Name: fluorescence anisotropy as a tool to study protein-protein interactions
Uploaded: 2016-10-21T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fluorescence Anisotropy as a Tool to Study Protein-protein Interactions at JoVE.com

Authors acknowledge the financial support from CONACyT project numbers 167359 and 177138, and from DGAPA-UNAM project number IN201615.

1. SBD&#39;er-Flash tag Protein Expression og oprensning BEMÆRK: anisotropien eksperimenter, en flash-tag svarende til sekvensen Cys-Cys-Pro-Gly-Cys-Cys blev tilsat til C-terminalen af ​​de humane SBD&#39;er kodende sekvens ved PCR. Denne konstruktion blev subklonet ind i ekspressionsvektoren pRSET-A og transformeret til Escherichia coli C41-celler til at udtrykke et protein der koder for et N-terminalt hexahistidin tag (His-tag), de humane SBD&#39;er kodende sekvens og en C-terminus Flash tag 1...

<ol>
	<li>Krogan, N. J., 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=Global+landscape+of+protein+complexes+in+the+yeast+Saccharomyces+cerevisiae.">Global landscape of protein complexes in the yeast Saccharomyces cerevisiae.</a> Nature. 440 (7084), 637-643 (2006).</li><li>Fields, S., Song, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+genetic+system+to+detect+protein-protein+interactions.">A novel genetic system to detect protein-protein interactions.</a> Nature. 340, 245-246 (1989).</li><li>Michnick, S. W., Hien Ear, P., Landry, C., Malleshaiah, M. K., Messier, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+toolkit+of+protein-fragment+complementation+assays+for+studying+and+dissecting+large-scale+and+dynamic+protein-protein+interactions+in+living+cells.">A toolkit of protein-fragment complementation assays for studying and dissecting large-scale and dynamic protein-protein interactions in living cells.</a> Methods in Enzymology. 470, 336-366 (2010).</li><li>Puig, O., 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=The+tandem+affinity+purification+(TAP)+method:+a+general+procedure+of+protein+complex+purification.">The tandem affinity purification (TAP) method: a general procedure of protein complex purification.</a> Methods. 24, 218-229 (2001).</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 (5), 247-259 (2011).</li><li>Snider, J., 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=Fundamentals+of+protein+interaction+network+mapping.">Fundamentals of protein interaction network mapping.</a> Mol Syst Biol. 11 (12), 848 (2015).</li><li>Fersht, A., Baldwin, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Structure and mechanism in protein science: a guide to enzyme catalysis and protein folding. , 191-214 (2002).</li><li>Menne, T. F., 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=The+Shwachman-Bodian-Diamond+syndrome+protein+mediates+translational+activation+of+ribosomes+in+yeast.">The Shwachman-Bodian-Diamond syndrome protein mediates translational activation of ribosomes in yeast.</a> Nat Genet. 39 (4), 486-495 (2007).</li><li>Boocock, G. R., 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=Mutations+in+SBDS+are+associated+with+Shwachman-Diamond+syndrome.">Mutations in SBDS are associated with Shwachman-Diamond syndrome.</a> Nat Genet. 33 (1), 97-101 (2003).</li><li>Garcia-Marquez, A., Gijsbers, A., de la Mora, E., Sanchez-Puig, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Defective+Guanine+Nucleotide+Exchange+in+the+Elongation+Factor-like+1+(EFL1)+GTPase+by+Mutations+in+the+Shwachman-Diamond+Syndrome+Protein.">Defective Guanine Nucleotide Exchange in the Elongation Factor-like 1 (EFL1) GTPase by Mutations in the Shwachman-Diamond Syndrome Protein.</a> J Biol Chem. 290 (29), 17669-17678 (2015).</li><li>Gijsbers, A., Garcia-Marquez, A., Luviano, A., Sanchez-Puig, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Guanine+nucleotide+exchange+in+the+ribosomal+GTPase+EFL1+is+modulated+by+the+protein+mutated+in+the+Shwachman-Diamond+syndrome.">Guanine nucleotide exchange in the ribosomal GTPase EFL1 is modulated by the protein mutated in the Shwachman-Diamond syndrome.</a> Biochem Biophys Res Commun. 437 (3), 349-354 (2013).</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. , (2010).</li><li>Nishigaki, T., Trevi&#241;o, C. L., G&#242;mez, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Tools to understand protein-protein interactions. 37, 1-14 (2012).</li><li>Johnson, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Molecular Probes Handbook: A Guide to Fluorescent Probes and Labeling Technologies. , (2010).</li><li>Sabnis, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook of Fluorescent Dyes and Probes. , (2015).</li><li>Adams, S. R., 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=New+biarsenical+ligands+and+tetracysteine+motifs+for+protein+labeling+in+vitro+and+in+vivo:+synthesis+and+biological+applications.">New biarsenical ligands and tetracysteine motifs for protein labeling in vitro and in vivo: synthesis and biological applications.</a> J Am Chem Soc. 124 (21), 6063-6076 (2002).</li><li>Griffin, B. A., Adams, S. R., 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=Specific+covalent+labeling+of+recombinant+protein+molecules+inside+live+cells.">Specific covalent labeling of recombinant protein molecules inside live cells.</a> Science. 281 (5374), 269-272 (1998).</li><li>Rashidian, M., Dozier, J. K., Distefano, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enzymatic+labeling+of+proteins:+techniques+and+approaches.">Enzymatic labeling of proteins: techniques and approaches.</a> Bioconjug Chem. 24 (8), 1277-1294 (2013).</li><li>Maniatis, T., Fritsch, E. F., Sambrook, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Molecular cloning: A laboratory manual. , (2001).</li><li>Neuhoff, V., Arold, N., Taube, D., Ehrhardt, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+staining+of+proteins+in+polyacrylamide+gels+including+isoelectric+focusing+gels+with+clear+background+at+nanogram+sensitivity+using+Coomassie+Brilliant+Blue+G-250+and+R-250.">Improved staining of proteins in polyacrylamide gels including isoelectric focusing gels with clear background at nanogram sensitivity using Coomassie Brilliant Blue G-250 and R-250.</a> Electrophoresis. 9 (6), 255-262 (1988).</li><li>West, R. W., Chen, S. M., Putz, H., Butler, G., Banerjee, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GAL1-GAL10+divergent+promoter+region+of+Saccharomyces+cerevisiae+contains+negative+control+elements+in+addition+to+functionally+separate+and+possibly+overlapping+upstream+activating+sequences.">GAL1-GAL10 divergent promoter region of Saccharomyces cerevisiae contains negative control elements in addition to functionally separate and possibly overlapping upstream activating sequences.</a> Genes Dev. 1 (10), 1118-1131 (1987).</li><li>Ito, H., Fukuda, Y., Murata, K., Kimura, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transformation+of+intact+yeast+cells+treated+with+alkali+cations.">Transformation of intact yeast cells treated with alkali cations.</a> J Bacteriol. 153 (1), 163-168 (1983).</li><li>Eftink, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescence+methods+for+studying+equilibrium+macromolecule-ligand+interactions.">Fluorescence methods for studying equilibrium macromolecule-ligand interactions.</a> Methods Enzymol. 278, 221-257 (1997).</li><li>Han, H., 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=Binding+of+Substrates+to+the+Central+Pore+of+the+Vps4+ATPase+Is+Autoinhibited+by+the+Microtubule+Interacting+and+Trafficking+(MIT)+Domain+and+Activated+by+MIT+Interacting+Motifs+(MIMs).">Binding of Substrates to the Central Pore of the Vps4 ATPase Is Autoinhibited by the Microtubule Interacting and Trafficking (MIT) Domain and Activated by MIT Interacting Motifs (MIMs).</a> J Biol Chem. 290 (21), 13490-13499 (2015).</li><li>Sanchez-Puig, N., Veprintsev, D. B., Fersht, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Binding+of+natively+unfolded+HIF-1alpha+ODD+domain+to+p53.">Binding of natively unfolded HIF-1alpha ODD domain to p53.</a> Mol Cell. 17 (1), 11-21 (2005).</li><li>Trusch, F., 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=The+N-terminal+Region+of+the+Ubiquitin+Regulatory+X+(UBX)+Domain-containing+Protein+1+(UBXD1)+Modulates+Interdomain+Communication+within+the+Valosin-containing+Protein+p97.">The N-terminal Region of the Ubiquitin Regulatory X (UBX) Domain-containing Protein 1 (UBXD1) Modulates Interdomain Communication within the Valosin-containing Protein p97.</a> J Biol Chem. 290 (49), 29414-29427 (2015).</li><li>Kamp, F., Beyer, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Binding+of+alpha-synuclein+affects+the+lipid+packing+in+bilayers+of+small+vesicles.">Binding of alpha-synuclein affects the lipid packing in bilayers of small vesicles.</a> The Journal of Biological Chemsitry. 281, 9251-9259 (2006).</li><li>Bujalowski, W. M., Jezewska, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescence+Intensity,+Anisotropy,+and+Transient+Dynamic+Quenching+Stopped-Flow+Kinetics.">Fluorescence Intensity, Anisotropy, and Transient Dynamic Quenching Stopped-Flow Kinetics.</a> Spectroscopic Methods of Analysis. 875, 105-133 (2012).</li><li>Asano, N., 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=Direct+interaction+between+EFL1+and+SBDS+is+mediated+by+an+intrinsically+disordered+insertion+domain.">Direct interaction between EFL1 and SBDS is mediated by an intrinsically disordered insertion domain.</a> Biochem Biophys Res Commun. 443 (4), 1251-1256 (2014).</li></ol>

De fleste biokemiske eksperimenter med proteiner kræver ikke kun rent protein, men også store mængder af dem, uanset hvilken teknik der anvendes. Af denne grund er de proteiner, der anvendes til denne type eksperimenter opnået ved heterolog ekspression, som det var tilfældet præsenteres her. Fluorescens spektroskopi kræver tilstedeværelse af en fluorofor i den undersøgte molekyle. Aromatiske rester udgør iboende fluoroforer af et protein, men ved hjælp af deres signal for at studere protein-protein-interaktio...

Celler indeholder et væld af biomakromolekyler der konstant interagerer med hinanden. Denne forening giver anledning til komplekser, der deltager i cellulære veje, der er ansvarlige for deres funktion i signaltransduktion, regulering af genekspression og cellevandring blandt andre. Alle protein-protein interaktioner, der forekommer i en celle omfatter et netværk kendt som interactome. I Saccharomyces cerevisiae mere end 70% af dets proteiner er blevet vist at have interagerende partnere 1. Forståelse af interactome af en celle og deres funktioner give relevante oplysninger om den kompleksitet og mangfoldighed af levende organismer. Adskillige metoder er blevet beskrevet til at identificere og karakterisere protein-protein interaktioner. Anderledes højkapacitetsscreening metoder såsom gær-to-hybrid 2, protein-fragment komplementerings- assays 3, affinitetsoprensning 4 koblet til massespektrometri og protein microarrays anvendes til at identificere en interaktion 5,6. Når identificeret, er det nødvendigt at validere det og kan variere fra sag til sag. Typisk er disse eksperimenter involverer forstyrre interaktionen selv på niveau med de enkelte medlemmer af samspillet parret, fx ved gen-sletning eller overekspression af et af proteinerne, og derefter på udkig efter ændringer i egenskaber eller funktion af det andet medlem ved celleniveau. Efterfølgende biofysiske teknikker 7 anvendes til at karakterisere protein-protein-interaktion på det molekylære niveau. Til dette formål er strukturen af ​​proteinkomplekser bestemt ved røntgenkrystallografi, kernemagnetisk resonans og cryo-elektronmikroskopi mens kalorimetri og fluorescensspektroskopi anvendes til kvantitativt og mekanistisk beskrive dem. I dette arbejde blev fluorescensanisotropi anvendt som en teknik til at karakterisere vekselvirkningen mellem GTPase EFL1 og SBDS-protein. Disse proteiner deltager i syntesen af ribosomer ved at fremme frigivelsen af eukaryot initieringsfaktor 6 fra overfladen af 60S ribosomale subunit 8. Den SBD&#39;er proteinet er muteret i en sygdom kendt som Shwachman-Diamond Syndrome 9 og virker som en guanin nukleotid udveksling faktor for EFL1 faldende dets affinitet for Guanosindifosfat 10,11. Sygdomstilstande mutationer i SBD&#39;er afskaffe interaktion med EFL1 og dermed forhindre dens aktivering. Fluorescensanisotropi er almindeligt anvendt i biologiske anvendelser til at studere protein-peptid eller protein-nukleinsyre-interaktioner. Den er baseret på princippet om, at en fluorofor ophidset med polariserede lys resulterer i en delvist polariseret emission. Fluorescensanisotropi er defineret ved ligning 1: <img alt="ligning1" src="/files/ftp_upload/54640/54640eq1.jpg" /> hvor jeg VV og jeg VH er denfluorescensintensiteter af den vertikalt (VV) og horisontalt (VH) polariseret emission, når prøven er spændt med lodret polariseret lys 12. Fluorescensanisotropi er følsom over for faktorer, der påvirker hastigheden af ​​den roterende diffusion af fluoroforen og således afhænger af temperaturen, viskositeten af ​​opløsningen og den tilsyneladende molekylstørrelse af fluoroforen. Den tilsyneladende størrelse af et protein indeholdende en fluorofor øges, når den interagerer med et andet protein og en sådan ændring kan derefter evalueres som en ændring i anisotropi. Mere specifikt vil en fluorofor, der roterer langsomt i opløsning i forhold til dets fluorescerende levetid har et stort I VV værdi og lille I VH-værdi, og derfor vil udvise en relativt stor anisotropi. For fluoroforer der tumler hurtigt i forhold til deres fluorescerende levetid, jeg VV og jeg VH vil være ens og deres anisotropi værdi vil være små 12 </sup&gt; (Figur 1). Endvidere for en god anisotropi signal-støj måling, er det nødvendigt at have en fluorofor med en fluorescenslevetid ligner rotationskorrelationstiden af ​​molekylet af interesse. Ellers er det ikke muligt præcist at registrere forskellen i anisotropi mellem den frie protein og at i komplekset. F.eks anisotropien af ​​en fluorescerende probe med en levetid tæt på 4 ns såsom fluorescein eller rhodamin bundet til en forbindelse med lav molekylvægt på 100 Da er 0,05. Binding til et molekyle på 160 kDa vil øge sin anisotropi værdi til 0,29; en forskel, der kan måles nøjagtigt. I modsætning hertil vil den samme fluorescerende probe involveret i en bindingsreaktion hvis forøgelse molekylstørrelse varierer fra 65 til 1.000 kDa kun resultere i en anisotropi ændring på 0,28 til 0,3, som er for lille til at blive målt nøjagtigt. I dette scenario vil en sonde med en levetid på 400 ns være mere passende 12. <pclass = &quot;jove_content&quot;&gt; <img alt="figur 1" src="/files/ftp_upload/54640/54640fig1.jpg" /> Figur 1. Skematisk gengivelse af det udstyr, der anvendes til at måle fluorescens-anisotropi og proceduren. Skematisk afbildning af udstyr, der anvendes til at udføre et protein-protein-interaktion eksperiment måling af fluorescens-anisotropi. Fluoroforer der tumler hurtigt display lille anisotropi, der øger efter binding til en interaktion partner. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54640/54640fig1large.jpg" target="_blank">Klik her for at se en større version af dette tal.</a> Fluorescens applikationer kræver tilstedeværelsen af ​​en fluorofor i nogen af ​​de undersøgte molekyler. For at undersøge protein-protein interaktioner er der tre typer af fluoroforer: 1) de tryptophanrester stede i proteinerne, 2) kemisk forbundet fluoroforer og 3) fluorescerende fusionspartnere såsom grønt fluorescerende protein (GFP) og dens derivativer. De fleste proteiner har tryptophanrester af strukturen, således den nemmeste måde at måle interaktion ved at overvåge ændringer i den tilsvarende fluorescens spektre eller ved at overvåge ændringer i fluorescensintensitet af de tryptophanrester. Dog kan tryptophanrester være til stede i begge proteiner komplicerer analysen. På den anden side, for en fluorofor at ændre sine fluorescerende egenskaber skyldes interaktion det skal være placeret på eller nær bindingsstedet og det kunne ændre på selve interaktion. Dette kræver særlig opmærksomhed ved brug af voluminøse fluoroforer såsom GFP. Hvis der kan anvendes ingen af ​​disse fluorophorer til bindingsundersøgelser er det nødvendigt, da, at indføre ekstrinsiske fluoroforer til en af ​​de involverede proteiner. Der findes mange kemisk syntetiserede fluorophorer og kan være kovalent bundet til proteiner via deres reaktive grupper såsom aminogrupper (sidekæde af lysiner eller N-terminus) og thiolgrupperne i cystein. Fluorophore derivater med isothiocyanatgrupperne og succinimidylestere reagerer med amidgrupper mens iodacetamid og maleimid er thiol-reaktive grupper 13. De mest almindelige farvestoffer, der anvendes i fluorescens applikationer er derivater af fluorescein og rhodamin grønne farvestoffer, coumariner, BODIPY fluoroforer og Alexa Fluor farvestoffer. En detaljeret liste over kommercielt tilgængelige fluorophorer og deres anvendelse kan findes i referencer 14,15. For vellykket mærkning, skal den reaktive gruppe eksponeres på overfladen af ​​proteinet, men på grund af det store antal reaktive funktionelle grupper typisk er til stede i polypeptider er det meget svært at få stedspecifik modifikation. Proteinet af interesse i denne undersøgelse, SBD&#39;er, indeholder 5 gratis cysteiner og 33 lysiner der kan resultere i flere mærkning site. Ikke-ensartet mærkning kan påvirke bindende og vil komplicere dataanalyse som forskellige fluoroforen molekyler kan fremkalde forskellige fluorescerende intensitet signaler efter binding. Overcome dette problem, brugte vi blitzen fluoroforen, 4 &#39;, 5&#39;-bis (1,3,2 dithioarsolan-2-yl) fluorescein til site-direkte etiketten SBD&#39;er protein. Dette er en arsenoxide farvestof med en høj affinitet for fire adskilte cysteiner i et motiv kender som Flash-tag bestående af sekvensen CCXXCC hvor X er andet end cystein 16,17 aminosyre. Denne tetracysteine ​​motiv tilsættes til N- eller C-terminalen af ​​proteinet ved gensplejsning sammen med en passende linker til at forhindre forstyrrelse af den samlede foldning af proteinet. Parret bestående af Flash farvestof og Flash-tag blev oprindeligt designet til stedspecifikke label proteiner i levende celler 17, men det kan også bruges til at mærke oprensede proteiner in vitro som det er eksemplificeret her. Yderligere er enzymatiske strategier også blevet udviklet for at muliggøre stedspecifik funktionalisering af proteiner 18. I dette manuskript beskriver vi nytten af ​​fluorescensanisotropi asa værktøj til at studere protein-protein-interaktioner. Binding kan vurderes ved simpel inspektion af bindende kurveform mens kan fås kvantitative oplysninger fra pasningen af ​​eksperimentelle data.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="674">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">0.5 mm Glass beads</td>
			<td style="width:112px;">Biospec Products</td>
			<td style="width:119px;">11079105</td>
			<td style="width:225px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">Tris Base</td>
			<td style="width:112px;">Formedium</td>
			<td style="width:119px;">TRIS01</td>
			<td style="width:225px;">Ultra pure</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">Glycerol</td>
			<td style="width:112px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">G5516</td>
			<td style="width:225px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">dye 4&#8217;, 5&#8217;-bis(1,3,2 dithioarsolan-2-yl) fluorescein</td>
			<td style="width:112px;">ThermoFischer Scientific</td>
			<td style="width:119px;">LC6090</td>
			<td style="width:225px;">This kit contains the dye to label a FlAsH tag</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">Ampiciline</td>
			<td style="width:112px;">IBI Shelton Scientific, Inc</td>
			<td style="width:119px;">IB02040</td>
			<td style="width:225px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">D(+)-Glucose Anhydrous</td>
			<td style="width:112px;">Formedium</td>
			<td style="width:119px;">GLU03</td>
			<td style="width:225px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">D(+)-Galactose</td>
			<td style="width:112px;">Formedium</td>
			<td style="width:119px;">GAL03</td>
			<td style="width:225px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">L-Leucine</td>
			<td style="width:112px;">Formedium</td>
			<td style="width:119px;">DOC0157</td>
			<td style="width:225px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">L-Tryptofan&#160;</td>
			<td style="width:112px;">Formedium</td>
			<td style="width:119px;">DOC0189</td>
			<td style="width:225px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">Bezamidine hydrochloride</td>
			<td style="width:112px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">B6506-5G</td>
			<td style="width:225px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:219px;">PMSF</td>
			<td style="width:112px;">Gold Biotechnology, Inc</td>
			<td style="width:119px;">P-470-25</td>
			<td style="width:225px;">Phenylmethylsulfonyl fluoride</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">NaCl</td>
			<td style="width:112px;">Formedium</td>
			<td style="width:119px;">NAC02</td>
			<td style="width:225px;">Sodium Chloride&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">Glycerol</td>
			<td style="width:112px;">Tecsiquim, S.A. de C.V.</td>
			<td style="width:119px;">GT1980-6</td>
			<td style="width:225px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">MgCl2</td>
			<td style="width:112px;">Merck Millipore Corporation</td>
			<td style="width:119px;">1725711000</td>
			<td style="width:225px;">Magnesium Chloride</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">Imidazole</td>
			<td style="width:112px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">I2399-500G</td>
			<td style="width:225px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">2-Mercaptoethanol</td>
			<td style="width:112px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">M6250-100ML</td>
			<td style="width:225px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">K2HPO4</td>
			<td style="width:112px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">P3786-500G</td>
			<td style="width:225px;">Potassium phosphate dibasic</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">NaH2PO4</td>
			<td style="width:112px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">S3139-500G</td>
			<td style="width:225px;">Sodium phosphate monobasic</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">Yeast nitrogen base without amino acids</td>
			<td style="width:112px;">Formedium</td>
			<td style="width:119px;">CYN0410</td>
			<td style="width:225px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">Yeast extract</td>
			<td style="width:112px;">Formedium</td>
			<td style="width:119px;">YEM03</td>
			<td style="width:225px;">Micro Granulated</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">L-Tyroisne</td>
			<td style="width:112px;">Formedium</td>
			<td style="width:119px;">DOC0193</td>
			<td style="width:225px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">Adenine sulphate</td>
			<td style="width:112px;">Formedium</td>
			<td style="width:119px;">DOC0230</td>
			<td style="width:225px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">Casamino acids</td>
			<td style="width:112px;">Formedium</td>
			<td style="width:119px;">CAS03</td>
			<td style="width:225px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">Tryptone</td>
			<td style="width:112px;">IBI Shelton Scientific, Inc</td>
			<td style="width:119px;">IB49182</td>
			<td style="width:225px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">IPTG</td>
			<td style="width:112px;">Formedium</td>
			<td style="width:119px;">IPTG025</td>
			<td style="width:225px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">Name of Material</td>
			<td style="width:112px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:225px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">Filtration units</td>
			<td style="width:112px;">Merck Millipore Corporation</td>
			<td style="width:119px;">UFC901096</td>
			<td style="width:225px;">Amicon Ultra-15, membrana PLGC Ultracel-PL, 10&#160;kDa</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:219px;">Membrane Filter</td>
			<td style="width:112px;">Merck Millipore Corporation</td>
			<td style="width:119px;">GSWP04700</td>
			<td style="width:225px;">Membrane Filter, mixed cellulose esters, Hydrophilic, 0.22&#160;&#181;m, 47&#160;mm, white, plain</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">Ni2+ affinity column</td>
			<td style="width:112px;">QIAGEN</td>
			<td style="width:119px;">30760</td>
			<td style="width:225px;">Cartridge pre-filled with 5 ml Ni-NTA Superflow</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">Strong Sulfopropyl cation exchanger column</td>
			<td style="width:112px;">GE Healthcare Life Science</td>
			<td style="width:119px;">17-5157-01</td>
			<td style="width:225px;">HiTrap SP Sepharose FF 5 ml</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">Size Exclusion column</td>
			<td style="width:112px;">GE Healthcare Life Science</td>
			<td style="width:119px;">28989335</td>
			<td style="width:225px;">HiLoad 16/600 Superdex 200 PG</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">Fluorescence cell</td>
			<td style="width:112px;">Hellma Analytics</td>
			<td style="width:119px;">111-057-40</td>
			<td style="width:225px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">Name of Equipment</td>
			<td style="width:112px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:225px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">Spectrophotometer</td>
			<td style="width:112px;">Agilent Technologies</td>
			<td style="width:119px;">G6860AA</td>
			<td style="width:225px;">Cary 60 UV-Vis</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:219px;">Shaker</td>
			<td style="width:112px;">ThermoFischer Scientific</td>
			<td style="width:119px;">SHKA4000-7</td>
			<td style="width:225px;">MaxQ 4000 Benchtop temperature range Ambient-15&#176; to 60&#176;C</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">Centrifuge</td>
			<td style="width:112px;">ThermoFischer Scientific</td>
			<td>75004271</td>
			<td style="width:225px;">Heraeus Megafuge 16R</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:219px;">FPLC</td>
			<td style="width:112px;">Pharmacia Biotech</td>
			<td style="width:119px;">Discontinued</td>
			<td style="width:225px;">FPLC system conductivity UV-MM II monitor P500 pump fraction</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">Spectrofluorometer</td>
			<td style="width:112px;">Olis</td>
			<td style="width:119px;">No applicable</td>
			<td style="width:225px;">Olis DM 45 with Polarization Toolbox</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fluorescence anisotropy as a tool to study protein-protein interactions

Protein-protein interaktioner spiller en væsentlig rolle i funktionen af ​​en levende organisme. Når en interaktion er blevet identificeret og valideret er det nødvendigt at karakterisere det på det strukturelle og mekanistiske niveau. Der findes flere biokemiske og biofysiske metoder til dette formål. Blandt dem, fluorescensanisotropi er en kraftfuld teknik anvendes især når fluorescensintensiteten af ​​en fluorofor-mærket protein forbliver konstant ved protein-protein-interaktion. Ved denne teknik en fluorofor-mærket protein exciteres med vertikalt polariseret lys med en passende bølgelængde, som selektivt exciterer en delmængde af de fluoroforer efter deres relative orientering med den indkommende stråle. Den resulterende emission har også en retningsvirkning hvis forhold i de lodrette og vandrette planer definerer anisotropi (r) som følger: r = (I VV -I VH) / (I VV + 2I VH), hvor jeg VV og jeg <sub&gt; VH er fluorescensintensiteterne af de lodrette og vandrette komponenter, hhv. Fluorescensanisotropi er følsom over for den roterende diffusion af en fluorofor, nemlig den tilsyneladende molekylstørrelse på en fluorofor bundet til et protein, der er ændret ved protein-protein-interaktion. I den nuværende tekst, blev brugen af ​​fluorescens anisotropi som et redskab til at studere protein-protein interaktioner eksemplificeret at løse bindingen mellem proteinet muteret i den Shwachman-Diamond syndrom (SBD&#39;er) og Forlængelse faktor ligesom-1 GTPase (EFL1). Konventionelt mærkning af et protein med en fluorofor udført på thiolgrupper (cystein) eller i aminogrupperne (N-terminale amin- eller lysin) af proteinet. Men SBD&#39;er har flere cysteiner og lysiner, der ikke tillader websted rettet mærkning af det. Som en alternativ teknik farvestoffet 4 &#39;, var 5&#39;-bis (1,3,2 dithioarsolan-2-yl) fluorescein anvendes til specifikt mærke et tetracysteine ​​motiv, Cys-Cys-Pro-Gly-Cys-Cys, gensplejses i C-terminalen af ​​det rekombinante SBD&#39;er protein. Montering af de eksperimentelle data tilvejebragt kvantitative og mekanistisk information om den bindende tilstand mellem disse proteiner.

At udføre nogen anisotropi eksperiment er det vigtigt at udelukke store ændringer i fluorescensintensitet af fluoroforen siden observerede anisotropi af en blanding af forskellige arter er repræsenteret af ligning 5: <img alt="Equation5" src="/files/ftp_upload/54640/54640eq5.jpg" /> hvor F i repræsenterer fraktioneret fluorescens af hver kompon...

Watch this Scientific Journal Video about Fluorescence Anisotropy as a Tool to Study Protein-protein Interactions at JoVE.com

Fluorescence Anisotropy as a Tool to Study Protein-protein Interactions

Protein interaktioner er kernen i en celles funktion. Kalorimetriske og spektroskopiske teknikker er almindeligt anvendt til at karakterisere dem. Her beskriver vi fluorescensanisotropi som et værktøj til at studere interaktionen mellem proteinet muteret i Shwachman-Diamond Syndrome (SBD&#39;er) og elongeringsfaktor-like 1 GTPase (EFL1).

Fluorescens Anisotropi som værktøj til at studere protein-protein interaktioner

Protein-protein interactions play an essential role in the function of a living organism. Once an interaction has been identified and validated it is ...

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Biology

Biochemistry

Fundamentals

Macromolecules

SCIENTISTS IN ACTION

Utilizing the Ethylene-releasing Compound, 2-Chloroethylphosphonic Acid, as a Tool to Study Ethylene Response in Bacteria

Udnytte den Ethylen-frigivende forbindelse, 2-Chloroethylphosphonic Acid, som værktøj til at studere Ethylen Respons Bacteria

Ethylene (C2H4) is a gaseous phytohormone that is involved in numerous aspects of plant development, playing a dominant role in senescence and fruit ...

Using Scaffold Liposomes to Reconstitute Lipid-proximal Protein-protein Interactions In Vitro

Using Scaffold Liposomes to Reconstitute Lipid-proximal Protein-protein Interactions In Vitro

Brug Stillads Liposomer at Rekonstituer Lipid-proksimal protein-protein interaktioner<em&gt; In vitro</em

Studies of integral membrane proteins in vitro are frequently complicated by the presence of a hydrophobic transmembrane domain. Further complicating ...

Biotinylated Cell-penetrating Peptides to Study Intracellular Protein-protein Interactions

Biotinylated celle-gennemtrængende peptider til at studere intracellulær Protein-protein interaktioner

Here we present a protocol to study intracellular protein-protein interactions that is based on the widely used biotin-avidin pull-down system. The ...

Using Three-color Single-molecule FRET to Study the Correlation of Protein Interactions

Ved hjælp af trefarvet enkelt-molekyle FRET at studere sammenhængen af Protein interaktioner

Single-molecule F&#246;rster resonance energy transfer (smFRET) has become a widely used biophysical technique to study the dynamics of biomolecules. For ...

A Yeast 2-Hybrid Screen in Batch to Compare Protein Interactions

En gær 2-Hybrid skærm i Batch for at sammenligne Protein interaktioner

Screening for protein-protein interactions using the yeast 2-hybrid assay has long been an effective tool, but its use has largely been limited to the ...

A Fluorescence Fluctuation Spectroscopy Assay of Protein-Protein Interactions at Cell-Cell Contacts

Et fluorescens udsving spektroskopi Assay af Protein-Protein interaktioner på celle-celle kontakter

A variety of biological processes involves cell-cell interactions, typically mediated by proteins that interact at the interface between neighboring ...

Application of Biolayer Interferometry (BLI) for Studying Protein-Protein Interactions in Transcription

Application of Biolayer Interferometry BLI for Studying Protein-Protein Interactions in Transcription

Anvendelse af Biolayer interferometri (BLI) til undersøgelse af protein-protein interaktioner i transkriptionen

A transcription factor&#160;(TF) is a protein that regulates gene expression by interacting with the RNA polymerase, another TF, and/or template DNA. GrgA ...

Evaluation of Protein&#8211;Protein Interactions using an On-Membrane Digestion Technique

Evaluation of ProteinÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã¢â‚¬Å“Protein Interactions using an On-Membrane Digestion Technique

Evaluering af protein-protein interaktioner ved hjælp af en on-membran fordøjelse teknik

Numerous intracellular proteins physically interact in accordance with their intracellular and extracellular circumstances. Indeed, cellular functions ...

In Vivo Hydroxyl Radical Protein Footprinting for the Study of Protein Interactions in Caenorhabditis elegans

In Vivo Hydroxyl Radical Protein Footprinting for the Study of Protein Interactions in Caenorhabditis elegans

I Vivo Hydroxyl Radical Protein Footprinting for studiet af proteininteraktioner i Caenorhabditis elegans

Fast oxidation of proteins (FPOP) is a hydroxyl radical protein footprinting (HRPF) method used to study protein structure, protein-ligand interactions, ...

Optical Tweezers to Study RNA-Protein Interactions in Translation Regulation

Optiske pincet til at studere RNA-Protein interaktioner i oversættelse forordning

RNA adopts diverse structural folds, which are essential for its functions and thereby can impact diverse processes in the cell. In addition, the ...