Name: flow cytometric analysis of bimolecular fluorescence complementation: a high throughput quantitative method to study protein-protein interaction
Uploaded: 2013-08-15T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Flow Cytometric Analysis of Bimolecular Fluorescence Complementation: A High Throughput Quantitative Method to Study Protein-protein Interaction at JoVE.com

Vi tackar O&#39;Bryan labbet på UIC för kritisk experimentell utvärdering och diskussion. Detta arbete stöddes av American Heart Association Grant 11SDG5230003 till GKC och National Center för främjande Translational Science - UIC Centrum för klinisk och translationell vetenskaper Grant UL1TR000050.

Ett. Cell Transfektion <ol><li> Tavla celler dagen före transfektion, plätering färre celler för immunofluorescens. <ol><li> För immunofluorescens: i en 6-brunnar, päls glas täckglas (1 per brunn) med 0,02% gelatin vid 37 ° C under minst 4 timmar, tvätta en gång med medium, och för varje brunn, platta 1 x 10 5 HEK 293T celler i 2 ml fullständigt tillväxtmedium [Dulbeccos modifierade Eagles medium (DMEM) plus 10% FBS]. </li><li> För flödescytometriska och Western blot-analyser: platta 1,2 x 10...

<ol>
	<li>Collura, V., Boissy, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+protein-protein+complexes+to+interactomics.">From protein-protein complexes to interactomics.</a> Subcell Biochem. 43, 135-183 (2007).</li><li>Stumpf, M. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimating+the+size+of+the+human+interactome.">Estimating the size of the human interactome.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 6959-6964 (2008).</li><li>Shekhawat, S. S., Ghosh, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Split-protein+systems:+beyond+binary+protein-protein+interactions.">Split-protein systems: beyond binary protein-protein interactions.</a> Curr. Opin. Chem. Biol. 15, 789-797 (2011).</li><li>Dwane, S., Kiely, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tools+used+to+study+how+protein+complexes+are+assembled+in+signaling+cascades.">Tools used to study how protein complexes are assembled in signaling cascades.</a> Bioeng. Bugs. 2, 247-259 (2011).</li><li>Piehler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+methodologies+for+measuring+protein+interactions+in+vivo+and+in+vitro.">New methodologies for measuring protein interactions in vivo and in vitro.</a> Curr. Opin. Struct. Biol. 15, 4-14 (2005).</li><li>Kerppola, T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+implementation+of+bimolecular+fluorescence+complementation+(BiFC)+assays+for+the+visualization+of+protein+interactions+in+living+cells.">Design and implementation of bimolecular fluorescence complementation (BiFC) assays for the visualization of protein interactions in living cells.</a> Nat. Protoc. 1, 1278-1286 (2006).</li><li>Shyu, Y. J., Suarez, C. D., Hu, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualization+of+ternary+complexes+in+living+cells+by+using+a+BiFC-based+FRET+assay.">Visualization of ternary complexes in living cells by using a BiFC-based FRET assay.</a> Nat. Protoc. 3, 1693-1702 (2008).</li><li>Wong, K. A., O'Bryan, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bimolecular+fluorescence+complementation.">Bimolecular fluorescence complementation.</a> J. Vis. Exp. (50), e2643 (2011).</li><li>Sugarbaker, E. V., Thornthwaite, J. T., Temple, W. T., Ketcham, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flow+cytometry:+general+principles+and+applications+to+selected+studies+in+tumor+biology.">Flow cytometry: general principles and applications to selected studies in tumor biology.</a> Int. Adv. Surg. Oncol. 2, 125-153 (1979).</li><li>Koshy, S., Alizadeh, P., Timchenko, L. T., Beeton, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+measurement+of+GLUT4+translocation+to+the+plasma+membrane+by+flow+cytometry.">Quantitative measurement of GLUT4 translocation to the plasma membrane by flow cytometry.</a> J. Vis. Exp. (45), e2429 (2010).</li><li>Smith, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Basic+confocal+microscopy.">Basic confocal microscopy.</a> Curr. Protoc. Mol. Biol. Chapter 14 (Unit 14), 11 (2008).</li><li>Westwick, J. K., Lamerdin, 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=Improving+drug+discovery+with+contextual+assays+and+cellular+systems+analysis.">Improving drug discovery with contextual assays and cellular systems analysis.</a> Methods Mol. Biol. 756, 61-73 (2011).</li><li>Kilpatrick, L. E., Holliday, N. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissecting+the+pharmacology+of+G+protein-coupled+receptor+signaling+complexes+using+bimolecular+fluorescence+complementation.">Dissecting the pharmacology of G protein-coupled receptor signaling complexes using bimolecular fluorescence complementation.</a> Methods Mol. Biol. 897, 109-138 (2012).</li></ol>

BiFC är en enkel och känslig metod för att studera protein-proteininteraktion. Denna metod kan inte användas för att identifiera nya protein-protein växelverkan, dock är det särskilt lämpligt att bekräfta protein-protein växelverkan inuti celler och studera funktionella egenskaper, såsom subcellulära lokalisering av proteinkomplex, kartläggning av protein-protein växelverkan platser, och för screening av små molekyler / peptider som kan modulera protein-proteininteraktion. Eftersom VN och VC-fragmenten ...

650.000 protein-protein interaktioner beräknas existera i den mänskliga interactome, spela avgörande roller i att upprätthålla normala cellfunktioner 1,2. Förutom co-immunoprecipitation (co-IP), till guldmyntfoten studera protein-protein interaktion från cellysat, flera protein analyser fragmentkomplettering (PCA) har utvecklats för att förbättra känsligheten i detektion av protein-protein växelverkan inuti celler 3. Tekniker inkluderar Förster resonansenergiöverföring (FRET), Bioluminescence Resonance Energy Transfer (BRET), och Bimolecular Fluorescens Komplettering (BiFC) 4,5. BiFC är baserad på den förenklade sammanslutning av två fragment av ett fluorescerande protein (här använder vi Venus, en YFP variant) som var och en är fuserade till en potentiell interagerande protein partner (i detta exempel använder vi AKAP-Lbc och PDE4D3). Interaktion av de två proteiner av intresse inuti celler resulterar i funktionell fluorescens, som kan visualiseras genom fluorescence mikroskopi med antingen levande eller fixerade celler 6,7,8. Jämfört med andra PCA, är BiFC känslig och mindre tekniskt utmanande, med potential att studera cellulär lokalisering i levande celler. En stor nackdel med denna teknik är emellertid att en gång bildats, kan det fluorescerande proteinet komplexet inte vändas. Därför är det inte en bra metod för att studera dynamiska protein-protein växelverkan. I denna uppsats använder vi BiFC att kartlägga interaktionsställen av PDE4D3 med AKAP-Lbc genom att övervaka fluorescensintensiteterna av Venus. Jämfört med traditionell analys med fluorescens mikroskopi, vilket är tidskrävande och arbetsintensiv (om den inte utförs med hjälp av automatiserade hög genomströmning maskiner), ger flödescytometri en enkel kvantitativ analys av tusentals celler i en heterogen population under en kort tid 9, 10. Här, genom att utföra en sida-vid-sida jämförelse av flödescytometrisk-BiFC analys och traditionella co-IP, visar vi att de två metod jämförbara uppgifter, dock är flödescytometrisk BiFC analys mindre tidskrävande och använder mindre material, vilket kan vara mer användbart när celler av intresse är begränsade.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>REAGENTS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco's modified Eagle's media (DMEM)</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>11965-092</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicilin-Streptomycin (pen/strep), 100x</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>15070-063</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum (FBS)</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>16000-044</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-Flag antibody</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>M2, F1804</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-HA antibody</td>
			<td>Covance</td>
			<td>16B12, MMS-101R</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&alpha;-tubulin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>DM1A, T9026</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-GFP antibody</td>
			<td>Clontech</td>
			<td>632569</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell culture plates, 6-well tissue culture treated</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>130184</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEK 293T cells</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>CRL-11268</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Maxiprep plasmid purification kit, high speed</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>12663</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco's Phosphate-buffered saline (DPBS), sterile 1x</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>14190-144</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin-EDTA, 0.05% (w/v)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>25300</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polystyrene round-bottom tubes for FACS staining</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>352052</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>S74337MF</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prolong gold antifade reagent with DAPI</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>P-36931</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Superfrost plus Microscope slides</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>12-550-15</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fisherfinest premium cover glass</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>12-548-5P</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>EQUIPMENT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CO2 air-jacketed Incubator</td>
			<td>NuAIR DH autoflow</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Confocal microscope LSM510 META</td>
			<td>Carl Zeiss, Inc</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrophoresis and transfer unit</td>
			<td>Biorad</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cyan ADP Flow Cytometer</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

flow cytometric analysis of bimolecular fluorescence complementation: a high throughput quantitative method to study protein-protein interaction

Bland metoder för att studera protein-proteininteraktion inre celler, är Bimolecular Fluorescens Komplettering (BiFC) relativt enkel och känslig. BiFC är baserad på produktion av fluorescens med hjälp av två icke fluorescerande fragment av ett fluorescerande protein (Venus, en gul fluorescerande protein variant, används här). Icke-fluorescerande Venus fragment (VN och VC) smälts till två interagerande proteiner (i det här fallet, AKAP-Lbc och PDE4D3), vilket ger fluorescens grund VN-AKAP-Lbc-VC-PDE4D3 samverkan och bildandet av ett funktionellt fluorescerande protein inuti celler. BiFC ger information om subcellulära lokalisering av proteinkomplex och styrkan i proteininteraktioner baserat på fluorescensintensitet. Emellertid är BiFC analys med användning av mikroskopi för att kvantifiera styrkan i protein-proteininteraktion tidskrävande och något subjektiva på grund av heterogenitet i proteinuttryck och interaktion. Genom koppling flödescytometriskanalys med BiFC metodik, kan det fluorescerande BiFC protein-proteininteraktion signalen mätas noggrant för en stor mängd celler på kort tid. Här visar vi en tillämpning av denna metod för att kartlägga områden i PDE4D3 som krävs för samspelet med AKAP-Lbc. Denna höga genomströmning metodik kan tillämpas på screening faktorer som reglerar protein-proteininteraktion.

AKAP-Lbc och PDE4D3 konstruktionerna (Figur 1B) smältes till VN och VC fragment, respektive. Interaktion av AKAP-Lbc och PDE4D3 resulterar i funktionell YFP fluorescens (Figur 1A). Här använder vi BiFC metod att kartlägga AKAP-Lbc-bindningsställen i PDE4D3. Uppströms konserverad region 1 (UCR1), uppströms konserverad region 2 (UCR2) och katalytiska regionen (CAT) är konserverade bland PDE4-gruppens proteiner, därför, full längd (FL), UCR1 och UCR2 plus CAT användes för scre...

Watch this Scientific Journal Video about Flow Cytometric Analysis of Bimolecular Fluorescence Complementation: A High Throughput Quantitative Method to Study Protein-protein Interaction at JoVE.com

Flow Cytometric Analysis of Bimolecular Fluorescence Complementation: A High Throughput Quantitative Method to Study Protein-protein Interaction

Flödescytometrisk analys av Bimolecular Fluorescens Komplementering ger en hög genomströmning kvantitativ metod för att studera protein-proteininteraktion. Denna metodik kan tillämpas på kartläggning bindande protein platser och för screening av faktorer som reglerar protein-proteininteraktion.

Flödescytometrianalyser av Bimolecular Fluorescens Komplettering: En hög genomströmning kvantitativ metod för att studera protein-protein interaktion

Among methods to study protein-protein interaction inside cells, Bimolecular Fluorescence Complementation (BiFC) is relatively simple and sensitive. BiFC ...

Research

JoVE Journal

Biology

A Neuronal and Astrocyte Co-Culture Assay for High Content Analysis of Neurotoxicity

En Neuronal och astrocyternas Co-Kultur-analys för High innehållsanalys av Neurotoxicitet

High Content Analysis (HCA) assays combine cells and detection reagents with automated imaging and powerful image analysis algorithms, allowing ...

A high-throughput method to globally study the organelle morphology in S. cerevisiae

En hög genomströmning metod för att globalt studera organell morfologi i S. cerevisiae

High-throughput methods to examine protein localization or organelle morphology is an effective tool for studying protein interactions and can help ...

Bimolecular Fluorescence Complementation (BiFC) Assay for Protein-Protein Interaction in Onion Cells Using the Helios Gene Gun

Bimolecular Fluorescence Complementation BiFC Assay for Protein-Protein Interaction in Onion Cells Using the Helios Gene Gun

Bimolecular Fluorescens komplement (BiFC) analys av protein-protein interaktion i lök celler med Helios Gene Gun

Investigation of gene function in diverse organisms relies on knowledge of how the gene products interact with each other in their normal cellular ...

Quantification of dsDNA using the Hitachi F-7000 Fluorescence Spectrophotometer and PicoGreen Dye

Kvantifiering av dsDNA med Hitachi F-7000 Fluorescens Spektrofotometer och PicoGreen Dye

Quantification of DNA, especially in small concentrations, is an important task with a wide range of biological applications including standard molecular ...

Bimolecular Fluorescence Complementation

Bimolecular Fluorescens komplement

Defining the subcellular distribution of signaling complexes is imperative to understanding the output from that complex. Conventional methods such as ...

Detection of Protein Interactions in Plant using a Gateway Compatible Bimolecular Fluorescence Complementation (BiFC) System

Detection of Protein Interactions in Plant using a Gateway Compatible Bimolecular Fluorescence Complementation BiFC System

Detektion av protein interaktioner i Plant använder gateway Kompatibel komplettering Bimolecular Fluorescence (BiFC) System

We have developed a BiFC technique to test the interaction between two proteins in vivo. This is accomplished by splitting a yellow fluorescent protein ...

A Liquid Phase Affinity Capture Assay Using Magnetic Beads to Study Protein-Protein Interaction: The Poliovirus-Nanobody Example

En vätskefas affinitetsinfångning Analys med användning av magnetiska pärlor för att studera protein-proteininteraktion: polioviruset-Nanobody Exempel

In this article, a simple, quantitative, liquid phase affinity capture assay is presented. Provided that one protein can be tagged and another protein ...

Quantitative Analysis of Autophagy using Advanced 3D Fluorescence Microscopy

Kvantitativ analys av Autophagy med Advanced 3D Fluorescensmikroskopi

Prostate cancer is the leading form of malignancies among men in the U.S. While surgery carries a significant risk of impotence and incontinence, ...

A High Throughput MHC II Binding Assay for Quantitative Analysis of Peptide Epitopes

En hög genomströmning MHC II-bindningsanalys för kvantitativ analys av peptidepitoper

Biochemical assays with recombinant human MHC II molecules can provide rapid, quantitative insights into immunogenic epitope identification, deletion, or ...

Protein-protein Interactions Visualized by Bimolecular Fluorescence Complementation in Tobacco Protoplasts and Leaves

Protein-protein interaktioner visualiseras genom Bimolecular Fluorescens Komplettering i tobaksprotoplaster och Löv

Many proteins interact transiently with other proteins or are integrated into multi-protein complexes to perform their biological function. Bimolecular ...