Name: expression, detergent solubilization, and purification of a membrane transporter, the mexb multidrug resistance protein
Uploaded: 2010-12-03T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Expression, Detergent Solubilization, and Purification of a Membrane Transporter, the MexB Multidrug Resistance Protein at JoVE.com

Ce projet a été soutenu par des subventions aux CJJ de la National Science Foundation et la Société des sciences biomoléculaires.

1. Jour 1: MexB de Pseudomonas aeruginosa est codée par pFB101. Le gène a été amplifié à partir MexB P. ADN génomique aeruginosa et inséré dans le Ndel et des sites de restriction Xhol du vecteur pET30b +. La construction comporte une étiquette hexahistidine C-terminale. <ol><li> Le plasmide est utilisé pour transformer E. coli souche C43 (DE3) 12, et les transformants sont étalés sur gélose LB contenant 30 ug / ml de kanamycine....

<ol>
	<li>Eda, S., Maseda, H., Nakae, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+elegant+means+of+self-protection+in+gram-negative+bacteria+by+recognizing+and+extruding+xenobiotics+from+the+periplasmic+space.">An elegant means of self-protection in gram-negative bacteria by recognizing and extruding xenobiotics from the periplasmic space.</a> J. Biol. Chem. 278, 2085-2088 (2003).</li><li>Li, X. Z., Ma, D., Livermore, D. M., Nikaido, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+efflux+pump(s)+in+intrinsic+resistance+of+Pseudomonas+aeruginosa:+active+efflux+as+a+contributing+factor+to+beta-lactam+resistance.">Role of efflux pump(s) in intrinsic resistance of Pseudomonas aeruginosa: active efflux as a contributing factor to beta-lactam resistance.</a> Antimicrob. Agents Chemother. 38, 1742-1752 (1994).</li><li>Li, X. Z., Nikaido, H., Poole, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+MexA-MexB-OprM+in+antibiotic+efflux+in+Pseudomonas+aeruginosa.">Role of MexA-MexB-OprM in antibiotic efflux in Pseudomonas aeruginosa.</a> Antimicrob. Agents Chemother. 39, 1948-1953 (1995).</li><li>Masuda, N., Sakagawa, E., Ohya, S., Gotoh, N., Tsujimoto, H., Nishino, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Substrate+specificities+of+MexAB-OprM,+MexCD-OprJ,+and+MexXY-oprM+efflux+pumps+in+Pseudomonas+aeruginosa.">Substrate specificities of MexAB-OprM, MexCD-OprJ, and MexXY-oprM efflux pumps in Pseudomonas aeruginosa.</a> Antimicrob. Agents Chemother. 44, 3322-3327 (2000).</li><li>Okusu, H., Ma, D., Nikaido, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=AcrAB+efflux+pump+plays+a+major+role+in+the+antibiotic+resistance+phenotype+of+Escherichia+coli+multiple-antibiotic-resistance+(Mar)+mutants.">AcrAB efflux pump plays a major role in the antibiotic resistance phenotype of Escherichia coli multiple-antibiotic-resistance (Mar) mutants.</a> J. Bacteriol. 178, 306-308 (1996).</li><li>Srikumar, R., Kon, T., Gotoh, N., Poole, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expression+of+Pseudomonas+aeruginosa+multidrug+efflux+pumps+MexA-MexB-OprM+and+MexC-MexD-OprJ+in+a+multidrug-sensitive+Escherichia+coli+strain.">Expression of Pseudomonas aeruginosa multidrug efflux pumps MexA-MexB-OprM and MexC-MexD-OprJ in a multidrug-sensitive Escherichia coli strain.</a> Antimicrob. Agents Chemother. 42, 65-71 (1998).</li><li>Tikhonova, E. B., Zgurskaya, H. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=AcrA,+AcrB,+and+TolC+of+Escherichia+coli+Form+a+Stable+Intermembrane+Multidrug+Efflux.">AcrA, AcrB, and TolC of Escherichia coli Form a Stable Intermembrane Multidrug Efflux.</a> Complex. J. Biol. Chem. 279, 32116-3224 (2004).</li><li>Yoneyama, H., Ocakatan, A., Tsuda, M., Nakae, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+mex-gene+products+in+antibiotic+extrusion+in+Pseudomonas+aeruginosa.">The role of mex-gene products in antibiotic extrusion in Pseudomonas aeruginosa.</a> Biochem. Biophys. Res. Commun. 233, 611-618 (1997).</li><li>Berger, B. W., Gendron, C. M., Robinson, C. R., Kaler, E. W., Lenhoff, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+protein+and+surfactant+interactions+in+membrane-protein+crystallization.">The role of protein and surfactant interactions in membrane-protein crystallization.</a> Acta. Crystallogr. D Biol. Crystallogr. 61, 724-730 (2005).</li><li>Jones, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surfactants+in+membrane+solubilisation.">Surfactants in membrane solubilisation.</a> Int. J. Pharm. 177, 137-159 (1999).</li><li>Maire, M. l. e., Champeil, P., Moller, J. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interaction+of+membrane+proteins+and+lipids+with+solubilizing+detergents.">Interaction of membrane proteins and lipids with solubilizing detergents.</a> Biochim. Biophys. Acta. 1508, 86-111 (2000).</li><li>Miroux, B., Walker, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Over-production+of+proteins+in+Escherichia+coli:+mutant+hosts+that+allow+synthesis+of+some+membrane+proteins+and+globular+proteins+at+high+levels.">Over-production of proteins in Escherichia coli: mutant hosts that allow synthesis of some membrane proteins and globular proteins at high levels.</a> J. Mol. Biol. 260, 289-298 (1996).</li></ol>

En plus de la multirésistance, de nombreuses activités vitales cellulaires, y compris le transport des ions, la communication cellulaire, le transport des vésicules, le maintien de la structure cellulaire et interactions hôtes-pathogènes, impliquent des protéines qui sont incorporés dans la membrane cellulaire. Protéines transmembranaires forment plus de 30% de protéines connues et sont la cible de la majorité des produits pharmaceutiques en usage aujourd&#39;hui. Le pliage incorrect ou l&#39;activité de prot...

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		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>SDS sample buffer</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Biorad</td>
<td>161-0737</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>C43(DE3) E. coli strain</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Lucigen</td>
<td>60345-1</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>kanamycin sulfate</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma-Aldrich</td>
<td>K4378</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>2XYT media</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher</td>
<td>BP2466-2</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>LB media</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher</td>
<td>AC61189-5000</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>IPTG</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma-Aldrich</td>
<td>I6758</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>DNaseI</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher</td>
<td>BP3226-1</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Lysozyme</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma-Aldrich</td>
<td>L7651</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Complete EDTA-free protease inhibitor tablets</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Roche</td>
<td>11 873 580 001</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>NaP monobasic</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma-Aldrich</td>
<td>S6566</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>NaP dibasic</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma-Aldrich</td>
<td>S5136</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>NaCl</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma-Aldrich</td>
<td>S6191</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>MgCl2</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma-Aldrich</td>
<td>M1028</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Glycerol</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher</td>
<td>BP229-1</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>n-dodecyl-&beta;-D-maltopyranoside</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Anatrace</td>
<td>D310</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>15ml tubes</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Corning</td>
<td>430052</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>See-Saw Rocker</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher</td>
<td>SSL 4</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Talon metal affinity resin</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Clontech</td>
<td>635503</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>imidazole</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma-Aldrich</td>
<td>I5513</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>10% polyacrylamide SDS PAGE gels</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>BioRad</td>
<td>161-1454</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Tris/glycine/SDS PAGE running buffer</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>BioRad</td>
<td>161-0732</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Kaleidascope prestained molecular weight markers</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>BioRad</td>
<td>161-0324</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Superose 12 30/10 column</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>GEHealthcareSuperose</td>
<td>12 10/300 GL</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Amicon centrifugal concentrator</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Millipore</td>
<td>UFC801024</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Syringe filter</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher</td>
<td>SLFG R04 NL</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Fernbach flasks</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher</td>
<td>09-552-39</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Shaker to hold Fernbach flasks</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Akta system</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>GE Healthcare</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>J6 Large scale centrifuge with JLA-8.1000 rotor</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Beckman</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>1 l centrifuge bottles</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Beckman</td>
<td>969329</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>RC-5 centrifuge</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>ThermoScientific</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>SS34 fixed-angle rotor and tubes</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>ThermoScientific</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Sorvall floor model Ultracentrifuge</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>ThermoScientific</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>T647.5 rotor and tubes with caps</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>ThermoScientific</td>
<td>08322</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>French Pressure Cell</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>ThermoScientific</td>
<td>FA-032</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

expression, detergent solubilization, and purification of a membrane transporter, the mexb multidrug resistance protein

La multirésistance (MDR), la capacité d&#39;une cellule cancéreuse ou pathogène pour être résistant à un large éventail de structurellement et fonctionnellement indépendantes des médicaments anticancéreux ou des antibiotiques, est un problème actuel graves en santé publique. Cette multirésistance est largement due à l&#39;énergie dépendant de pompes à efflux de médicaments. Les pompes à expulser les médicaments anti-cancer ou des antibiotiques dans le milieu extérieur, abaissant leur concentration intracellulaire en dessous d&#39;un seuil toxique. Nous étudions la multirésistance chez Pseudomonas aeruginosa, un pathogène opportuniste bactérienne qui provoque des infections chez les patients atteints de nombreux types de blessures ou de maladie, par exemple, de brûlures ou de fibrose kystique, et aussi dans l&#39;immuno-compromis du cancer, de dialyse, transplantation et les patients. Les pompes à efflux MDR majeurs dans P. aeruginosa sont des complexes tripartite composé d&#39;une membrane protonique-drogue antiporteur intérieure (RND), un canal de la membrane externe (OMF), et une protéine de liaison périplasmique (PMF) 1-8. Les protéines RND et OMF sont des protéines transmembranaires. Protéines transmembranaires forment plus de 30% de toutes les protéines et 65% sont des cibles pour les médicaments actuels. Les domaines transmembranaires hydrophobes fabriquer les protéines insolubles dans un tampon aqueux. Avant une protéine transmembranaire peut être purifié, il est nécessaire de trouver des conditions de tampon contenant un détergent doux qui permettent à la protéine d&#39;être solubilisé comme un complexe protéique de détergent (PDC) 9-11. Dans cet exemple, nous utilisons une protéine RND, le P. transporteur transmembranaire aeruginosa MexB, pour démontrer comment exprimer une forme recombinante d&#39;une protéine transmembranaire, solubiliser l&#39;utiliser de détergents, et ensuite de purifier les complexes protéiques de détergent. Cette méthode générale peut être appliquée à l&#39;expression, la purification et la solubilisation de nombreuses autres protéines membranaires par recombinaison exprimée. Les complexes protéiques de détergent peuvent ensuite être utilisés pour la caractérisation biochimique ou biophysique, y compris aux rayons X la structure cristalline de détermination ou d&#39;études de réticulation.

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Expression, Detergent Solubilization, and Purification of a Membrane Transporter, the MexB Multidrug Resistance Protein

Dans ce protocole, nous démontrons l&#39;expression, la solubilisation et la purification d&#39;une protéine membranaire exprimée par recombinaison, MexB, comme un complexe de protéines solubles de détergent. MexB est un transporteur de multirésistance membrane du opportunistes Pseudomonas aeruginosa bactérie pathogène.

Expression, Solubilisation détergent, et purification d&#39;un transporteur membranaire, la protéine MexB multirésistance

Multidrug resistance (MDR), the ability of a cancer cell or pathogen to be resistant to a wide range of structurally and functionally unrelated ...

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