Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
* Эти авторы внесли равный вклад
В данной статье подробно обогащение белков, ассоциированных с плазматической мембраны синаптической с помощью ультрацентрифугирования на разрывной градиенте сахарозы. Последующая подготовка постсинаптических белков плотности также описывается. Белковые препараты подходят для вестерн-блоттинга или анализа 2D ПГЛП.
Нейронные субклеточные методы фракционирования позволит количественно оценить белков, которые продают в и из синапса. Как первоначально описано в конце 1960-х, белки, ассоциированные с плазматической мембраны синаптической может быть выделен с помощью ультрацентрифугирования на градиенте плотности сахарозы. После того, как синаптических мембран изолированы, макромолекулярный комплекс известен как постсинаптической плотности может быть затем выделяют в связи с его нерастворимости моющего средства. Методы, используемые для изоляции синаптических мембран в плазме и пост-синаптические белки плотности остаются практически то же самое после 40 лет, и широко используются в современных исследованиях в области нейронаук. Эта статья подробно описывает фракционирование белков, связанных с синаптической мембраны плазмы и постсинаптического плотность с помощью прерывистой градиенте сахарозы. Полученные белковые препараты подходят для вестерн-блоттинга или анализа 2D ПГЛП.
Нейроны взаимодействуют через синапсов, и качество этой связи регулируется в значительной степени от изменений в составе белков в синапсах. В частности, белки, расположенные в постсинаптической плотности участие в нейронной связи путем тщательного лесов рецепторов нейромедиаторов с их системами передачи сигнала 1. Кроме того, длительные изменения в силе синаптической контролируются добавления или удаления рецепторов на постсинаптической плотности 1-6. Таким образом, изоляция и количественная оценка синаптических белков является необходимым и полезным методом, чтобы разобраться в путях, что нейроны реагируют на стимулы и изменять синаптическую эффективность 7. В этой статье описывается общий метод, чтобы изолировать синаптические белки из грызунов мозговой ткани ультрацентрифугированием на разрывных градиентах сахарозы. Синаптической плазмы мембранную фракцию можно обогатить и изолированных основеего плотность в сахарозе, которые были определены эмпирически, чтобы быть похожими на 1,2 М сахарозы.
В зависимости от биологической вопрос, субклеточные фракции могут быть разделены с помощью непрерывных или прерывистых градиентах сахарозы или любой перколлом. Непрерывные градиенты позволяют для разделения белков в нескольких фракций; это может быть особенно полезно, чтобы продемонстрировать совместную локализацию протеинов в пределах данного фракции 8. Тем не менее, получение непрерывных градиентов более трудоемким и не является необходимым для многих приложений. Разрывные градиенты сравнительно легче подготовить и может быть использован для разделения белков в несколько, как правило, определенных фракций. Разрывные градиенты, которые состоят из трех сахарозы слоев увеличением молярностью были широко использованы для выделения белков, связанных с синаптической мембране плазмы (СЗМ). Это синаптической плазмы мембранную фракцию может быть дополнительно обработан в постсинаптической плотности fractioN (PSD) путем обработки моющим средством и изоляции моющего средства нерастворимые фракции.
Когда этот процесс был впервые описан в 1960-х годах 9,10, электронную микроскопию использовали для демонстрации органеллы и мембраны, что примерно определяют синаптическую мембрану плазмы и пост-синаптические плотности фракции 9-14. Эти исследования показали, включение до и после синаптических мембран и синаптических пузырьков в СЗМ фракции; после моющего средства лечения, прежде всего, электронно-плотного, пост-синаптические плотности были видны. В процедуре, гипотоническая шок используется отщипнуть синаптические процессы от тела клетки 10. Этот шаг использует тот факт, что митохондрии являются более устойчивыми к осмотического шока и остался нетронутым, и поэтому они оседают на дне градиенте сахарозы (Рисунок 1).
Используя эту же технику по обогащению, СЗМ и PSD фракции были первые биохимическиопределяется с помощью электрофореза в полиакриламидном геле и последовательности основных белковых компонентов 15-17. Затем вестерн-блот анализ был использован для обнаружения и количественной оценки уровней синаптических белков и дальнейшего определения этих фракций (рисунок 2). Мы использовали эту технику в наших лабораториях для количественного изменения в синаптических уровней переносчика дофамина, которые происходят, когда локус Slc6a3 дублируется на мышах 18. Мы также использовали эту технику в рецепторных NMDA дефицитных мышей, чтобы раскрыть синапсов конкретных сокращений белков, которые являются частью DISC1 интерактома 19.
Как видно из Вестерн-блоттинга, что СЗМ фракции содержат синаптические везикулы мембранные белки, эндосоме маркеры, митохондриальные белки, мембранные связано синтетические ферменты и молекулы передачи сигнала, а также с составными элементами пост-синаптической плотности и синаптические плазменные мембраны 20-23. EVEN PSD фракции может иметь загрязнения с обильным митохондриальных белков и это может быть необходимо для выполнения второго градиента седиментации или дополнительных стадий очистки, чтобы удалить их 13. В последнее время количественный масс-спектрометрии предоставила список из более чем 100 белков в одиночку постсинаптической плотности, а также указание на относительное обилие этих компонентов 24,25.
Следующий протокол соответствует принципам канадского Совета уходу за животными и был одобрен факультета медицины и фармации Комитета по уходу за животными в Университете Торонто.
1 Подготовьте Требуемые реагенты, как описано в таблице 1
2 Рассечение оптимальных Brain области
3 Tissue Усреднение Motor Driven Гласса-гомогенизаторе из тефлонового
4 низкоскоростного центрифугирования для удаления ядерного фракции (Урожайность Супернатант S1)
5 Обогащение Фракции Сырая синаптосомальные (Урожайность пеллет P2)
6 Lysing (гипоосмотическими Shock) из фракции сырой синаптосомальные
7 Обогащение фракции Синаптосомальное мембраны (P3)
8 Подготовка разрывным градиентом сахарозы
9 Фракционирование Synaptic плазматической мембраны (SPM)
10. Подготовка постсинаптической плотности фракции (PSD)
Получение градиента плотности сахарозы должно привести к четкого разделения трех молярных растворов сахарозы (0,8, 1,0 и 1,2 М сахарозы). Смотрите фиг.3А показан пример градиента до того, как образец белка добавляется. Если градиент готовят слишком много заранее, или, если он подгот...
Есть несколько шагов, в порядке, которые важны для успешного исхода. В шаге 3, важно, чтобы соответствовать степени гомогенизации достигается для каждого образца. При гомогенизации ткани с приводом от двигателя гомогенизатор, константа скорости используется не только для вращения пест...
The authors have no conflicts of interest to disclose.
The authors thank Dr. Mike Ehlers and his laboratory members for originally demonstrating the protocol for subcellular fractionation of synaptic plasma membranes. We also thank Wendy Horsfall for management of the mouse colonies. This work was supported by operating grants from CIHR (AJR and AS).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1 M HEPES, pH 7.4 | BioShop | HEP003.100 | |
HEPES | BioShop | HEP001.500 | |
Sucrose | BioShop | SUC507.1 | |
EDTA | BioBasic | EB0185 | |
PMSF | BioShop | PMS123.5 | |
Aprotinin | BioShop | APR600.1 | |
Leupeptin | BioShop | LEU001.1 | |
Pepstatin | BioShop | PEP605.5 | |
Benzamidine | BioShop | BEN601.25 | |
Sodium fluoride | BioShop | SFL001.100 | |
Sodium pyrophosphate | BioShop | SPP310.100 | |
Sodium orthovanadate | BioShop | SOV664.10 | |
β-glycerophosphate | BioShop | GYP001.10 | |
Triton X-100 | BioShop | TRX506.500 | |
18 G x 1 ½” needle | BD | 305196 | |
1 cc syringe | BD | 309659 | |
Glass Teflon homogenizer Kontes Duall 23 | VWR | KT885450-0023 | |
IKA Model RW 16 basic stirrer | IKA Works | 2572100 | |
Sorvall SM-24 fixed angle rotor | ThermoScientific | 29017 | |
Sorvall RC 6 Plus centrifuge | ThermoScientific | 46910 | |
Thinwall polyallomer tubes (13.2 ml) | Beckman Coulter | 331372 | |
SW 41 Ti rotor swinging bucket | Beckman Coulter | 331362 | |
Beckman L-80 floor ultracentrifuge | Beckman Coulter | ||
Thickwall polycarbonate tubes (3.5 ml) | Beckman Coulter | 349622 | |
TLA-100.3 fixed angle rotor | Beckman Coulter | 349481 | |
Beckman TL-100 tabletop ultracentrifuge | Beckman Coulter |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены