Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Membran-gömülü protein etki arasındaki etkileşimler biyofiziksel ve biyokimyasal çalışmalarda uygun çalışma malzemesi elde edilir ilki birçok teknik sorunlarla karşı karşıya. Bu makale, çözelti nükleer manyetik rezonans (NMR) ve diğer analitik uygulamalar tarafından yapısal analizi için uygun olan disülfid stabilize transmembran peptid komplekslerini üretme ve arıtma için bir protokol açıklanmaktadır.
Membran proteinlerinin lipid gömülü alfa-sarmal etki arasındaki fiziksel etkileşimleri membran protein komplekslerinin katlama ve montaj ve böyle transmembran (TM) sinyalizasyon ve hücre yüzey proteini seviyelerinin düzenlenmesi gibi dinamik süreçler önemli bir rol oynamaktadır. Özellikle dizilerinin dernek sürüş yapısal özelliklerini anlama TM peptid komplekslerini sofistike biyofiziksel ve biyokimyasal analizleri gerektirir. Ancak, TM etki aşırı hidrofobik standart peptid kimyası teknikleri kullanarak işlemek için onları çok zorlaştırır, ve uygun eğitim materyalleri üretimi genellikle engelleyici zorlu kanıtlıyor. Peptidler stabil helisel konformasyonları ve form kompleksleri kabul hangi koşullar altında belirlenmesi kendiliğinden zorluk daha ileri bir düzeyi ekler. Burada E. olarak ifade edilmiştir homo-ya da malzemelerden hetero dimerik TM peptid komplekslerini üretimi için bir işlem sunulmaktadır coli, böylece nükleer manyetik rezonans için izotop etiketler (NMR) ya da nispeten pahalı olmayan diğer uygulamalar için, doğal olmayan amino asitler birleşme sağlar. Bu yöntemde önemli yenilik TM kompleksleri üretilen ve deterjan, yağ veya diğer membran-mimetik malzemelerin içine rekonstitüe zaman istikrarlı stokiyometrik ve homojen yapılar oluşturabilirler kovalent ilişkili (disülfid-çapraz) birleştirmeleri olarak saflaştırılmış olmasıdır. Biz de Tekli TM etki veya çapraz kompleksleri üretiminde olsun aynı şekilde uygulanabilir ve yeni TM dizileri için bu yöntemleri adapte etmek için önerilerde ifade ve saflaştırma için özenle optimize prosedürleri sunuyoruz.
Bu protokol detayları biz çözüm NMR kullanarak yapısal çalışmalar için disülfid stabilize transmembran kompleksleri (TM) peptidler üretmek için gelişmiş bir prosedür. Prosedür ΔtrpLE1413 füzyon sistemi (aşağıya bakınız) tarafından tanınan sağlam ifade yararlanır ve tanımlanan bileşim TM peptid komplekslerini modern çok boyutlu NMR deneyleri için gelişmiş bir kararlı-izotop etiketleme teknikleri kullanılarak oluşturulmasına olanak sağlar. Biz lenfosit aktive edici immunoreceptors (son 1 yorum) kendi TM alanları arasındaki etkileşim yoluyla birden membran protein alt monte edilen ilgili önemli yeni bilgiler ortaya çeşitli NMR yapılarını belirlemek için bu teknikler istihdam var. Bu teknikler, bir çok başka zar proteini sistemlerinin yanı sıra çözelti NMR ek olarak aşağı analitik yöntemler geniş bir yelpazede için de geçerlidir. Burada verilen örnekte yerli sistein kalıntıları kullanır ikendoğal disülfit-gümrüklü protein taklit eden bir kompleks oluşturmak için, tasarım eşit derecede iyi normalde böyle homo-ve hetero-dimerik TM kompleksleri gibi zayıf, non-kovalent etkileşimler arada tutarak kompleksleri stabilize etmek için tasarlanmış disülfit bağları oluşturmak için uygundur epidermal büyüme faktörü reseptörü (EGFR) ailesi proteinleri 2-4 veya heterodimerik αβ integrin kompleksleri 5,6.
Bu tür lipit türetilmiş olanlar gibi, son derece hidrofobik peptid dizileri kapsayan-çift-katlı TM proteinlerinin kısımlarını biyokimyasal ve biyofiziksel çalışmalar için son derece zor konusudur. Standart protein ve peptid kimyası teknikleri kullanılarak manipüle etmek çok zor olmasının yanı sıra, genellikle hücreler için oldukça toksik olan ve bu nedenle yeniden birleştirilerek üretmek zordur. Biz 7,8 ve diğerleri 9-11 sahip olan in-frame karboksi-terminal olarak bakteri gibi zor peptid sekansları ifade önemli bir başarıE. türetilen ΔtrpLE1413 dizisinin değiştirilmiş bir versiyonu ile füzyonları coli trp operon 12. Bu sekans ile kodlanan ~ 13 kDa trpLE polipeptid bir T7 promotor altında yüksek düzeyde üretilebilir ve tamamen toksisite ve / veya istikrarsızlık ile ilgili problemler atlatılabilir edilir dahil organları lokalize edilmektedir. Bir amino-terminal 9-histidin etiketi 13 ve trpLE sıra, iç metionin ve sistein kalıntıları ortadan kaldırılması metal iyon afinite kromatografisi ile saflaştırıldı ve sindirildi edilmesi için izin verilen 14 trpLE-peptid füzyonları ve siyanojen bromür (CNBR kullanılarak eklenmesi ile sekans modifikasyonu ) istenen peptid dizisi serbest kalmasını sağlar. Biz başarıyla en fazla dört TM alanları içeren membran proteini parçaları temsil trpLE füzyonlar gibi bir düzine farklı dizilerin daha ifade etmek için bu sistemi kullanılmış (7,8 ve yayınlanmamış sonuçlar; ayrıca TARTIŞMA bölümüne bakınız).
Bu protokolde de önemli bir yenilik yapısal olmayan ve çok az çözünen trpLE-TM füzyonları verimli bir iş akışı bağlamında disülfür-çapraz bağlı olabilir hangi koşullar altında tespit edilmesidir. Yüksek verim ifadesi, taşıma ve peptid ürünlerinin saflaştırılması birkaç yönü de iyice optimize, ve burada sunulan öneriler olmayan disülfit çapraz bağlı (monomerik) TM peptid ürünlerinin üretimi için aynı derecede geçerli olarak oylandı.
1. Klonlama ve Construct Tasarım
HindIII ve BamHI sınırlama siteleri (bkz. Şekil 1) kullanarak PMM-peptid vektör (hangi istek üzerine temin edilebilir) içine ilgi dizileri klonlama. Çift sarmallı DNA sokmasını aşağıdaki sırayla içermelidir: Bir HindIII sitesi; CNBR bölünme için tek bir metionin kodon; E. kodlama sekansı coli kodon-optimize peptid, bir stop kodonu, bir BamHI sitesi. Peptid diğer tüm methionines bertaraf edilmesi gerekir ve bu da asidik koşullar altında ayrılır edileceği gibi dipeptid sekans Asp-Pro kaçınılmalıdır.
Benzersiz bir sistein artığını nihai komplekse disülfid çapraz bağ arzu edilen konumlandırma göre her bir peptid sıranın içerisine sokulmuştur olmalıdır ve tüm diğer sistein, serin için mutasyonlu olmalıdır. Plazmit seçimi için bir kanamisin direnç kasedi taşır.
2. TrpLE-pepti İfadede Füzyon
3. İçerme Vücut Hazırlama ve Nikel Matrix Ciltleme
4. On-sütun Oksidatif Crosslinking
5. TFA Elüsyon ve Miktar
içeriği "> DİKKAT: Trifloroasetik asit (TFA) deri ve duman ile temas şiddetli yanıklara neden son derece rahatsız edici olan Konsantre TFA göz koruması olmayan lateks eldiven ile onaylı kimyasal davlumbaz kullanılmalıdır tüm kimyasal uyumluluğunu kontrol edin.. malzemeler; polipropilen Bu protokol tüm adımları ile uyumludur.6. CNBR Sindirim
DİKKAT: siyanojen bromür (CNBR) son derece toksik ve sadece onaylı kimyasal davlumbaz ele alınmalıdır. Emniyet gözlüğü, laboratuvar önlüğü ve olmayan lateks eldiven dahil KKD kesinlikle gereklidir. CNBR neme reaktif ve açmadan önce oda sıcaklığına getirilmelidir. Nötralizasyon / CNBR-kontamine çözümleri ve malzemelerin bertaraf talimatları için kurumsal güvenlik ofisine başvurun.
7. Disülfür çapraz bağlı peptid komplekslerini arasında Ters-faz HPLC saflaştırma
TrpLE füzyonları için elde ekspresyon seviyesi, değişken ve ekli peptidin amino asit dizisinin büyük ölçüde bağlıdır. Şekil 3, önceden indüksiyon SDS-PAGE analizi (hat 1) ve time-of-hasat (kulvar 2) göstermektedir kültürü 1 litre ve 4 ml nikel matris saf, bozulmamış trpLE-DAP12TM füzyon yaklaşık 120 mg'lik bir kültür örnekleri. TrpLE-DAP12TM füzyon Tüm olarak süpernatant (yol 3) karşı inklüzyon cisimciği pelet (şeritli 4) lokalize edilmiştir.
TrpLE-TM füzyonlar Ekspresyonu. Bizim tecrübelerimize göre, trpLE-TM füzyonlar zayıf 37 ° C'de zengin kültür ortamı olarak ifade edilir, ve burada açıklanan kültür koşullarında verimleri değişen bir ila dört TM etki içeren birçok farklı dizileri için başarısı kanıtlanmış 50 ile 150 mg / saf, bozulmamış füzyon L. Fusions kodlama üç veya dört-TM GPCR parçaları (insan CCR5 sırasıyla TM1-TM3 ve TM4-TM7,) ya da insan sinyal peptit peptidaz (dört TM etki; ref 15) ...
Yazarlar hiçbir rakip mali çıkarlarının olmadığını beyan ederim.
MEC ve Victoria Hükümeti (Veski Yenilik Fellowship, bu iş için Harçlar Ulusal Sağlık ve Avustralya Tıbbi Araştırma Konseyi (WEHI Bağımsız Araştırma Enstitüleri Altyapısını Destekleme Programı [IRIISS] hibe MEC ve MJC için NHMRC proje hibesi 1011352) tarafından sağlanır; WEHI için Victoria Eyalet Hükümeti Operasyonel Altyapısını Destekleme). MEC Avustralya Araştırma Konseyi Kraliçe Elizabeth II üyesidir. EFXB Melbourne Üniversitesi'nde Norma Hilda Schuster Burs Programı desteğini onaylar.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Reaktif / Malzeme Adı | Şirket | Katalog Numarası | Yorumlar |
Siyanojen bromür | Aldrich | P.No-C91492, CAS-506-68-3 | TEHLİKELİ MADDE. TEHLİKELİ MAL. Teneffüs edilmesi, deri ile teması ve yutulması halinde zararlıdır. Asitlerle temasında çok toksik gaz çıkarır. Sudaki organizmalar için çok toksik, su ortamında uzun süreli olumsuz etkilere neden olabilir. |
Trifloroasetik asit | Sigma-Aldrich | P.CODE-1000984387, CAS Numarası 76-05-1 | TEHLİKELİ MADDE. TEHLİKELİ MAL., Ciddi yanıklara neden olur. Solunması halinde sağlığa zararlıdır. Sudaki organizmalar için zararlı, su ortamında uzun süreli olumsuz etkilere neden olabilir. |
2-merkaptoetanol | Sigma-Aldrich | P.No M7154, CAS Numarası 60-24-2 | TEHLİKELİ MADDE. TEHLİKELİ MAL. Solunduğunda, cilt ile temasında ve yutulduğunda toksiktir. Cildi tahriş eder. Gözlere ciddi hasar riski. Deri ile teması halinde hassasiyete neden olabilir. Sudaki organizmalar için çok toksik, su ortamında uzun süreli olumsuz etkilere neden olabilir. |
1,1,1,3,3,3-heksafluoro-2-propanolün hazırlanması | Sigma-Aldrich | Ürün Numarası 52512, CAS-No. 920-66-1 | TEHLİKELİ MADDE. TEHLİKELİ MAL. Solunması halinde sağlığa zararlıdır ve yutulduğunda toksiktir. Yanıklara neden olur. |
Formik asit | Merck KGaA | K41186564 | Yanıcı sıvı ve buhar. Ciddi derecede deri yanıkları ve göz hasarına neden olur. |
Üre | UNIVAR, AJAX Finechem | Ürün Numarası, 817, CAS-No 57-13-6 | ısıtmalı, deckarbon dioksit ve amonyak ile omposes, yanmış halinde, azot oksit, az miktarda yayar. Kızarıklık ve cilt ve gözlerde tahrişe neden olabilir. |
Guanidin HİDROKLORİD | Amresco | P.No-M110, CAS Numarası: 50-01-1 | Yutulması halinde zararlıdır, Ciddi derecede göz tahrişine neden olur cilt tahrişi, Akut Toksisite Oral, Cilt Tahriş edici, Göz Tahriş edici neden olur. |
TRİTON X-100 | SIGMA | Ürün Numarası-T8532 CAS No: 9002-93-1 | Triton X-100 sık sık proteinleri çözünür biyokimyasal uygulamalarında kullanılan bir iyonik olmayan deterjan,% 100 aktif maddedir. Triton X-100, herhangi bir antimikrobiyal özelliklere sahiptir ve nispeten hafif bir denatüre edici olmayan bir deterjan olarak kabul |
Onun-Seçiniz Nikel-Affinity jel | Sigma-Aldrich | Katalog Num-P6611 | IS-Select Nikel Affinity Jel bir immobilize metal iyon afinite kromatografisi (IMAC) ürünüdür. HIS-Seçiniz NickEl Affinity jel özellikle histidin içeren proteinlere bağlamak için tasarlanmıştır nikel ile tahsil boncuklu agaroz üzerine özel bir quadridentate preparatıdır. |
(-)-Glutatyon, okside | Sigma-Aldrich | Katalog num 150568 | |
Misonix S-3000 sonikatör | QSONICA | S-3000 (üretilmiyor) | Maksimum çıkış gücü 600 watt. 1/2-inch değiştirilebilir uçlu prob 1/2-inch yüksek yoğunluklu, yüksek hacimli ipuçları ve yüksek yoğunluklu, düşük hacimli ipuçları bir dizi alır. Bu firma şu anda mevcut en yakın modeller Q500 ve Q700 vardır. |
RP-HPLC: Biyolojik Çift Geçişli kromatografi sistemi, Yazılım Sürüm 5.3 | Bio-Rad Laboratories | Katalog Num 760-0047, Config No: AU500571, Seri No: 484BR3705 | Peptitler yüksek aq faz HPLC kolonları ters bağlanırueous mobil faz ve yüksek organik hareketli faz ile RP HPLC kolonları arasından kolonda sürüklenecektir. RP HPLC peptidlerin hidrofobik özelliğine göre ayrılır. Peptitler, organik çözücü bir doğrusal gradyan ile çalışan ayrılabilir. |
Hazırlık HT C3 Zorbax 300SB-Analitik HPLC Kolon, 21.2 x 150 mm, 5 mm partikül boyutu | Agilent | Ürün No: 895150-909 | Ters-faz HPLC kolon |
NuPAGE% 12 Bis-Tris Jeller | Yaşam Teknolojileri | NP0341BOX | Protein elektroforezi için Prefabrik jeller |
Slide-A-Lyzer G2 Diyaliz Kasetler, 3,5 K MWCO | Thermo Scientific | Ürün No: 87724 | Örnek diyaliz |
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