HA) binding to domain-swapped Cyanovirin-N (CV-N) dimer and to monitor interactions ...

生物工学

Purification of the Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator Protein Expressed in Saccharomyces cerevisiae

Defects in the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) protein cause cystic fibrosis (CF), an autosomal recessive disease that currently limits the average life expectancy of sufferers to &#60;40 years of age. The development of novel drug molecules to restore the activity of CFTR is an important goal in the treatment CF, and the isolation of functionally active CFTR is a useful step towards achieving this goal.
We describe two methods for the purification of CFTR from a eukaryotic heterologous expression system, S. cerevisiae. Like prokaryotic systems, S. cerevisiae can be rapidly grown in the lab at low cost, but can also traffic and posttranslationally modify large membrane proteins. The selection of detergents for solubilization and purification is a critical step in the purification of any membrane protein. Having screened for the solubility of CFTR in several detergents, we have chosen two contrasting detergents for use in the purification that allow the final CFTR preparation to be tailored to the subsequently planned experiments.
In this method, we provide comparison of the purification of CFTR in dodecyl-&#946;-D-maltoside (DDM) and 1-tetradecanoyl-sn-glycero-3-phospho-(1&#39;-rac-glycerol) (LPG-14). Protein purified in DDM by this method shows ATPase activity in functional assays. Protein purified in LPG-14 shows high purity and yield, can be employed to study post-translational modifications, and can be used for structural methods such as small-angle X-ray scattering and electron microscopy. However it displays significantly lower ATPase activity.

Purification of the Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator Protein Expressed in Saccharomyces cerevisiae

Heterologous expression and purification of the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) are significant challenges and limiting factors in the development of drug therapies for cystic fibrosis. This protocol describes two methods for the isolation of milligram quantities of CFTR suitable for functional and structural studies.&#160;

で表現する嚢胞性線維症膜コンダクタンス制御因子タンパク質の精製<em&gt;サッカロマイセス·セレビシエ</em

Defects in the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) protein cause cystic fibrosis (CF), an autosomal recessive disease that ...

生物学

Real Time Measurements of Membrane Protein:Receptor Interactions Using Surface Plasmon Resonance (SPR)

Protein-protein interactions are pivotal to most, if not all, physiological processes, and understanding the nature of such interactions is a central step in biological research. Surface Plasmon Resonance (SPR) is a sensitive detection technique for label-free study of bio-molecular interactions in real time. In a typical SPR experiment, one component (usually a protein, termed 'ligand') is immobilized onto a sensor chip surface, while the other (the 'analyte') is free in solution and is injected over the surface. Association and dissociation of the analyte from the ligand are measured and plotted in real time on a graph called a sensogram, from which pre-equilibrium and equilibrium data is derived. Being label-free, consuming low amounts of material, and providing pre-equilibrium kinetic data, often makes SPR the method of choice when studying dynamics of protein interactions. However, one has to keep in mind that due to the method's high sensitivity, the data obtained needs to be carefully analyzed, and supported by other biochemical methods. 
SPR is particularly suitable for studying membrane proteins since it consumes small amounts of purified material, and is compatible with lipids and detergents. This protocol describes an SPR experiment characterizing the kinetic properties of the interaction between a membrane protein (an ABC transporter) and a soluble protein (the transporter's cognate substrate binding protein).

Real Time Measurements of Membrane Protein:Receptor Interactions Using Surface Plasmon Resonance SPR

Surface Plasmon Resonance (SPR) is a label-free method for detecting bio-molecular interactions in real time. Herein, a protocol for a membrane protein:receptor interaction experiment is described, while discussing the pros and cons of the technique.

膜タンパク質のリアルタイム測定：受容体相互作用は、表面プラズモン共鳴を使用した（SPR）

Protein-protein interactions are pivotal to most, if not all, physiological processes, and  understanding the nature of such interactions is a central ...

Automated Modular High Throughput Exopolysaccharide Screening Platform Coupled with Highly Sensitive Carbohydrate Fingerprint Analysis

Many microorganisms are capable of producing and secreting exopolysaccharides (EPS), which have important implications in medical fields, food applications or in the replacement of petro-based chemicals. We describe an analytical platform to be automated on a liquid handling system that allows the fast and reliable analysis of the type and the amount of EPS produced by microorganisms. It enables the user to identify novel natural microbial exopolysaccharide producers and to analyze the carbohydrate fingerprint of the corresponding polymers within one day in high-throughput (HT). Using this platform, strain collections as well as libraries of strain variants that might be obtained in engineering approaches can be screened. The platform has a modular setup, which allows a separation of the protocol into two major parts. First, there is an automated screening system, which combines different polysaccharide detection modules: a semi-quantitative analysis of viscosity formation via a centrifugation step, an analysis of polymer formation via alcohol precipitation and the determination of the total carbohydrate content via a phenol-sulfuric-acid transformation. Here, it is possible to screen up to 384 strains per run. The second part provides a detailed monosaccharide analysis for all the selected EPS producers identified in the first part by combining two essential modules: the analysis of the complete monomer composition via ultra-high performance liquid chromatography coupled with ultra violet and electrospray ionization ion trap detection (UHPLC-UV-ESI-MS) and the determination of pyruvate as a polymer substituent (presence of pyruvate ketal) via enzymatic oxidation that is coupled to a color formation. All the analytical modules of this screening platform can be combined in different ways and adjusted to individual requirements. Additionally, they can all be handled manually or performed with a liquid handling system. Thereby, the screening platform enables a huge flexibility in order to identify various EPS.

We present an automated modular high-throughput-method for the identification and characterization of microbial exopolysaccharides in small scale. This method combines a fast preselection to analyze the total amount of secreted polysaccharides with a detailed carbohydrate fingerprint to enable the fast screening of newly isolated bacterial strains or entire strain collections.

自動化されたモジュラーハイスループットエキソポリサッカライドスクリーニングプラットフォームは、高感度炭水化物フィンガープリント分析と相まって

Many microorganisms are capable of producing and secreting exopolysaccharides (EPS), which have important implications in medical fields, food ...

Demonstration of Heterologous Complexes formed by Golgi-Resident Type III Membrane Proteins using Split Luciferase Complementation Assay

The goal of this protocol is to explore the applicability of the most recent variant of split luciferase complementation for demonstrating heterologous complexes formed by nucleotide sugar transporters (NSTs). These ER- and Golgi-resident multitransmembrane proteins carry the cytoplasmically synthesized nucleotide sugars across organelle membranes to supply enzymes that mediate glycosylation with their substrates. NSTs exist as dimers and/or higher oligomers. Heterologous interactions between&#160;different NSTs have also been reported. To verify whether the technique is suitable for studying the phenomenon of NST heteromerization, we tested it against a combination of the two Golgi-resident NSTs that have been previously shown to associate by several other means. The&#160;luciferase complementation assay appears to be particularly suitable for studying interactions between Golgi-resident membrane proteins, as it does not require high expression levels, which often trigger protein mislocalization and increase the risk of false positives.

The&#160;protocol presented here is intended to demonstrate the occurrence of heterologous interactions between Golgi-resident type III membrane proteins with cytoplasmically exposed N- and/or C-termini in live mammalian cells using the most recent variant of the split luciferase complementation assay.

スプリットルシフェラーゼ相補アッセイを用いたゴルジレジデントIII型膜タンパク質によって形成される異種複合体の実証

The goal of this protocol is to explore the applicability of the most recent variant of split luciferase complementation for demonstrating heterologous ...

Small-Scale Plasma Membrane Preparation for the Analysis of Candida albicans Cdr1-mGFPHis

The successful biochemical and biophysical characterization of ABC transporters depends heavily on the choice of the heterologous expression system. Over the past two decades, we have developed a yeast membrane protein expression platform that has been used to study many important fungal membrane proteins. The expression host Saccharomyces cerevisiae AD&#916;&#916; is deleted in seven major endogenous ABC transporters and it contains the transcription factor Pdr1-3 with a gain-of-function mutation that enables the constitutive overexpression of heterologous membrane protein genes stably integrated as single copies at the genomic PDR5 locus. The creation of versatile plasmid vectors and the optimization of one-step cloning strategies enables the rapid and accurate cloning, mutagenesis, and expression of heterologous ABC transporters. Here, we describe the development and use of a novel protease-cleavable mGFPHis double tag (i.e., the monomeric yeast enhanced green fluorescent protein yEGFP3 fused to a six-histidine affinity purification tag) that was designed to avoid possible interference of the tag with the protein of interest and to increase the binding efficiency of the His tag to nickel-affinity resins. The fusion of mGFPHis to the membrane protein ORF (open reading frame) enables easy quantification of the protein by inspection of polyacrylamide gels and detection of degradation products retaining the mGFPHis tag. We demonstrate how this feature facilitates detergent screening for membrane protein solubilization. A protocol for the efficient, fast, and reliable isolation of the small-scale plasma membrane preparations of the C-terminally tagged Candida albicans multidrug efflux transporter Cdr1 overexpressed in S. cerevisiae AD&#916;&#916;, is presented. This small-scale plasma membrane isolation protocol generates high-quality plasma membranes within a single working day. The plasma membrane preparations can be used to determine the enzyme activities of Cdr1 and Cdr1 mutant variants.

Small-Scale Plasma Membrane Preparation for the Analysis of Candida albicans Cdr1-mGFPHis

This article presents a small-scale plasma membrane isolation protocol for the characterization of Candida albicans ABC (ATP-binding cassette) protein Cdr1, overexpressed in Saccharomyces cerevisiae. A protease-cleavable C-terminal mGFPHis double tag with a 16-residue linker between Cdr1 and the tag was designed to facilitate the purification and detergent-screening of Cdr1.

カンジダ・アルビカンスCdr1-mGFPHisの分析のための小スケールプラズマ膜調製

The successful biochemical and biophysical characterization of ABC transporters depends heavily on the choice of the heterologous expression system. Over ...

炭水化物輸送基質結合タンパク質 SP0092 の生化学的および構造特性

要約

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糖タンパク質 x 線結晶構造解析および生物物理学的手法によって、免疫グロブリンフォールドのキャラクタリゼーション

真核生物グリコーゲン代謝研究のための吸光光度法

アシネトバクター・バウマンニO結合型糖ペプチドの同定のためのオープンサーチに基づくアプローチの適用

グルカンホスファターゼの基質結合を測定するためのコンカナバリンAベースの沈降アッセイ

表面プラズモン共鳴による抗ウイルス剤のエンジニアリング

で表現する嚢胞性線維症膜コンダクタンス制御因子タンパク質の精製

膜タンパク質のリアルタイム測定：受容体相互作用は、表面プラズモン共鳴を使用した（SPR）

自動化されたモジュラーハイスループットエキソポリサッカライドスクリーニングプラットフォームは、高感度炭水化物フィンガープリント分析と相まって

スプリットルシフェラーゼ相補アッセイを用いたゴルジレジデントIII型膜タンパク質によって形成される異種複合体の実証

カンジダ・アルビカンスCdr1-mGFPHisの分析のための小スケールプラズマ膜調製

炭水化物輸送基質結合タンパク質 SP0092 の生化学的および構造特性

要約

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糖タンパク質 x 線結晶構造解析および生物物理学的手法によって、免疫グロブリンフォールドのキャラクタリゼーション

真核生物グリコーゲン代謝研究のための吸光光度法

アシネトバクター・バウマンニO結合型糖ペプチドの同定のためのオープンサーチに基づくアプローチの適用

グルカンホスファターゼの基質結合を測定するためのコンカナバリンAベースの沈降アッセイ

表面プラズモン共鳴 による 抗ウイルス剤のエンジニアリング

で表現する嚢胞性線維症膜コンダクタンス制御因子タンパク質の精製

膜タンパク質のリアルタイム測定：受容体相互作用は、表面プラズモン共鳴を使用した（SPR）

自動化されたモジュラーハイスループットエキソポリサッカライドスクリーニングプラットフォームは、高感度炭水化物フィンガープリント分析と相まって

スプリットルシフェラーゼ相補アッセイを用いたゴルジレジデントIII型膜タンパク質によって形成される異種複合体の実証

カンジダ・アルビカンスCdr1-mGFPHisの分析のための小スケールプラズマ膜調製

表面プラズモン共鳴による抗ウイルス剤のエンジニアリング