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요약

이 방법은 엑스레이 결정학 및 소 각 x 선 산란 (SAXS), 복제, 표현, 및 구조 결심을 위한 재조합 Nsa1의 정화를 설명 하 고 다른 단백질의 하이브리드 구조 분석에 대 한 적용 둘 다를 포함 하는 주문 하 고 도메인을 난잡.

초록

리보솜 어셈블리 요소 Nsa1 Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) 에서 전체 길이 구조 결정은 무질서 때문에 도전 이다 고 정한 효소 단백질의 C-터미널. 이 원고는 엑스레이 결정학 및 SAXS에 의해 구조 분석에 대 한 S. cerevisiae 에서 재조합 Nsa1 정화 방법을 설명 합니다. X 선 결정학은 Nsa1의 정돈된 N 맨끝 WD40 도메인의 구조를 해결 하기 위해 활용 하 고 있다 그리고 SAXS 솔루션에서 Nsa1의 C-말단의 구조를 해결 하기 위해 사용 되었다. 솔루션 분산 데이터 솔루션에서 전체 길이 Nsa1에서 수집 되었다. 이론적인 산란 진폭 WD40 도메인의 고해상도 결정 구조에서 계산 그리고 경직 된 몸과 ab initio 모델링의 조합 Nsa1의 C-터미널. 이 하이브리드 접근 방식을 통해 전체 단백질의 제 사기 구조 개축 되었다. 여기에 제시 된 방법의 구조화 및 구조화 되지 않은 도메인의 혼합으로 구성 된 다른 단백질의 하이브리드 구조 결정에 대 한 일반적으로 적용 해야 합니다.

서문

리보솜 큰 ribonucleoprotein 기계 모든 살아있는 세포에 있는 단백질으로 번역 하는 mRNA의 필수적인 역할을 수행 하는. 리보솜 속1,2,,34나 복잡 한 과정에서 생산 되는 2 개의 소 단위 리보솜 구성 됩니다. 진 핵 리보솜 어셈블리 필수 ribosomal 어셈블리 요소2,,35의 수백의 도움에 의존합니다. Nsa1 (Nop7 관련 1)6큰 ribosomal 소 단위 생산에는 진 핵 리보솜 어셈블리 요소 이며 WD-반복으로 알려진 74 (WDR74) 더 높은 유기 체7에 포함 된입니다. WDR74 쥐8에서 blastocyst 형성에 필요한 것을 보여줘 왔다 그리고 WDR74 발기인은 자주 암 세포9에 돌연변이. 그....

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프로토콜

1. 재조합 단백질 생산 및 Nsa 1의 정화

  1. Nsa1 식 플라스 미드 디자인 및 복제
    1. 얻거나 S. cerevisiae 게놈 DNA를 구입.
    2. PCR 증폭 Nsa1의 대상 시퀀스 (Nsa1FL, 잔류물 1-463) 고 C 터미널 잘립니다 Nsa1 (Nsa1ΔC, 잔류물 1-434) S. cerevisiae 의 용융 온도에서 분리 하는 genomic DNA를 사용 하 여 적절 한 뇌관으로 약 60 ° C 1-2 분의 연장 시간. 다음 뇌관 했다 Nsa1를 증폭 하는 데 사용 됩니다.
      SC_Nsa1_FLFw:CGCCAAAGGCCTATGAGGTTACTAGTCAGCTGTGTGGATAG
      SC_Nsa1_FLRv:AATGCAGCGGCCGCTCAAATTTTGCTTTTCTTACTGGCTTTAGAAGCGC
      SC_Nsa1ΔcFw:GGGCGCCATGGGATCCATGAGGTTACTAGTCAGCTGTGTGG
      SC_Nsa1ΔcRv: GATTCGAAAGCGGCCGCTTAAACCTTCCTTTTTTGCTTCCC
    3. 대장균 (대장균) 식 벡터 pHMBP 포함 하는 N 맨끝으로 Nsa1 subclone 6 X-히스티....

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결과

Nsa1 PCR S. cerevisiae genomic DNA에서 증폭 하 고 MBP와 TEV 프로 테아 제 사이트는 N 맨끝 6 x-히스티딘 선호도 태그를 포함 하는 벡터에 subcloned 이었다. Nsa1 대장균 BL21(DE3) 세포로 변형 되었다 고 단백질 식의 높은 수율 IPTG로 유도 및 25 ° C에서 하룻밤 (그림 1A) 성장을 가져온. Nsa1 고정된 코발트 선호도 수 지, TEV protease와 MBP 분열에 의해 그리고 ?.......

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토론

이 프로토콜을 사용 하 여, S. cerevisiae 에서 재조합 Nsa1 엑스레이 결정학 및 SAXS에 의해 구조 연구에 대 한 생성 되었습니다. Nsa1은 솔루션에서 품행 되었고 여러 크리스탈 형태로 결정. 이러한 결정의 최적화 하는 동안 Nsa1의 C-말단 효소 저하에 과민 했다 발견 했다. 높은 해상도, orthorhombic 크리스탈 형태로 수만 중복 될 가능성이 Nsa1의 C-터미널 잘림 변형 Nsa1의 유연한 C terminus 크리스탈 패킹?.......

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공개

저자는 공개 없다.

감사의 말

회절 데이터 동남 지역 공동 액세스 팀 (SER-고양이) 22-ID와 22-BM beamlines에서 고급 광자 소스 (AP), Argonne 국립 연구소에서 수집 했다. SAXS 데이터 SIBYLS beamline에 사전 빛 소스 (ALS), 로렌스 버클리 국립 연구소에 수집 되었다. 우리는 직원에 대 한 그들의 원격 데이터 수집 및 처리 SIBYLS beamline에 감사 하 고 싶습니다. 우리는 국립 연구소의 환경 건강 과학 (NIEHS) 질량 분석 연구 및 지원 그룹 단백질 도메인 경계를 결정 하는 도움을 위한 감사. 이 작품으로 미국 국립 연구소의 건강 교내 연구 프로그램; 지원 미국 국립 연구소의 환경 건강 과학 (NIEHS)의 (R. E. S. 지아 ES103247)와 건강 연구 (CIHR, M.C.P에 146626)의 캐나다 학회. AP의 사용을 지원 했다 미국 에너지 부, 과학의 사무실, 사무실의 기본적인 에너지 과학 계약 번호에서 W-31-109-잉글랜드-38. 사용 고급 라이트 소스 (ALS)의 감독, 과학의 사무실, 사무실의 기본적인 에너지 과학, 계약 번호에서 미국 에너지 부의에 의해 지원 되었다 드-AC02-05CH11231입니다. 추가 지원 SIBYLS SAXS beamline 건강의 국립 연구소에서 유래에 대 한 프로젝트 노스 (R01GM105404)와 하이 엔드....

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자료

NameCompanyCatalog NumberComments
Molecular Cloning of Nsa1
pMBP2 parallel vectorSheffield et al, Protein Expression and Purification 15, 34-39 (1999)We used a modified version of pMBP2 which included an N-terminal His-tag (pHMBP)
S. cerevisiae genomic DNAATCC204508D-5
Primers for cloning Nsa1
SC_Nsa1_FLFwIDTCGC CAA AGG CCT
ATGAGGTTACTAGTCAGCTGTGT
GGATAG
SC_Nsa1_FLRvIDTAATGCAGCGGCCGCTCAAATTTT
GCTTTTCTTACTGGCTTTAGAAGC
AGC
SC_Nsa1_DeltaCFwIDTGGGCGCCATGGGATCCATGAGG
TTACTAGTCAGCTGTGTGG
SC_Nsa1_DeltaCRvIDTGATTCGAAAGCGGCCGCTTAAAC
CTTCCTTTTTTGCTTCCC
Recombinant Protein Production and Purification of Nsa1
Escherichia coli BL21 (DE3) Star CellsInvitrogenC601003
pMBP- NSA1 and various truncationsLo et al., 2017
SelenomethionineMolecular DimensionsMD12-503B
IPTG, Dioxane-FreePromegaV3953
EDTA Free Protease Inhibitor CocktailSigma-Aldrich4693159001
Sodium ChlorideCaledon Laboratory Chemicals7560-1-80
Magnesium Chloride hexahydrateSigma-AldrichM2670
Tris Buffer, 1 M pH7.5KD MedicalRGF-3340
GlycerolInvitrogen15514-029
beta-mercaptoethanolSigmaM6250
1M Imidazole, pH 8.0TeknovaI6980-06
Talon Affinity ResinClonetech635503
Amicon Ultra 15 mL Centrifugal Filter (MWCO 10K)MilliporeUFC901024
HiLoad 16/600 Superdex 200 Prep Grade Gel Filtration ColumnGE-Healthcare28989335
TEV ProteasePrepared by NIEHS Protein Expression CoreExpression plasmid provided by NCI (Tropea et al. Methods Mol Biology, 2009)
4-15% Mini-PROTEAN TGX Precast Protein GelsBioRad456-8056
Crystallization, Proteolytic Screening
Crystal ScreenHampton ResearchHR2-110
Crystal Screen 2Hampton ResearchHR2-112
Salt RxHampton ResearchHR2-136
Index ScreenHampton ResearchHR2-144
PEG/Ion ScreenHampton ResearchHR2-139
JCSG+Molecular DimensionsMD1-37
Wizard Precipitant SynergyMolecular DimensionsMD15-PS-T
Swissci 96-well 3-drop UVP sitting drop platesTTP Labtech4150-05823
3inch Wide Crystal Clear Sealing TapeHampton ResearchHR4-506
Proti-Ace KitHampton ResearchHR2-429
PEG 1500Molecular DimensionsMD2-100-6
PEG 400Molecular DimensionsMD2-100-3
HEPES/sodium hydroxide pH 7.5Molecular DimensionsMD2-011-
Sodium Citrate tribasicMolecular DimensionsMD2-100-127
22 mm x 0.22 mm Siliconized CoverslidesHampton ResearchHR3-231
24 Well Plates with sealant (VDX Plate with Sealant)Hampton ResearchHR3-172
18 mM Mounted Nylon Loops (0.05 mm to 0.5 mM)Hampton ResearchHR4-945, HR4-947, HR4-970, HR4-971
Seed Bead KitHampton ResearchHR2-320
Magnetic Crystal CapsHampton ResearchHR4-779
Magnetic Cryo WandHampton ResearchHR4-729
Cryogenic Foam DewarHampton ResearchHR4-673
Crystal Puck SystemMiTeGenM-CP-111-021
Full Skirt 96 well Clear PlateVWR10011-228
AxyMat Sealing MatVWR10011-130
Equipment
UVEX-mJAN Scientific, Inc.
Nanodrop Lite SpectrophotometerThermo-Fisher
Mosquito RobotTTP Labtech
Software/Websites
HKL2000Otwinoski and Minor, 1997
PhenixAdams et al., 2010
CootEmsley et al., 2010
ATSASPetoukhov et al., 2012https://www.embl-hamburg.de/biosaxs/atsas-online/
ScatterRambo and Tainer, 2013
PymolThe PyMOL Molecular Graphics System, Version 1.8 Schrödinger, LLC.
BUNCHPetoukhov and Svergun, 2005
CRYSOLSvergun et al, 1995
PRIMUSKonarev et al, 2003
EOMTria et al, 2015

참고문헌

  1. Thomson, E., Ferreira-Cerca, S., Hurt, E. Eukaryotic ribosome biogenesis at a glance. J Cell Sci. 126 (Pt 21), 4815-4821 (2013).
  2. Woolford, J. L. Jr, Baserga, S. J. Ribosome biogenesis in the yeast Saccharomyces cerevisiae. Genetics. 195 (3), 643-681 (2013).
  3. Kressler, D., Hurt, E., Bas....

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