İki boyutlu yarı denaturing deterjan özel Jel Elektroforez amiloid veya amiloid benzeri liflerin boyutu heterojen onaylamak için kullanımı

Özet

Burada biz iki boyutlu yarı denaturing özel Jel Elektroforez amiloid benzeri lifler türdeş olmayan boyutta varlığını doğrulamak ve amiloid liflerinin ayrışma sırasında jel boyutu heterojenite kaynaklanmaktadır olasılığını dışlamak için kullanın koşma oluşum.

Özet

Amiloid Dil veya amiloid benzeri lifler birçok insan hastalıkları ile ilişkili olan ve şimdi birçok sinyal yolları için önemli olduğunu keşfetti edilmektedir. Kolayca bu elyaf çeşitli deneysel koşullarda oluşumu algılama yeteneğini potansiyel işlevleri anlamak için önemlidir. Pek çok yöntem lifler, algılamak için kullanılan ama bazı dezavantajları olmadan olmaz. Örneğin, elektron mikroskobu (EM) veya Kongo kırmızısı veya Thioflavin T ile sık sık boyama arıtma liflerinin gerektirir. Öte yandan, yarı denaturing deterjan özel Jel Elektroforez (SDD-yaş) hücre özleri arıtma olmadan SDS dayanıklı amiloid benzeri lifler algılanmasını sağlar. Buna ek olarak, boyut farkı liflerinin karşılaştırmasını sağlar. Daha da önemlisi, Western Blot tarafından spesifik proteinlerin lifler içinde tanımlamak için kullanılabilir. Daha az zaman alıcı ve labs daha geniş bir dizi için daha kolay erişilebilir. SDD-yaş sonuçları genellikle değişken heterojenite derecesini gösterir. Protein kompleksi SDS huzurunda Elektroforez sırasında ayrılma heterojenite parçası oluşur olup olmadığını sorusunu gündeme getiriyor. Bu nedenle, ikinci bir boyut SDD-ÇAĞINDA görülen boyutu heterojenite gerçekten fiber heterojenite vivo içinde bir sonucu ve bozulma ya da ayrılma sırasında proteinlerin bazı değil bir sonucu olup olmadığını belirlemek için SDD-Age istihdam Elektroforez. Bu yöntem, amiloid veya amiloid benzeri liflerin kısmen SDD-yaş işlemi sırasında dissociating değil hızlı, nitel onay sağlar.

Giriş

Protein misfolding nedeniyle amiloid lifleri oluşumu, Alzheimer hastalığı, Parkinson hastalığı ve Huntington hastalığı¹gibi patolojik koşullarda bir rol oynamaya uzun bilinmektedir. Daha yakın zamanlarda, amiloid veya amiloid benzeri liflerin oluşumu sinyal yolları insanlar Anti-yayılmacı doğuştan gelen bağışıklık yanıtı² necroptosis^3,ve⁴sırasında dahil olmak üzere ve daha düşük organizmalar bir parçası olmak için gösterilen Maya^5,6gibi. Bu nedenle, bu elyaf laboratuarda algılama yeteneğini önemlidir. Şu anda, amiloid ve amiloid benzeri lifler algılamak için üç ana yolu vardır: Boyalar, EM ve SDD-yaş kullanımı.

Boya, Kongo kırmızısı veya Thioflavin T, gibi kullanımı hızlı ve kolayca detectable mikroskopi veya spektroskopisi⁷kullanarak olmanın avantajı sunuyor. Ancak, mikroskopi, Kongo kırmızısı, söz konusu olduğunda tarafından hangi proteinleri oluşturan lifler veya boyutu lifler, hiçbir özgüllük algılar. Benzer şekilde, Kongo kırmızısı veya Thioflavin T bağlayıcı protein kompleksleri için algılamak için spektroskopisi kullanımı yalnızca bir pozitif veya negatif sonuç sağlar.

EM lifleri ve aynı zamanda lif uzunluğu ve çapı⁸hakkında kantitatif bilgi varlığının kesin kanıt sağlar. Ancak, bu yöntem çok sıkı arıtma gerektirir. Ayrıca, EM pahalı ekipman kullanan bir özel bir tekniktir.

SDD-yaş SDS dayanıklı mega Dalton protein kompleksleri amiloid veya amiloid benzeri lifler de dahil olmak üzere tespit etmek için kullanılmıştır. Birçok avantaj sunar. İlk olarak, arıtma liflerinin gerektirmez ve peform⁹için kolaydır. İkinci olarak, göreli boyutu ve fiber heterogenicity miktarı dahil olmak üzere liflerinin boyutu hakkında Nitel bilgi sağlar. Western Blot Elektroforez sonra gerçekleştirilen çünkü son olarak, bu SDD-yaş yarı denaturing olduğu için bazı epitopları hangi gizli kalmasını unutulmamalıdır, ancak kendisi için herhangi bir proteinin bir antikor olduğunu var olup olmadığını belirlemek kolaydır algılama antikor tarafından olmak zordur.

Son zamanlarda, reseptör etkileşen protein kinaz 1 (RIPK1) ve 3 (RIPK3) bildirilmiştir formu amiloid lifleri için platformlar necroptosis sırasında nekroz³programlanmış bir tür sinyal olarak hizmet etmek için. Bu iplikler okurken, bizim laboratuvar lineage kinaz etki alanı gibi (MLKL), karışık başka bir necroptosis ilişkili protein de amiloid benzeri lifler⁴kurdu gösterdi. Ancak, SDD-yaş ile incelenmesi üzerine, MLKL lifleri boyutunu birbirlerine (şekil 1) aynı çıktı RIPK1 ve RIPK3 lifler farklı çıktı. MLKL necroptosis necrosome¹⁰denilen karmaşık sinyal oluşturmak için RIPK1/RIPK3 için bağlar tanınmış olduğundan bu beklenmedik bir şeydi.

En az iki açıklaması vardır. İlk olarak, iki tamamen farklı amiloid benzeri lifler necroptosis sırasında bir içeren RIPK1/RIPK3 ve diğer içeren MLKL şeklinde. İkinci olarak, tek bir içeren RIPK1/RIPK3/MLKL necroptosis ama MLKL ilişkilendirmesiyle diğer proteinler sırasında oluşmuş amiloid benzeri lifler zayıf yeterince SDD-yaş sırasında ayrışıp türüdür.

Bu sorunu çözmek için bir iki boyutlu (2D) SDD yaşından öneriyorum. SDD-yaş-kararlı amiloid veya amiloid benzeri lifler aynı geçiş desen birinci ve ikinci boyut Elektroforez sırasında olacaktır. Bu tespit bir membran proteinleri aktarma ve Western blot taşıma sonra olacak. İstikrarlı elyaf keskin köşegen desen sergileyecek. Bu herhangi bir sapma lifler SDS-Elektroforez nedeniyle değişiklikleri meydana öneririz.

Protokol

1. hazırlayın örnekleri

1. Kültür 2 x 10⁶ amiloid HT-29 kolon kanser hücrelerinin 10 ml, Dulbecco'nın modifiye kartal orta (% 10 fetal sığır serum ve penisilin-streptomisin içeren DMEM) 10 cm doku kültürü tabak içinde üreten. Kültür hücreleri 37 ° C kuluçka %5 CO₂gece.
   1. Sonra % 80 confluency için hücrelerin büyümesine, fosfat tamponlu tuz (PBS) 10 mL hücrelerle yıka. 3 mL tripsin çözeltisi ekleyin ve 3 dk 37 ° C'de kuluçkaya.
   2. Hücreleri yemek tamamen Disosiye sonra kültür orta 10 mL ekleyin ve 15 mL konik tüp 10 mL pipet hücrelerle aktarmak. Senaryo Özeti 3 dakika oda sıcaklığında 1000 x g santrifüj kapasitesi. Orta Aspire edin, 5 mL kültür ortamının hücrelerde resuspend ve bir hücre sayaç kullanarak hücreleri saymak. Her iki 10 cm tabak tabak 2 x 10⁶ hücreler.
   3. Hücreleri uygun ve gecede 37 ° C kuluçka %5 CO₂kurtarmak için izin verir. Amyloids 20 ng/mL tümör nekrozis faktör-alfa (TNF-α), 100 nM şaplak atmak mimetic ve 20 µM pan-caspase inhibitörü Z-VAD-FMK¹¹ile oluşumu ikna etmek için bir yemek için tedavi uygulanır. Kasanın TSZ kısaltılır. Araç ile diğer çanak bir denetim olarak tedavi.
2. Uygun süreyi sonra genellikle 6 h, lysate hücre hasat.
   1. Plastik bir sıyırıcı plaka kapalı hücre scrape ve 10 mL pipet 15 mL konik tüp içine aktarmak için kullanın. 1000 x g 4 ° C'de 3 dk de hücreleri santrifüj kapasitesi
   2. Hücreleri tarafından 10 mL buz soğuk PBS resuspending ve 1000 x g 4 ° C'de 3 dk de centrifuging 2 kez yıkamak PBS çözüm Aspire edin.
      Not: İşlemi burada hücre Pelet sıvı azot içinde dondurma ve ˗80 ° C ilâ 1 aylığına depolayarak duraklatılmış.
   3. Hücre Pelet 1.5 mL microcentrifuge tüp aktarmak ve buz üzerinde 30 dk için lizis arabellek 0.3 ml kuluçkaya. 4 ° C'de 15 dakika 20.000 x g, santrifüj Süpernatant lysate tüm cep telefonu var.
      Not: İşlemi burada örnek-20 ° C'de için birkaç ay kadar depolayarak duraklatılmış.
   4. Bir Bradford tahlil üreticisinin protokolüne göre tarafından protein konsantrasyonu ölçmek. 4 x 3 µg/µL örnek 20 µL hazırlamak ve 10 dakika oda sıcaklığında kuluçkaya SDD-yaş yükleme arabellek ekleyin.

2. hazırlayın ve jelleri çalıştırın

1. 200 ml 1 x Tris-asetat arabelleği (TAE) bir cam kabı ve özel eritmek için bir mikrodalga Isı özel 2 g ekleyin. 1 mL % 20 SDS % 0,1 SDS son bir konsantrasyon için ekleyin. Karıştırmak için dikkatli bir şekilde girdap. Kabarcıklar SDS eklenmesinden sonra oluşturmamanız için dikkat ediniz.
2. Özel çözüm 15 cm x 14 cm jel levha dökün. 1-mL pipet herhangi bir kabarcıkları ortadan kaldırmak için kullanın. Bir 20-iyi tarak en üste yerleştirmek.
3. İlk Boyut: pipet 60 µg, her hücrenin sağ şeritte lysate. (Boya açık yaklaşık ¾ jel yoluyla olana) jel 60 V 4 h için çalıştırın çalışan tampon olarak % 0,1 SDS içeren TAE kullanarak.
4. İkinci Boyut: jel 90 ° saat yönünün tersine (Şekil 2A) dikkatle döndürün. Jel 60 V 4 h için çalıştırın.
   Not: Genel çalışan 4 V/cm jel uzunluğu bir durumdur. Çalışan koşulların tam olarak birinci ve ikinci boyutları için aynı olduğunu önemlidir.

3. transfer

1. Proteinler polivinilidin difluoride (PVDF) membran (Şekil 2B) aktarmak için kılcal aktarma yöntemini kullanın.
   1. Aktarma arabelleği için 500 mL ekleyin bir yaklaşık 20 cm x 20 cm kapsayıcı. 5-cm yüksek yığın kağıt havlu konteyner yanında yapmak. Yığının üst yüzey alanı jel boyutları büyük olması gerekir.
   2. 14 cm x 15 cm filtre kağıdı Aktarım arabellek emmek ve kağıt havlu yığını üzerine yerleştirin. Hiçbir kırışıklık veya kabarcıklar ile kağıda yerleştirmek için dikkat ediniz. Filtre kağıt başka bir parça ile tekrar.
   3. 14 cm x 15 cm PVDF membran için 30 metanol içinde etkinleştirmek s sonra filtre tüm kabarcıklar kaldırmak için bir rulo kullanmak için dikkat çekici kağıt üzerinde katman. Jel Aktarım arabellek ile durulayın ve yine herhangi bir kabarcıklar inişli çıkışlı membran üstüne katman.
   4. Plastik film ile yakın Aktarım arabellek kapsayıcıya kağıt havlu kenarı kapsar. Bir sonraki adımda inşa kağıt köprü kağıt havlu yığını ile doğrudan temas gelebilir değil önemlidir.
   5. 15 cm x 35 cm filtre kağıt Aktarım arabellek emmek ve böylece bir ucunu üst jel kapsar ve diğer ucunu Aktarım arabellek kapsayıcısında yerleştirin. Başka bir köprü ile yineleyin.
   6. Kapsayıcı plastik wrap ile kapak ve gecede oda sıcaklığında bekletin.

4. Western Blot algılama

1. Durulama zar 50 mL % 0.05 içeren PBS ile ara-20 (PBST) olarak tehlikeli madde kabına 20 cm × 20 cm. 20 mL % 5 süt PBST içinde ekleyin. Rock engellemek 30 dakika oda sıcaklığında.
2. Tavşan anti-MLKL antikor PBST sütte %5 20 mL içine 10 µL pipet ve kapsayıcıya ekle. Gecede 4 ° C'de rocker üzerinde kuluçkaya
3. Membran PBST 20 mL için 5 dk. tekrar 5 kere yıkayın.
4. Anti-rabbit-HRP 20 ml % 5 süt PBST içinde 4 µL pipet ve kapsayıcıya ekle. 2 h için oda sıcaklığında rocker üzerinde kuluçkaya.
5. Membran PBST 20 mL için 5 dk. tekrar 5 kere yıkayın.
6. Gelişmiş Kemiluminesan substrat (ECL) ekleyin ve röntgen filmleri üreticinin protokolüne göre için maruz.

Sonuçlar

Sonra necroptosis indüksiyon, RIPK1 ve RIPK3 hemen hemen aynı amiloid benzeri desenler (şerit 2 ve 4, şekil 1) gösterdi. Ancak, MLKL lifler daha heterojen ve RIPK1/RIPK3 lifleri (lane 6, şekil 1) küçük olmak gibiydi. Bizi ister MLKL RIPK1/RIPK3-bağımsız lifler oluşturur ya da MLKL sade bir şekilde büyük RIPK1/RIPK3/MLKL lifleri SDD-yaş sırasında ayrışıp. olasılığını adrese 2D SDD-yaş yöntem geliştirm...

Tartışmalar

En önemli bir özelliği, 2D SDD-yaş Elektroforez koşullar birinci ve ikinci boyutu için aynı olmasıdır. Benzer bir şekilde her iki sırasında geçiş lifleri 45 ° (hiçbir ayrılma veya bozulma oluştuğunu gösteren), keskin bir çapraz çizgi bağlıdır algılama yeteneğini electrophoreses. Farklı koşullar, örneğin voltaj veya çalışma süreyi değiştirme kullanarak bu sonuçlar karanlık olacak. Geleneksel 1 D için olduğu gibi bu amiloid ve amiloid benzeri lifleri bozabilir olacaktır Ayrıca, SD...

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
gel electrophoresis unit	Fisher	HE99XPRO	appratus for gel running.
agrose	VWR	97062-250	For agarose gel.
paper tower	Fisher	19-120-2484	for transfering
filter paper	VWR	21427-386	for transfering
PVDF membrane	Bio-Rad	162-0177	for transfering
blocking milk powder	Bio-Rad	1706404XTU	for blocking in Western blot
MLKL antibody	Genetex	GTX107538	rabbit anti-MLKL antibody
RIPK1 antibody	BD Biosciences	610459	mouse anti-RIPK1 antibody
RIPK3 antibody	gift from Dr. Xiaodong Wang		rabbit anti-RIPK3. See refenence 11.
anti-Rabbit-HRP	Sigma	A6154	secondary antibody
ECL	Fisher	WBKLS0500	Western chemiluminescent HRP substrate
X-ray film	Fisher	F-BX810	for Western blot result
DMEM	Sigma	D6429	for cell culture
fetal bovine serum	Sigma	F4135	for cell culture
penicilin-streptomycin	Sigma	P4333	for cell culture
Trypsin solution	Sigma	T4049	for cell culture
PBS for tissue culture	Sigma	D8662	for cell culture
recombinant TNF	made in our lab		for inducing necroptosis. See reference 11.
smac-mimetic	gift from Dr. Xiaodong Wang		for inducing necroptosis. See reference 11.
ZVAD-FMK	ApexBio	A1902	for inducing necroptosis. See reference 11.
Cell Counter	Bio-Rad	1450102	Model TC20; for counting cells
Pierce™ BCA Protein Assay Kit	Thermo Scientific	23225	for measuring protein concentration in cell lysates
Cell lifter	Fisher	07-200-364	to remove cells from dish
Lysis Buffer (1 L)			20 mL 1 M Tris pH 7.4 10 mL glycerol 30 mL 5 M NaCl 840 mL ddH2O 10 mL Triton-X100 (protease and phosphates inhibitors as desired)
10X TAE (1 L)			48.4 g Tris base 11.42 mL glacial acetic acid 20 mL 0.5M EDTA pH 8 ddH20 to 1 L
4X SDD-AGE loading buffer (50 mL)			5 mL 10X TAE 10 mL glycerol 4 mL 20% SDS 0.5 mL 10% bromophenol blue 31 mL ddH2O
TBS Transfer Buffer (1 L)			20 mL 1 M Tris pH 7.4 30 mL 5 M NaCl 950 mL ddH2O
PBST Wash Buffer (1 L)			100 mL 10xPBS 800 mL ddH2O 1 mL Tween20
10X PBS (10 L)			800 g NaCl 20 g KCl 144 g Na2HPO4·2H2O 24 g KH2PO4 add ddH2O to 10 L