Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Msh2 Msh6 DNA replikasyon hataları tamir başlatmak için sorumludur. İşte bu kritik protein nasıl çalıştığını anlamak yolunda geçici bir kinetiği yaklaşım sunuyoruz. Rapor durdu akış birleştiğinde DNA bağlayıcı ve eylem Msh2-Msh6 DNA onarım mekanizması altında yatan ATPaz kinetiği ölçmek için deneyler göstermektedir.
Bu yaklaşımın mekanistik bilgi makromoleküler fonksiyonu yöneten etkin sitenin konsantrasyonları ve içsel hız sabitleri dahil verimleri beri Geçici kinetik analizi, biyolojik makromoleküllerin işleyişini anlamak için vazgeçilmez bir unsurdur. Kararlı durum ölçümleri, sadece genel katalitik verimliliği ve özgünlüğü verimi ise, enzimler durumda, örneğin, geçici ya da önceden istikrarlı bir devlet ölçümleri tanımlamak ve reaksiyon yolu bireysel olayları karakterize. Bireysel, protein-protein ya da protein-ligand etkileşimleri ve hız sınırlayıcı yapı değişiklikleri gibi olaylar sık sık milisaniyelik zaman ölçeğinde meydana gelen ve durdu akışı ve kimyasal quench akış yöntemleri ile doğrudan ölçülebilir. Gibi floresan gibi bir optik sinyal durdu akış ürün sürümü ve katalitik cirosu 1,2 bağlayıcı substrat izleme tepki ilerleme için güçlü ve ulaşılabilir bir araç olarak hizmet vermektedir .
Burada, durdu akış kinetiği uygulama Msh2-Msh6 etki mekanizması, baz çifti uyumsuzlukları ve DNA ve sinyalleri uyumsuzluğu onarım (MMR) 3-5 ekleme / silme döngüleri tanıyan bir ökaryotik DNA onarım protein prob rapor. Bunu yaparken, böylece Msh2 Msh6 büyüklükte üç siparişleri (~ 10 -6 to10 -9 üsleri hata sıklığı azalır) DNA replikasyonu doğruluğunu artırır ve genomik bütünlüğünü korumaya yardımcı olur . Beklendiği gibi, insan kusurlu Msh2-Msh6 fonksiyonu kalıtsal non-polipozis kolon kanseri ve diğer sporadik kanserler 6-8 ile ilişkilidir. Bu kritik DNA metabolik protein eylem mekanizmasını anlamak için, eşleşmeyen DNA gibi ATPaz aktivitesi Msh2 Msh6 etkileşim dinamikleri problama yakıtlar MMR olarak eylemler. T uyumsuzluğu ve izleme, gerçek zamanlı olarak 2-aminopurine floresan ortaya çıkan artış: DNA bağlayıcı G bitişik 2-aminopurine (2-Ap) fluorofor içeren DNA ile hızla Msh2-Msh6 karıştırma ile ölçülür. T (2-Ap) etiketsiz tuzak DNA ve izleme süresi 9 üzerinde floresan azalma ile uyumsuzluğu kompleksi: DNA disosiasyon önceden oluşmuş Msh2-Msh6 G karıştırılarak ölçülür. Pre-kararlı durum ATPaz kinetiği 7-diethylamino-3-((((2-maleimidyl) etil) amino) karbonil) kumarin) etiketli bağlayıcı fosfat Fosfat Bağlayıcı Protein (MDCC-PBP) (floresan değişimi ile ölçülür Pi) ATP hidrolizi 9,10 Msh2-Msh6 tarafından yayınlandı.
T uyumsuzluğu ve oluşumu uzun ömürlü bir Msh2-Msh6 G: Bu veriler G Msh2-Msh6 hızlı bağlanma ortaya T kompleksi bağlı bir ATP şeklinde proteinin ATP hidroliz ve istikrar baskılanması teslim sonuçları . Reaksiyon kinetiği hipotez için açık destek sağlayan ATP bağlı Msh2 Msh6 sinyaller uyumsuz bir baz çifti bağlayıcı çift sarmal DNA onarım.
F. Nuh Biro ve Jie Zhai Bu çalışmada eşit katkıda bulunmuştur.
Msh2 Msh6 DNA Cilt Kinetiği A. Ölçüm
1. Msh2-Msh6 DNA bağlayıcı kinetik deney için numune hazırlama
Durdurulmuş bir akış bir floresans tabanlı kinetik DNA bağlayıcı deney için reaktiflerin hazırlanması, bir flüorometre bir denge deney için benzer. Aslında denge bağlayıcı analizi, kinetik analizi için reaksiyon koşulları optimize etmek için etkileşim için ayrışma sabiti (K D) tahmin etmek için ilk olarak yapılmalıdır. Durduruldu akış deneyleri denge ya da kararlı durum deneyler ile karşılaştırıldığında, biyolojik malzemelerin büyük miktarlarda gerektirir; düşük miligram miktarda protein 11,12 mevcuttur ve benzer miktarda ligandlar hazırlanmış veya satın alınabilir, bu nedenle, bu yaklaşım en uygun.
2. Aracı hazırlık Msh2-Msh6 DNA-bağlayıcı kinetiği
Durdu akış enstrüman prensibi oldukça basit. Bu karışım bir cihazın içine hızla iki sürücü şırınga çözümler itmek için bir tahrik motoru kullanır, karışık çözüm için bir gözlem, veri toplama (Şekil 3) hücre içine akar. Biz KinTek düşük örnek hacmi gerektirir durdu akışı, çeşitli optik sinyalleri, tek veya reaktanlarının karıştırma sıralı olarak algılanmasını sağlar ve kullanımı çok kolay kullanabilirsiniz. Durduruldu akış araçların yanı sıra diğer birçok üretici vardır.
3. Msh2-Msh6 DNA bağlayıcı deney ve veri analizi
4. Msh2-Msh6 DNA bağlayıcı kinetiği Temsilcisi sonuçlar
G Msh2 Msh6 etkileşimler için kinetik veriler: T uyumsuzluğu DNA, tek bir üstel fonksiyon için uygun ve yakın ON 3 hızlı bağlanma oranı sabiti k verim x 10 7 M-1 saniye-1 (Şekil 4A) ve yavaş hızla T uyumsuzluğu ve 60 saniye 13 yakın bir yarılanma ömrü ile çok kararlı bir kompleks oluşturur: Msh2 Msh6 G bağlar ortaya koymaktadır 0.012 ikinci -1 (Şekil 4B), asitlik sabiti k KAPALI .
B. Ölçüm Msh2-Msh6 ATPaz Kinetik
1. Msh2 Msh6 ATPaz kinetik deney için numune hazırlama
2. Msh2 Msh6 ATPaz kinetik Aracı hazırlığı
3. Msh2-Msh6 ATPaz deney ve veri analizi
4. Msh2-Msh6 ATPaz kinetik Temsilcisi sonuçlar
Msh2-Msh6 hidroliz ATP ve hızla ilk katalitik cirosu 1.4 ikinci -1 bültenleri fosfat kinetik verileri göstermektedir. Bu aşama, 0.2 saniye -1 (Şekil 8A) 7 kat daha yavaş kararlı durum k kedi sonraki cirolar sınırlar reaksiyon yavaş bir adım takip ediyor . Ancak, Msh2-Msh6 eşleşmeyen DNA, ATP hidrolizi ve fosfat serbest patlaması bağlı olduğunda, bastırılmış ve Msh2-Msh6 daha uzun bir süre için bir ATP bağlı durumda kalır.
Şekil 1. S. Arıtma E. gelen cerevisiae Msh2-Msh6 coli. Msh2 ve Msh6 genler pET11a vektör klonlanmış ve E. üzerinden ifade edildi coli BL21 (de3) hücreleri. SP-sepharose, heparin ve Q-sepharose reçineler üzerinden kolon kromatografisi ile saflaştırılmış protein kompleksi oldu. Burada gösterilen SDS-PAGE analizi, bir Q-sepharose kolon protein fraksiyonları içerir.
T uyumsuzluğu bitişik bir Adenozin (ATPaz deneyleri için) veya 2-Aminopurine Adenozin floresan temel analog (DNA bağlayıcı deneyleri için): Şekil 2 Tamamlayıcı tek sarmallı DNA'ları G içeren bir dubleks formu tavlanır.
Şekil 3 KinTek reaktanlarının akışı tek bir karıştırma deney sırasında akış durdu.
Şekil 4a, bir G Msh2-Msh6 etkileşim Kinetiği: T uyumsuzluğu . G içeren dubleks DNA (0.12 mcM) Karıştırma: Msh2-Msh6 (0.8 mcM) ile 2-Aminopurine bitişik T zamanla floresan artışa yol açar ve bir iki moleküllü ON = 2.4 oran sabiti k 10 7 -1 s verimleri -1 etkileşim için.
Şekil 4b, bir G Msh2-Msh6 etkileşim Kinetiği: T uyumsuzluğu . Karışım önceden oluşmuş Msh2 Msh6 G: T (2-Ap) aşırı etiketsiz G: T DNA (8 mcM) ile karmaşık tuzakları herhangi bir ücretsiz Msh2-Msh6 yol açar, zaman içinde floresan azalma ve yavaş disosiasyon hızı sabit verim, ~ 60 saniye uzun bir yarılanma ömrü ile stabil kompleks belirten KAPALI k = 0.012 s -1. Final konsantrasyonları: 0.4 mcM Msh2-Msh6 işaretli DNA 0.06 mcM, 4 mcM etiketsiz G: T DNA tuzak.
Şekil 5 MDCC PBP hazırlık. E. SDS-PAGE analizi coli fosfat bağlayıcı protein (PBP), saflaştırılmış ve MDCC fluorofor ile etiketlenir.
Şekil 6 fosfat MDCC-PBP yanıt. MDCC-fosfat (Pi) sonuçları ile artan MDCC floresan PBP Titrasyon.
Şekil 7a hazırlanması fosfat (Pi) standart eğri. Bir MDCC-PBP (20 mcM), Pi değişen miktarlarda (8 mcM 0) ile karıştırılır.denge ulaşılana kadar d floresan zamanla ölçülür. Final konsantrasyonları: 10 mcM MDCC-PBP, 0 - 4 mcM Pi.
Şekil 7b hazırlanması fosfat (Pi) standart eğri. Maksimum MDCC-PBP floresan çizilen karşı [Pi] bir standart eğri verim. Hattı (bu durumda 0.383 mcM -1) eğim Pi konsantrasyonu MDCC PBP floresan dönüştürmek için kullanılır.
Şekil 8a. Msh2 Msh6 ATPaz kinetiği. Msh2 yokluğunda G-Msh6 (4 mcM): ATP (1 mM) ve MDCC-PBP (20 mcM) ile hızla karıştırılır T DNA, ATP hidrolizi ve Pi serbest bir patlama sergiler. Veri analizi oranı (k hidroliz = 1.4 s -1) ve genlik (2 mcM Msh2-Msh6 başına 1 siteye) veren patlama faz, 0.4 mcM s hızında doğrusal, kararlı durum faz takip 1 (k kedi = 0.2 s -1).
Şekil 8b. Msh2 Msh6 ATPaz kinetiği. G Ek: T reaksiyonu DNA (6 mcM) karmaşık bir ATP bağlı devlet stabilize, ATP hidroliz patlama bastırır. Final konsantrasyonları: 2 mcM Msh2 Msh6, 500 mcM ATP 3 mcM DNA, 10 mcM MDCC-PBP. Burst kinetiği aşağıdaki denklemle uygun: [Pi] = 0 E-k t + Vt, [Pi] fosfat konsantrasyonu, A 0, k gözlenen çekim hızı sabit patlama genliği ve V hızı doğrusal faz (k cat = V / [Msh2-Msh6]).
Örnek | Protein | DNA | ||||
Reaktif | Hisse senedi | Çalışma | McL Vol. | Hisse senedi | Çalışma | McL Vol. |
Msh2-Msh6 | 5 mcM | 0.8 mcM | 64 | - | - | - |
2ApG: T | - | - | - | 10 mcM | 0.12 mcM | 4,8 |
tampon | 10x | 1x | 40 | 10x | 1x | 40 |
GKD 2 O | - | - | 296 | - | - | 355 |
Toplam | 400 | 400 |
Tablo 1: DNA bağlama reaksiyon
Örnek | Protein | Protein-DNA | ATP | ||||||
Reaktif | Hisse senedi | Çalışma | McL Vol. | Hisse senedi | Çalışma | McL Vol. | Hisse senedi | Çalışma | McL Vol. |
Msh2-Msh6 | 20 mcM | 4 mcM | 80 | 20 mcM | 4 mcM | 80 | - | - | - |
G: T | - | - | - | 100 | 6 | 24 | - | - | - |
ATP | - | - | - | - | - | - | 50 mM | 1 mM | 8 |
7-MEG | 250x | 1x | 1,6 | 250x | 1x | 1,6 | 250x | 1x | 1,6 |
PNPase | 100x | 1x | 4 | 100x | 1x | 4 | 100x | 1x | 4 |
PBP-MDCC | 150 mcM | 20 mcM | 53,3 | 150 mcM | 20 mcM | 53,3 | - | - | - |
Tampon | 10x | 1x | 40 | 10x | 1x | 40 | 10x | 1x | 40 |
GKD 2 O | - | - | 221 | - | - | 197 | - | - | 346 |
Toplam | 400 | 400 | 400 |
Tablo 2 ATPaz tepki
Burada açıklanan DNA uyumsuzluğu bağlayıcı protein örneği, biyolojik moleküllerin mekanizmaları çalışmak için geçici kinetik yöntemler ve yardımcı güç göstermektedir. Tek ciro zaman ölçekte Durduruldu akış ölçümleri, uyumsuz bir baz çifti ve reaksiyon 9 uzun ömürlü bir protein X DNA kompleksi oluşumu Msh2-Msh6 protein hızlı ve belirli bağlayıcı için net bir kanıt sağladı. Ayrıca, ATPaz aktivitesi durdu akışı (ve quench akış) analizi, eşleşmeyen DNA bağla...
Bu çalışma, bir NSF KARİYER Ödülü (MMH), Barry M. Goldwater bursu (FNB) ve ASBMB Lisans Araştırma Ödülü (CWD) tarafından desteklenmiştir. PBP, ifade için klon lütfen Dr. Martin Webb (MRC, UK) tarafından sağlanmıştır.
DNA adı | Dizi |
37 G | 5'-ATT TTK TTC AGC AGA TAT G TA CCA TAC TGA TTC ACA T -3 ' |
37 T (2-Ap) | 5'-ATG TGA ATC AGT ATG GTA T Ap T ATC TGC TGA AGG AAA T -3 ' |
37 T | 5'-ATG TGA ATC AGT ATG GTA T A T ATC TGC TGA AGG AAA T -3 ' |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır