Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Здесь мы описываем протокол получения экстракта сырого яда из морского анемона и выявления его гемолитической и фосфолипазной активности.
Состав яда морского анемона включает полипептидные и небелковые молекулы. Цитолитические компоненты обладают высоким биотехнологическим и биомедицинским потенциалом для разработки новых молекулярных инструментов. Яд морского анемона находится в железистых клетках эктодермы и субклеточных структур, называемых нематоцистами, оба из которых распределены по всему телу морского анемона. Эта характеристика подразумевает проблемы, потому что клетки и нематоцисты должны быть лизированы для высвобождения компонентов яда с другими нетоксичными молекулами. Поэтому сначала яд получают из сырого экстракта (смесь различных и разнообразных молекул и тканевого мусора). Следующим шагом является обнаружение полипептидов со специфической биологической активностью. Здесь мы описываем эффективную стратегию получения сырого экстракта морского анемона и биоанализа для выявления присутствия цитолизинов. Первый шаг включает в себя недорогие и простые методы (цикл перемешивания и замораживания-оттаивания) для высвобождения цитолизинов. Мы получили самую высокую цитолитическую активность и белок (~500 мг белка из 20 г сухого веса). Далее полипептидную сложность экстракта анализировали с помощью геля SDS-PAGE, детектирующего белки с молекулярной массой от 10 кДа до 250 кДа. В гемолитическом анализе мы использовали эритроциты овец и определяли HU50 (11,1 ± 0,3 мкг/мл). Напротив, наличие фосфолипаз в сыром экстракте определяли с помощью яичного желтка в качестве субстрата в твердой среде с агарозой. В целом, это исследование использует эффективный и недорогой протокол для приготовления сырого экстракта и применяет воспроизводимые биоанализы для идентификации цитолизинов, молекул с биотехнологическими и биомедицинскими интересами.
Морские животные являются богатым источником биологически активных соединений. В последние десятилетия состав яда морского анемона привлек научное внимание, поскольку он включает в себя разнообразие полипептидов с гемолитической, цитотоксической, ферментативной (фосфолипаза, протеаза, хитиназа) и нейротоксической активностью и ингибирующим действием на протеолитическую активность1. Кроме того, эти полипептиды являются потенциальными источниками для разработки молекулярных инструментов в биотехнологическом и терапевтическом использовании 2,3.
Существует мало сообщений о яде морского анемона и его молекулярных компонентах из-за сложности получения яда, даже выделения и характеристики токсинов. Методы экстракции, используемые в отчетах, включали лизис и опорожнение содержимого клеток, которые связаны и не связаны с производством яда1.
Особой характеристикой у всех книдарианцев является отсутствие системы производства и высвобождения яда, централизованной в единой анатомической области. Вместо этого нематоцисты представляют собой структуры, которые удерживают яд 4,5. Другие типы клеток, называемые клетками эпидермальной железы, также выделяют токсины и также распределяются по всему телу морских анемонов6.
Первой и наиболее важной проблемой в получении яда является генерация экстракта с достаточными манипуляциями в последующих процессах, без инактивации или деградации лабильных белков. Далее клетки должны быть лизированы, а компоненты — в данном случае полипептиды — должны быть эффективно и быстро экстрагированы, избегая протеолиза и гидролиза при одновременном устранении других клеточных компонентов7.
Для получения сырого экстракта морского анемона используются различные методы; некоторые из них связаны с принесением в жертву организма, в то время как другие позволяют сохранить его живым. Методы, которые подразумевают использование всего тела организма, позволяют высвобождать большинство токсинов из яда8, по сравнению с методами, которые поддерживают жизнь организмов, которые извлекают только некоторые компоненты яда9. Приготовление экстракта требует оценки присутствия и эффективности вещества, представляющего интерес, посредством специфического биоанализа, который включает в себя стратегии наблюдения фармакологических эффектов методами in vivo или in vitro 10.
Яд морского анемона содержит цитолитические полипептиды, порообразующие токсины (ПФТ)11 и фосфолипазы12; эти молекулы являются моделями в изучении белково-липидного взаимодействия, молекулярными инструментами в терапии рака и биосенсорами на основе нанопор3. Классификация ФФТ морских анемонов проводится по их размерам или молекулярной массе, от 5 кДа до 80 кДа. PFT 20 кДа, наиболее изученный и известный как актинопорины11, представляет особый интерес из-за его биомедицинского потенциала в разработке молекулярных инструментов для возможных применений в качестве противоопухолевых, противомикробных и нанопоровых биосенсоров. Другой цитолизин, включая фосфолипазы, в частности фосфолипазу A2 (PLA2)13, высвобождает жирную кислоту и гидролизует фосфолипиды, дестабилизируя клеточную мембрану. Благодаря такому механизму действия PLA2 обещает стать важной моделью для изучения и применения при воспалительных заболеваниях. Он может служить моделью для исследований поведения липидов в клеточной мембране14.
Здесь мы описываем эффективный протокол получения сырого экстракта из морского анемона Anthopleura dowii Verrill, 1869, и обнаружения гемолизинов и фосфолипаз. Оба являются релевантными токсинами, которые могут быть использованы в качестве шаблона для разработки новых молекулярных инструментов.
Морские анемоны были собраны в соответствии с руководящими принципами Национальной комиссии по аквакультуре, рыболовству и продовольствию федерального правительства Мексики (номер разрешения PPF / DGOPTA 07332.250810.4060). Комитет по биоэтике Института биотехнологии Национального автономного университета Мексики одобрил все эксперименты с морскими анемонами. Образец овечьей крови был приобретен в Центре практического обучения и исследований в области животноводства и здоровья (CEPIPSA, Национальный автономный университет Мексики).
1. Сбор организмов
2. Гидратация тканей
3. Высвобождение токсинов
4. Количественное определение общего белка
5. Определение сложности полипептидного яда
6. Белковое окрашивание
7. Приготовьте раствор эритроцитов
8. Гемолизный анализ
9. Анализ фосфолипазы
Репрезентативные результаты протокола, использованные для получения сырого экстракта морского анемона, показали, что сочетание двух методов (перемешивание и циклы замораживания и оттаивания) приводило к эффективному разгрузке нематоцист, а общее количество белка составляло 500 мг (8 м?...
Высокий спрос на новые соединения с применением в различных областях науки и промышленности привел к изучению яда. Яд представляет собой богатый источник молекул, который служит шаблоном для генерации новых молекулярных инструментов. Однако сложность этих ядов требует реализации и с?...
Авторы заявляют, что у них нет конкурирующего интереса в отношении публикации данной статьи.
Эта работа была поддержана Программой апойо проекта исследований и инноваций в области технологий (PAPIIT) с номером гранта IT200819. Авторы выражают признательность Тому Масселману, Rock Paper Editing, LLC, за проверку английской грамматики этой рукописи; и техническая помощь Саманты Хименес (СИСЕСЕ, Энсенада) и Хуана Мануэля Барбосы Кастильо (Институт физики Селулара, УНАМ). Мы также благодарим д-ра Аугусто Сезара Лизаразо Чапарро (CEPIPSA) за получение овечьей крови. Мы особенно благодарим д-ра Хосе Санигера Блесу, ICAT-UNAM, за оборудование в его лаборатории для видеозаписи.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
15 mL conical centrifuge tube | Corning | 430766 | |
2-Bromophenol blue | Sigma | B75808 | |
2-mercaptoetanol | Sigma-Aldrich | M6250-100ML | |
50 mL conical centrifuge tubes | Corning | 430828 | |
Acetic Acid Glacial | J.T. Baker | 9515-03 | |
Acrylamide | Promega | V3115 | |
Agarose | Promega | V3125 | |
Bisacrylamide | Promega | V3143 | |
Bovine Serum Albumin Fraction V | Sigma | A3059-100G | |
Bradford Protein Assays | Bio-Rad | 5000006 | |
Calcium chloride | Sigma-Aldrich | C3306 | |
Cell culture plates 96 well, V-bottom | Corning | 3894 | |
Centrifuge | Eppendorf | 5804R | |
Centrifuge tubes | Corning | CLS430829 | |
ChemiDoc MP system | Bio-Rad | 1708280 | |
Citric acid | Sigma-Aldrich | 251275 | |
Clear flat.bottom 96-Well Plates | Thermo Scientific | 3855 | |
Coomassie Brilliant Blue G-250 | Bio-Rad | #1610406 | |
Coomassie brilliant blue R-250 | Bio-Rad | 1610400 | |
Dextrose | J.T. Baker | 1916-01 | |
Ductless Enclosure | Labconco | Vertical | https://imagej.nih.gov/ij ImageJ 1.53c |
Gel Doc EZ | Bio Rad. | Gel Documentation System | |
Glycerol | Sigma-Aldrich | G5516-4L | |
Hemocytometer | Marienfeld | 650030 | |
ImageJ (Software) | NIH, USA | Version 1.53c | |
Incubator 211 | Labnet | I5211 DS | |
Methanol | J.T. Baker | 9049-03 | |
Mini-PROTEAN tetra cell | Bio-Rad | 1658000EDU | |
Na2HPO4 | J.T. Baker | 3824-01 | |
NaCl | J.T. Baker | 3624-01 | |
NaH2PO4.H2O | J.T. Baker | 3818-05 | |
Origin software | version 9 | To design the plot with sigmoidal adjustments | |
Petridish | Falcon | 351007 | |
Pipetman kit | Gilson | F167380 | |
Precast mini gel | BioRad | 1658004 | |
Prestained Protein Ladder | Thermo Scientific | 26620 | |
Protease Inhibitor Cocktail | Roche | 11836153001 | |
Protein Assay Dye Reagent Concentrate | Bio-Rad | 5000006 | |
Rhodamine 6G | Sigma-Aldrich | 252433 | |
SDS | Sigma-Aldrich | L4509 | |
Sodium citrate dihydrate | JT Baker | 3646-01 | |
Spectrophotometer | THERMO SCIENTIFIC | G10S UV-VIS | |
Tris Base | Sigma-Aldrich | 77-86-1 | |
Volt Power Supply | Hoefer | PS300B |
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