Method Article
Burada makromoleküler X-ışını kristalografisi yapı belirleme kullanım için lipidik kübik ve sünger aşamalarında büyüdü hasat ve kriyo-serin membran proteini kristaller Yapısal ve İşlevsel Biyoloji Grup Caffrey Membran uygulanan prosedürler açıklanmıştır.
Proteinler mekanistik bir seviyede nasıl işlediğini anlamak için önemli bir rota ideal atomik çözünürlükte, mevcut hedef proteinin yapısına sahip olmaktır. Halen orada integral membran proteinleri (Şekil 1), ve bunların oluşturdukları kompleksler uygulanan gibi bilgileri yakalamak için tek bir yol olduğunu ve bu yöntem makromoleküler X-ışını kristalografisi (MX) 'dir. MX kırınım kalite kristaller zar proteinlerinin durumunda, ihtiyaç bulunmaktadır yapmak için, kolayca oluşturmaz. Lipidik mesophases, özellikle kübik ve sünger fazlar 1-5 kullanımını gerektirir membran proteinleri kristalize için bir yöntem (bu G protein-kenetli reseptör alanında 6-21 içinde olmuştur başarıları nedeniyle geç de dikkat kazanmıştır www . mpdb.tcd.ie ). Bununla birlikte, bu yöntem, bundan sonra mezo veya lipidik kübik faz yöntemi olarak adlandırılan, kendi teknik ile birliktezorluklar. Bu nedeniyle sık sık mikro kristalleri kristaller olarak büyümesi olan lipidik mezofaz genel olarak viskoz ve yapışkan doğası, kısmen ortaya çıkar. Kristaller işleme 22,23 hasat sırasında sonuç olarak zor ve özellikle çok olur. Problemler kriyo-soğutma ve nihai X, hasat için, kristaller burada kristalleri (Şekil 2) 24,25 büyüdüğü içinde cam sandviç plakaların mezofaz bolus ortaya çıkarmak için açılmış olmasını gerektirir ki hasat önce gelen basamakta da ortaya çıkar, ve -ışını kırınım veri toplama.
Kristaller hasat edilmelidir hangi kübik ve sünger Mezofaz türevleri (Şekil 3) derinden farklı rheologies 4,26 var. Kübik faz kalın bir diş macunu benzer yapışkan ve yapışkan. Buna karşılık, sünger fazlı akış için ayrı bir eğilim ile daha akışkandır. Açılış kristalizasyon kuyuları containi için Buna göre, farklı yaklaşımlarkübik ve sünger faz içinde gelişen kristaller ng gerçekten farklı yöntemler iki mezofaz tür kristal hasadı için gerekli olmasından dolayı, çağrılır. Rafine ve uygulanan Membran Yapısal ve İşlevsel Biyoloji (MS & FB) Grubu ve bu Jove makale (Şekil 4) ayrıntılı olarak açıklanmıştır oylandı sadece yapmak için protokoller. Örnekler kristaller başarıyla hasat ve kriyo-soğutulur durumlarda verilir. Ayrıca problemler kristaller onarılamaz kaybına neden olduğu durumlarda ortaya çıkan örnekler verilmiştir ve bu sorunların önlenebilir açıklanmıştır. Bu makalede Görüntüleyicisi hasat için, cam sandviç kristalizasyon kuyu açılması ve kübik ve sünger aşamalarında büyüyen membran proteinlerinin kriyo-soğutma kristalleri için adım adım yönergeler sağlanmaktadır.
1. Laboratuvar Kurulumu Öncesi hasat
Yerinde malzeme ve ekipman her ile bir sonraki görevi için:
2. Kristaller Contain Tabaklar ve Wells tanımlayın
3. Kübik Mezofaz ile iyi açılması. Metod 1
Kristaller mezo yöntem ile büyür ki içinde cam levhalar sandviç plakaların (Şekil 2). Mezofaz ve orada kristaller erişmek için, bu da açmak için gereklidir. Bu iyi mühürler sonra kaldırılabileceğini üst coverglass kesmek için bir cam kesici alet kullanılarak yapılır.
Kesme ve iyi bir kristalizasyon yerinden coverglass kaldırmak için birkaç yaklaşım vardır. Kullanmak için bir tip o tarafından diktef mezofaz olan kristal büyüyen bulunur. Bu, çok viskoz ve yapışkan kübik faz (Şekil 3A) veya daha fazla akışkan varyant, sünger faz (Şekil 3B) olabilir. Bu video yazıda kuyular açmak ve bu hosting malzemelerin hem kristalleri nasıl hasat göstermektedir.
4. Kübik Mezofaz bir Şey açılması. Metod 2
Bu özel gösterimde coverglass yapışkan ayırıcı yüzey coverglass serbest içinde çatlaklar. Bu süreçte, coverglass pozisyonda geçer ve çöktürücü kübik faz ayrılır. Coverglass kaldırıldığı zaman çöktürücü bazı onunla birlikte gider. Biz bir maruz b ile solHerhangi Çevre Çöktürücü olmadan Mezofaz arasında Olus. Derhal, kuruma ve kristaller zarar verebilir bir faz değişim geçirmekte gelen Mezofaz önlemek için bir mikropipet kullanarak bolus üstüne 1 ul taze çökeltici ekleyin. Bolus artık kristal hasadı kullanılmak üzere hazırdır.
5. Sünger Faz bir Şey açılması. Başarısız
Sünger fazı nedeniyle akış kabiliyetini ile çalışmak daha bağışlayıcı. Iyi kılcallık çevresi temas sünger aşamasında olduğunu akışı sonuçlar Mezofaz dışarı çıkartalım ve kristaller kaybedersiniz. Bu olay bir örneği, bu video klip de gösterilmiştir.
Bu özel sekans olarak, mikroskop üzerinde tamamen çapraz polarize olmayan ve kristaller iyi ve içeriği görünür durumda kalmasını aynı zamanda parlak nesnelerin olarak görülebilir.
6. Sünger Faz bir Şey açılması. Başarılı olarak
7. Kübik Faz Hasat ve Cryo-soğutma Kristaller
8. Sünger Faz Hasat ve Cryo-soğutma Kristaller
9. Dewars Kristaller saklanması
10. Temsilcisi Sonuçlar
Hasat ve kriyo-soğutma egzersizleri amaçları, kriyo-döngüler içine barındırma Mezofaz bir kristal aktarmak ilmekledi kristal sırlamak ve bir Dewar sıvı azot depolama yerleştirmek için burada gösterilmiştir. Hasat ve c nerede ideal bir durumdurryo-soğutma kristal kırınım kalite süreç içinde korunur şekilde yapılır. Mümkün olduğunca az Mezofaz kristal ile hasat edilmelidir. Bu kristal bulmak ve vitrifikasyon amacıyla kriyo-soğutma hızlandırılır ve kırınım veri toplama sırasında Mezofaz arka plan dağılım müdahale en aza indirmek için, X-ışını çok daha az zorlu bunu merkezleme yapmaktır. Kristal görülemez ve kriyo-soğutmalı örneklerin bazı örnekler Şekil 6 'da gösterilmiştir. Kristal gözle görülemez Nerede veri toplama 27 kiriş kristal bulmak ve merkezi ona amacıyla kırınımı rastering başvurmak genellikle gerekli değildir.
Şekil 1. Içinde ve üzerinde iki tabakalı lipid gösteren bir biyolojik zar şematik are proteinler çeşitli yer alır.
Şekil 2. A tam yüklü ve mühürlü 96-cam sandviç kristalizasyon tabağı. Her iyi 50 nl kübik faz ve 1 ul çökelti çözeltisi içerir. Anlaşılır olması için, kübik faz Sudan Red ile boyanmış ve çökelti çözeltisi Metilen Blue içerir olmuştur. Referans 5 Gönderen.
Şekil 3. Lipidik Mezofaz büyüyen membran proteinlerinin Kristalleri. A. H. bacteriorhodopsin bir kristal ile kübik faz E. B12 vitamini reseptörü / taşıyıcı, BtuB bir kristal içeren halobium. B. sünger fazı, coli. Referans 25 Gönderen. Kübik ve sünger fazları Görünüş zıt oylandıRances olarak paneller A karşılaştırarak açıktır ve A orijinal şekline oldukça viskoz ve bozulmaz kübik faz B.. Bu akmaz. Bu, pürüzlendirilmiş bir görünüme sahip mezofaz bolus kenarlarında özellikle belirgindir. Sözleşme ile, sünger faz önemli ölçüde daha az viskoz ve akış yapar. Böylece, sünger faz orijinal şeklini korumak için başarısız olur ve kenarları tipik olarak pürüzsüz. Jeffamine içerir uyaran, PEG 400, 2-metil-2 ,4-pentandiol, propoxylate bütandiol ve heksandiol, pentaeritritol, kübik gelen sünger faz 4,26 için bir geçiş neden olabilir.
Şekil 4. Akış mezo-yetiştirilen membran protein kristalleri üretimi, hasat ve kriyo-soğutma (A) yer alan adımları özetlemektedir. Kesik, kırmızı çevrili Sadece bu adımlarıçizgi, ve (B) 'de ayrıntılı olarak açıklandığı gibi, bu Jüpiter madde olarak ele alınmıştır. A Referans is from 3 Panel. büyük bir rakam görmek için buraya tıklayın .
Şekil 5. Boş kriyo-döngü bir manyetik çubuk üzerinde yerinde düzenlenen bir pim üzerine monte edilmiş. Pimi (A) ve mikro-mount Genişletilmiş manzarası (B) hasat ve kriyo-soğutma için bu önemli aracı gösterilmektedir. B mikro montaj sonunda boş döngü çapı 30 mikron. Yaygın diğer döngü türleri test değil sahip olsa da, biz MiTeGen kübik ve sünger aşamalarında hem de gösterilen çalışma döngüsü olduğunu bulmak.
Kriyo-döngüler gibi bir sinkrotron beamline üzerine bir in-line mikroskop altında incelendi. A, B membran proteinlerinin Şekil 6. Hasat ve kriyo-soğutmalı kristalleri. Hasat kristalleri örnekleri (caa3 sitokrom oksidaz 34 (A), diaçilgliserol kinaz, DgkA (B)) kristalleri (mavi ok) Avlanan kristal bir kriyo-döngü cryo sogutmali Mezofaz görünmez olduğu bir cryo-loop. C. Örnek cryo sogutmali Mezofaz aracılığıyla görünür olduğu yere. Döngü ucu kırmızı ok ile tanımlanır. Kalarak cryo sogutmali Mezofaz mavi ok ile tanımlanır.
Bu video yazıda lipidik Mezofaz yetiştirilen kristaller hasat ve kırınım veri toplama kullanılmak üzere hazırlık ve sonuçta yapı tayini için kriyo-soğutmalı nasıl gösterdi. Hosting Mezofaz viskoz ve yapışkan kübik faz veya daha fazla sıvı sünger faz 4 olabilir. Cam sandviç plakaların nasıl açılır ve kristallerin çok fazla hasat edilir nasıl mezofaz türüne bağlıdır. Bu vaktinden uğraşıyor iki birinin olduğunu bilmek önemlidir. Barındırma lipid ve ikinci çöktürücü ve kimlik bu açıdan önemli olan ve kristalleşme de mezofaz bolus fiziki görünüş de (Şekil 3) birbirinden ayırmak için kullanılabilir. Her iki Mezofaz türlerinden Hasat bu makalede izah edildi.
Cam sandviç plakaları bir lipidik Mezofaz gelen küçük kristaller Hasat zamanı, beceri, exper gerektiren zahmetli bir süreçtirience, sabır ve istikrarlı bir el. Tüm malzeme ve teçhizat önceden hazır olduğundan böylece hasat için zaman uygun miktarda bir kenara bırakarak ve laboratuar kurmak için önemlidir. Hasat ile yardımcı olmak için bir ikinci kişi gerekli değil ama tavsiye edilir. Bu kişi hasat yapıyor bireysel ön işaretli tabak tedarik yanı sıra depolama disk içine hasat kristalleri ile cryo sogutmali monte döngüler yerleştirilmesi için yardımcı olabilir. Ayrıca, asistan kırınım veri toplama sırasında önemli kanıtlamak olabilir hasat sırasında yapılan kristalleri üzerinde gözlemler belgeleyen önemli bir destek rolü oynayabilir. Asistan yokluğunda, ses ile aktive ses-kayıt cihazı dokümantasyon için avantaj için kullanılan olabilir.
Bu makalede açıklanan protokol sonrasında Görüntüleyicisi kalk ve kristal hasadı ile çalışan yardımcı olacaktır. Bununla birlikte, bu işlem kolay değildir ve bu olduğunu takdir için önemli olan practice değerli membran protein kristalleri hasat içine başlatmadan önce gereklidir. Özellikle değerli değildir protein kristalleri ile test plakaları ilk denemeleri bu nedenle tavsiye edilir. Bu cam kesme değerli bir deneyim ile acemi sağlayacak, cam parçaları kaldırarak Mezofaz yerinden coverglass yukarı kaldırarak, kristaller görmek ve hasat sırasında onları izlemek için mikroskopta polarize özelliğini kullanarak, ve nihayet mesophases farklı türleri ele ve onlardan hasat. Ve uzatma kristaller hasat edilebilir hangi ile kolaylığı, Mezofaz dokusu kristalleşme sırasında zaman ile değişimi yapar. Daha az değerli kristaller ile ama daha değerli olanları aynı koşullar altında yetiştirilen verdiğiniz kişiler ile hasat uygulama için bu nedenle önemlidir. Bu, mezo veya lipidik kübik faz yöntemi 28 ile lizozim ve thaumatin kristallerinin büyümesini mümkün olduğunu ve bu consid olmalıdırmalzemeler ve yöntem ile elde yakınlık yoluyla uzanırlar. Bir de onun kaprislerine öğrenmek için ilk protein içermeyen Mezofaz çalışan düşünmelisiniz.
Burada gösterilen prosedürler tüm rahat bir 20 ° C veya oralarda yapıldı. Bu, daha düşük sıcaklıklarda mezo yöntemi ile kristallerin büyümesi mümkündür. Bu nedenle, bir yarı kararlı durum faz içinde barındıran lipid olarak monoolein 4 ° C'de 1,2,29,30 de kullanılabilir. Alternatif bir düşük sıcaklıkta kristalleşme 31 için rasyonel bir şekilde tasarlanmış 7,9 MAG kullanmaktır. Biz belli membran proteini hedefleri ile rutin düşük sıcaklık crysallogenesis yapın. Bu durumda, kristal büyüme ve hasat bir gömme 4 ° C'de soğutma yapılır. Bu koşullar altında çalışmak sıcak ve rahat kıyafetleri ihtiyacı olan değil, en az olan kendi zorlukları vardır.
Makromoleküler crys kullanarak yapı tayini genel sürecinde sonraki adımtallography kristaller hasat ve bu makalede gösterildiği gibi ek soğutmalı üzerine kırınım veri toplamaktır. mezo-yetiştirilen yılında kristaller genellikle küçük. Bununla birlikte, kullanışlı kırınım veri toplama 20 mikron 9 olduğu bir maksimum boyuta sahip olan kristalleri ile mümkün olmuştur. Bu amaç için, mikro-ışın sinkrotron X-ışını kullanılan ve bu seri 32,33 ayrı bir Jüpiter madde amacı, bir edilir.
Çıkar çatışması ilan etti.
Bu çalışmaya katkıda ve en Yapısal Caffrey Membran ve Fonksiyonel Biyoloji Grup, geçmiş ve şimdiki üyeleri hem birçok kim vardır. Tüm için, ve özellikle Jingquan Tan ve Joseph Lyons, bizim en içten teşekkürlerimizi ve şükranlarımızı. Bu eser Bilim Vakfı İrlanda (07/IN.1/B1836), Ulusal Sağlık Enstitüleri (GM75915, P50GM073210 ve U54GM094599) ve FP7 COST ve Marie Curie Eylemleri (CM0902 ve PIEF-GA-2009 hibeleri ile kısmen desteklenmiştir -235612).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Reaktif Adı | Şirket | Katalog numarası | Bileşenleri |
Eğimli Cımbız | Sigma | F4142 | Araç |
Tek pipet uçları | Gilson | Çeşitli | Harcanabilir |
Köpük Dewar | Spearlab | FD-500 | Araç |
Cam ve metal çöp konteynerleri | Daniels Sağlık | DD479OL | Araç |
Hasat döngüler | MiTeGen | Çeşitli | Araç |
Mikroskop Hasat | Nikon | SMZ1500 | Araç |
Lab notebook | Çeşitli | NA | Araç |
Manyetik itmedüğmesine numune yükleme değnek | Hampton Araştırma / Moleküler Boyutları | HR4-729/MD7-411 | Araç |
Orijinal Puck (sadece ALS tarzı robotlar ile kullanım için) | Kristal Konumlandırma Sistemleri | CP-111-035 | Araç |
Pipetleme cihazlar | Gilson | Çeşitli | Araç |
Çöktürücü çözümleri | Çeşitli | Çeşitli | Reaktif |
Puck Bent Cryo-Tong | Kristal Konumlandırma Sistemleri | CP-111-030 | Araç |
Kanca kolu ve kilitleme çubuğu ile Puck rafa Kargo Cane (orijinal ALS-stili) | Kristal Konumlandırma Sistemleri | CP-111-029 | Araç |
Arıtılmış su | Millipore | Reaktif | |
Koruyucu gözlük | Çeşitli | NA | Araç |
Örnek Pin Bazlar - Manyetik (non-bakır) | Kristal Konumlandırma Sistemleri | CP-111-015 | Araç |
Nakliye Dewar | Taylor-Wharton | CX100 | Araç |
Dokular | NA | NA | Harcanabilir |
Tungsten-karbür cam kesici (TCT Scriber) | Silverline Araçlar (Yeovil, UK) | 633657 | Araç |
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