Name: in vivo quantification of g protein coupled receptor interactions using spectrally resolved two-photon microscopy
Uploaded: 2011-01-19T17:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about In vivo Quantification of G Protein Coupled Receptor Interactions using Spectrally Resolved Two-photon Microscopy at JoVE.com

Questo lavoro è stato sostenuto dal UW-Milwaukee Research Initiative crescita, l&#39;Istituto Wisconsin e tecnologie biomediche per la salute e la Fondazione Bradley.

1. Progettazione plasmide Le proteine ​​di interesse sono fuse in una delle due etichette diverse fluorescenti, come descritto di seguito. Le etichette fluorescenti non solo forniscono informazioni sulla posizione delle proteine ​​all&#39;interno della cellula, ma anche informazioni quantitative in materia di omo-oligomerizzazione della proteina 1. La tecnica della fluorescenza Resonance Energy Transfer (FRET) 2-4 viene usato per raccogliere le informazioni sulle ...

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	<li>Raicu, V., Diaspro, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Nanoscopy and Multidimensional Optical Fluorescence Microscopy. , (2010).</li><li>Lakowicz, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Principles of Fluorescence Spectroscopy. , (2006).</li><li>Raicu, V., Popescu, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Integrated Molecular and Cellular Biophysics. , (2008).</li><li>Selvin, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+renaissance+of+fluorescence+resonance+energy+transfer.">The renaissance of fluorescence resonance energy transfer.</a> Nat Struct Biol. 7, 730-734 (2000).</li><li>Raicu, V., Jansma, D. B., Miller, R. J., Friesen, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+interaction+quantified+in+vivo+by+spectrally+resolved+fluorescence+resonance+energy+transfer.">Protein interaction quantified in vivo by spectrally resolved fluorescence resonance energy transfer.</a> Biochem J. 385, 265-277 (2005).</li><li>Maurel, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell-surface+protein-protein+interaction+analysis+with+time-resolved+FRET+and+snap-tag+technologies:+application+to+GPCR+oligomerization.">Cell-surface protein-protein interaction analysis with time-resolved FRET and snap-tag technologies: application to GPCR oligomerization.</a> Nat Methods. 5, 561-567 (2008).</li><li>Shyu, Y. J., Suarez, C. D., Hu, C. 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Z. Naturforsch.</a> A: Astrophys Phys Phys Chem. 4, 321-321 (1949).</li><li>Shaner, N. C., Steinbach, P. A., Tsien, R. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+guide+to+choosing+fluorescent+proteins.">A guide to choosing fluorescent proteins.</a> Nat Methods. 2, 905-909 (2005).</li><li>Giepmans, B. N., Adams, S. R., Ellisman, M. H., Tsien, R. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+fluorescent+toolbox+for+assessing+protein+location+and+function.">The fluorescent toolbox for assessing protein location and function.</a> Science. 312, 217-2124 (2006).</li><li>Zimmermann, T., Rietdorf, J., Girod, A., Georget, V., Pepperkok, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectral+imaging+and+linear+un-mixing+enables+improved+FRET+efficiency+with+a+novel+GFP2-YFP+FRET+pair.">Spectral imaging and linear un-mixing enables improved FRET efficiency with a novel GFP2-YFP FRET pair.</a> FEBS Lett. 531, 245-249 (2002).</li><li>Nagai, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+variant+of+yellow+fluorescent+protein+with+fast+and+efficient+maturation+for+cell-biological+applications.">A variant of yellow fluorescent protein with fast and efficient maturation for cell-biological applications.</a> Nat Biotechnol. 20, 87-90 (2002).</li><li>Rizzo, M. A., Springer, G. H., Granada, B., Piston, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+improved+cyan+fluorescent+protein+variant+useful+for+FRET.">An improved cyan fluorescent protein variant useful for FRET.</a> Nat Biotechnol. 22, 445-449 (2004).</li><li>Raicu, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficiency+of+Resonance+Energy+Transfer+in+Homo-Oloigomeric+Complexes+of+Proteins.">Efficiency of Resonance Energy Transfer in Homo-Oloigomeric Complexes of Proteins.</a> J Biol Phys. 33, 109-127 (2007).</li><li>Raicu, V., Fung, R., Melnichuk, M., Chaturvedi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> , (2007).</li><li>Raicu, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+supramolecular+structure+and+spatial+distribution+of+protein+complexes+in+living+cells.">Determination of supramolecular structure and spatial distribution of protein complexes in living cells.</a> Nat Photonics. 3, 107-113 (2009).</li><li>Rath, S., Sullivan, A. P., Stoneman, M. R., Raicu, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microspectroscopic+method+for+determination+of+size+and+distribution+of+protein+complexes+in+vivo.">Microspectroscopic method for determination of size and distribution of protein complexes in vivo.</a> Proc of SPIE. 7378, 737829-737829 (2009).</li><li>Kurjan, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pheromone+response+in+yeast.">Pheromone response in yeast.</a> Annu Rev Biochem. 61, 1097-1129 (1992).</li><li>Overton, M. C., Chinault, S. L., Blumer, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oligomerization+of+G-protein-coupled+receptors:+lessons+from+the+yeast+Saccharomyces+cerevisiae.">Oligomerization of G-protein-coupled receptors: lessons from the yeast Saccharomyces cerevisiae.</a> Eukaryot Cell. 4, 1963-1970 (2005).</li></ol>

In questa presentazione, abbiamo illustrato come determinare le dimensioni e informazioni strutturali su un complesso proteico oligomeri in vivo. Mentre i dati presentati è stato ottenuto da un recettore di membrana specifico (cioè Ste2p) espressa in cellule di lievito, il metodo è onnicomprensivo, nel senso che può essere applicata a qualsiasi tipo di proteina espressa in qualsiasi tipo di cellula, la unica condizione è che le proteine sono contrassegnati con i marcatori fluorescenti appropriato. Future m...

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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>Peptone</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>BP1420</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Yeast Extract</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>BP1422</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Polyethlyene Glycol 4000</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Hampton Research</td>
<td>HR2-605</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Yeast Nitrogen Base w/o (NH4)2SO4 and amino acids</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>DF0335-15-9</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Yeast Synthetic Drop-out Medium Supplements</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma Aldrich</td>
<td>Y2001</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>D-Glucose</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>D16-1</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Agar</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>S70210</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Ammonium Sulfate</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>A702-500</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Potassium Chloride</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Acros Organics</td>
<td>424090010</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Leucine</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>BP385</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Histidine</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>BP382</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Plan Achromat Infinity Corrected 100x Oil Immersion Objective NA=1.43</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Nikon</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Spectrally resolved two photon microscope</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

in vivo quantification of g protein coupled receptor interactions using spectrally resolved two-photon microscopy

Lo studio delle interazioni delle proteine ​​nelle cellule viventi è una zona importante della ricerca perché le informazioni accumulate entrambe le applicazioni industriali vantaggi così come gli aumenti di base conoscenze di base biologica. Förster (fluorescenza) Resonance Energy Transfer (FRET) tra una molecola donatore in uno stato elettronicamente eccitato e una molecola accettore vicino è stato spesso utilizzato per lo studio di interazioni proteina-proteina nelle cellule viventi. Le proteine ​​di interesse sono contrassegnati da due diversi tipi di sonde fluorescenti ed espressi in cellule biologiche. Le sonde fluorescenti vengono eccitati, in genere utilizzando la luce laser, e le proprietà spettrali delle emissioni di fluorescenza provenienti dalle sonde fluorescenti vengono raccolti e analizzati. Le informazioni relative al grado di interazioni proteina è incorporato nei dati di emissione spettrale. Tipicamente, la cellula deve essere analizzato un certo numero di volte in modo da accumulare abbastanza informazioni spettrali di quantificare con esattezza la portata delle interazioni proteina per ogni regione di interesse all&#39;interno della cellula. Tuttavia, la composizione molecolare di queste regioni può cambiare durante il corso del processo di acquisizione, limitando la determinazione spaziale dei valori quantitativi di apparente efficienza FRET ad una media di cellule intere. Per mezzo di un spettralmente risolta microscopio a due fotoni, siamo in grado di ottenere un set completo di immagini spettralmente risolta solo dopo una scansione completa eccitazione del campione di interesse. Da questi dati spettrali a livello di pixel, una mappa di FRET efficienza per tutta la cella è calcolato. Applicando una semplice teoria di FRET in complessi oligomeriche alla distribuzione sperimentalmente ottenuto di FRET efficienza in tutta la cellula, una singola scansione spettralmente risolta rivela informazioni stechiometrico e strutturali per il complesso oligomeri in fase di studio. Qui si descrive la procedura di preparazione di cellule biologiche (il lievito Saccharomyces cerevisiae) che esprimono recettori di membrana (sterile 2 recettori α-factor) taggati con due diversi tipi di sonde fluorescenti. Inoltre, illustrare i fattori critici coinvolti nella raccolta di dati utilizzando la fluorescenza spettralmente risolta a due fotoni sistema di imaging microscopia. L&#39;utilizzo di questo protocollo può essere estesa allo studio di qualsiasi tipo di proteina che può essere espresso in una cellula vivente con un marcatore fluorescente collegato ad esso.

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In vivo Quantification of G Protein Coupled Receptor Interactions using Spectrally Resolved Two-photon Microscopy

Utilizzando un spettralmente risolta a due fotoni sistema di imaging microscopia, a livello di pixel mappe di Förster Resonance Energy Transfer (FRET) efficienze sono ottenute per le cellule che esprimono recettori di membrana ipotizzato per formare omo-oligomeriche complessi. Dal FRET mappe efficienza, siamo in grado di stimare le informazioni stechiometrico sui complessi oligomeri in fase di studio.

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