Name: identification of plant ice-binding proteins through assessment of ice-recrystallization inhibition and isolation using ice-affinity purification
Uploaded: 2017-05-05T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Identification of Plant Ice-binding Proteins Through Assessment of Ice-recrystallization Inhibition and Isolation Using Ice-affinity Purification at JoVE.com

Dette arbeidet ble finansiert av en NSERC (Canada) tilskudd til VKW.

1. Sprut Apparat oppsett <ol><li> Fyll en temperatur-programmerbar sirkulerende vannbad med etylenglykol (50% v / v i vann). MERK: Grønn automotive etylenglykol kan brukes. </li><li> For å montere den ytre kammeret, bruk isolert plastrør for å feste vannbad til en dobbeltvegget glassbolle. Isoler glassbollen med polystyrenskum og dekk med en petriskål av plast lokk. Skjær en 3-4 tommers hull i bunnen av polystyren-kammeret, slik at lyskilden kan sees gjennom den glasskammer. </li><li> Monter ytre kammer p...

<ol>
	<li>Sidebottom, C., 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=Heat-stable+antifreeze+protein+from+grass.">Heat-stable antifreeze protein from grass.</a> Nature. 406 (6793), 256 (2000).</li><li>Duman, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antifreeze+and+ice+nucleator+proteins+in+terrestrial+arthropods.">Antifreeze and ice nucleator proteins in terrestrial arthropods.</a> Annu Rev Physiol. 63, 327-357 (2001).</li><li>Davies, P. L., Hew, 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=Biochemistry+of+fish+antifreeze+proteins.">Biochemistry of fish antifreeze proteins.</a> FASEB J. 4 (8), 2460-2468 (1990).</li><li>Gilbert, J. A., Hill, P. J., Dodd, C. E., Laybourn-Parry, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Demonstration+of+antifreeze+protein+activity+in+Antarctic+lake+bacteria.">Demonstration of antifreeze protein activity in Antarctic lake bacteria.</a> Microbiology. 150 (Pt 1), 171-180 (2004).</li><li>Knight, C. A., Cheng, C. C., DeVries, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+of+alpha-helical+antifreeze+peptides+on+specific+ice+crystal+surface+planes.">Adsorption of alpha-helical antifreeze peptides on specific ice crystal surface planes.</a> Biophys. L. 59 (20), 409-418 (1991).</li><li>Yeh, Y., Feeney, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antifreeze+proteins:+structures+and+mechanisms+of+function.">Antifreeze proteins: structures and mechanisms of function.</a> Chem. Rev. 96 (2), 601-618 (1996).</li><li>Smolin, N., Daggett, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+ice-like+water+structure+on+the+surface+of+an+antifreeze+protein.">Formation of ice-like water structure on the surface of an antifreeze protein.</a> J. Phys. Chem. B. 112 (19), 6193-6202 (2008).</li><li>Graham, L. A., Davies, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glycine-rich+antifreeze+proteins+from+snow+fleas.">Glycine-rich antifreeze proteins from snow fleas.</a> Science. 310 (5747), 461 (2005).</li><li>Hawes, T. C., Marshall, C. J., Wharton, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antifreeze+proteins+in+the+Antarctic+springtail,+Gressittacantha+terranova.">Antifreeze proteins in the Antarctic springtail, Gressittacantha terranova.</a> J. Comp. Physiol. B. 181 (6), 713-719 (2011).</li><li>Basu, K., Graham, L. A., Campbell, R. L., Davies, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flies+expand+the+repertoire+of+protein+structures+that+bind+ice.">Flies expand the repertoire of protein structures that bind ice.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 112 (3), 737-742 (2015).</li><li>Guo, S., Garnham, C. P., Whitney, J. C., Graham, L. A., Davies, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Re-evaluation+of+a+Bacterial+Antifreeze+Protein+as+an+Adhesin+with+Ice-Binding+Activity.">Re-evaluation of a Bacterial Antifreeze Protein as an Adhesin with Ice-Binding Activity.</a> PLoS One. 7 (11), e48805 (2012).</li><li>Marshall, C. B., Fletcher, G. L., Davies, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyperactive+antifreeze+protein+in+a+fish.">Hyperactive antifreeze protein in a fish.</a> Nature. 429 (6988), 153 (2004).</li><li>Zhang, D. Q., Liu, B., Feng, D. R., He, Y. M., Wang, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expression,+purification+and+antifreeze+activity+of+carrot+antifreeze+protein+and+its+mutants.">Expression, purification and antifreeze activity of carrot antifreeze protein and its mutants.</a> Protein Expr. Purif. 35 (2), 257-263 (2007).</li><li>Gupta, R., Dreswal, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low+temperature+stress+modulated+secretome+analysis+and+purification+of+antifreeze+protein+from+Hippophae+rhamnoides,+a+Himalayan+wonder+plant.">Low temperature stress modulated secretome analysis and purification of antifreeze protein from Hippophae rhamnoides, a Himalayan wonder plant.</a> Proteome Res. 11 (5), 2684-2696 (2012).</li><li>Kuiper, M. J., Lankin, C., Gauthier, S. Y., Walker, V. K., Davies, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purification+of+antifreeze+proteins+by+adsorption+to+ice.">Purification of antifreeze proteins by adsorption to ice.</a> Biochem. Biphys. Res. Commun. 300 (3), 645-648 (2003).</li><li>Middleton, A. 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=Isolation+and+characterization+of+ice-binding+proteins+from+higher+plants.">Isolation and characterization of ice-binding proteins from higher plants.</a> Methods Mol. Biol. 1166, 255-277 (2014).</li><li>Bredow, M., Vanderbeld, B., Walker, V. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ice-binding+proteins+confer+freezing+tolerance+in+transgenic+Arabidopsis+thaliana.">Ice-binding proteins confer freezing tolerance in transgenic Arabidopsis thaliana.</a> Plant Biotechnol. J. , (2016).</li><li>Olijve, L. L., 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=Blocking+rapid+ice+crystal+growth+through+nonbasal+plane+adsorption+of+antifreeze+proteins.">Blocking rapid ice crystal growth through nonbasal plane adsorption of antifreeze proteins.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 113 (14), 3740-3745 (2016).</li><li>Zakharov, B., 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=Ice+Recrystallization+in+a+Solution+of+a+Cryoprotector+and+Its+inhibition+by+a+Protein:+Synchrotron+X-Ray+Diffraction+Study.">Ice Recrystallization in a Solution of a Cryoprotector and Its inhibition by a Protein: Synchrotron X-Ray Diffraction Study.</a> J. Pharm. Sci. 105 (7), 2129-2138 (2016).</li><li>Capicciotti, C. 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=Small+molecule+ice+recrystallization+inhibitors+enable+freezing+of+human+red+blood+cells+with+reduced+glycerol+concentrations.">Small molecule ice recrystallization inhibitors enable freezing of human red blood cells with reduced glycerol concentrations.</a> Sci. Rep. 5, 9692 (2015).</li><li>Knight, C. A., Cheng, C. C., DeVries, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+of+alpha-helical+antifreeze+peptides+on+specific+ice+crystal+surface+planes.">Adsorption of alpha-helical antifreeze peptides on specific ice crystal surface planes.</a> Biophys. J. 59 (2), 409-418 (1991).</li><li>Van Driessche, E., Beeckmans, S., Dejaegere, R., Kanarek, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thiourea:+the+antioxidant+of+choice+for+the+purification+of+proteins+from+phenol+rich+plant+tissues.">Thiourea: the antioxidant of choice for the purification of proteins from phenol rich plant tissues.</a> Anal. Biochem. 141 (1), 184-188 (1984).</li><li>Marshall, C. J., Basu, K., Davies, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ice-shell+purification+of+ice-binding+proteins.">Ice-shell purification of ice-binding proteins.</a> Cryobiology. 72 (3), 258-263 (2016).</li><li>Basu, K., 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=Determining+the+ice-binding+planes+of+antifreeze+proteins+by+fluorescence-based+ice+plane+affinity.">Determining the ice-binding planes of antifreeze proteins by fluorescence-based ice plane affinity.</a> J. Vis. Exp. (83), e51185 (2014).</li><li>Sandve, S. R., Rudi, H., Asp, T., Rognli, O. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tracking+the+evolution+of+a+cold+stress+associated+gene+family+in+cold+tolerant+grasses.">Tracking the evolution of a cold stress associated gene family in cold tolerant grasses.</a> BMC Evol. Biol. 8 (245), (2008).</li><li>Middleton, A. J., Brown, A. M., Davies, P. L., Walker, V. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+the+ice-binding+face+of+a+plant+antifreeze+protein.">Identification of the ice-binding face of a plant antifreeze protein.</a> FEBS Lett. 583 (4), 815-819 (2009).</li></ol>

For vellykket analyse og rensing av uavhengige aktører, er det viktig å forstå den temperaturfølsomme innholdet i noen av disse proteiner. Visse anlegg aktørene kan bli ustabil ved temperaturer over 0 ° C, noe som resulterer i utfolding, nedbør og inaktivitet. For å oppnå aktive uavhengige aktører, er det ofte viktig at plantene blir behandlet i et kaldt rom (~ 4 ° C) og prøvene blir holdt på is i løpet av eksperimentering. En annen faktor å vurdere ved bruk av helcelle-rå lysater er nedbrytningen av pro...

Ice-bindende proteiner (uavhengige aktører) er en sammensatt familie av beskyttende proteiner som har blitt oppdaget i en rekke organismer, inkludert planter, insekter 1 2, 3, fisk og mikrober 4. Den viktigste funksjonen til disse proteinene er deres enestående evne til spesifikt og effektivt adsorbere til iskrystaller, modifisere deres vekst. Aktørene kan ha flere dokumentegenskaper, sammen med de to mest godt karakterisert, er termisk hysterese (TH) og is-omkrystallisering inhibering (IRI). TH aktivitet er mer lett observeres i aktørene kan produseres i fryse-intolerant dyr. Denne aktivitet resulterer i en senkning av frysepunktet til organismenes sirkulasjons eller interstitielle væsker for å hindre frysing. I motsetning til dette, i fryse-tolerant organismer, som uunngåelig vil fryse ved temperaturer under frysepunktet, aktørene kan synes å ha lav TH aktivitet. Til tross for den lave TH aktivitet, til en høy aktivitet IRI begrense iskryststal vekst er ofte observert med disse proteiner. For fryse-tolerant organisme, dette IRI aktiviteten antagelig bidrar til å beskytte cellene mot ukontrollert vekst av is i ekstracellulære rom. Den &quot;madrass knapp&quot; modellen kan brukes til å beskrive mekanismen som aktørene kan hindre vekst av iskrystaller 5. Under denne modellen, aktørene kan spesifikt å adsorbere til den iskrystall overflate i intervaller, slik at vannmolekylene kan bare innlemme med økende is krystallgitteret i rommet mellom bundne uavhengige aktører. Dette skaper en krumning som gjør inkorporering av ytterligere vannmolekyler ugunstig, en hendelse som kan beskrives ved den Gibbs-Thomson-effekt 6. Det forankrede innesluttede vann hypotese gir en mekanisme for den spesifikke binding av aktørene kan til is krystalloverflaten, hvorved tilstedeværelsen av ladede rester, spesielt plassert på proteinet is bindingssetet, resulterer i den reorganization av vannmolekylene slik at de samsvarer med ett eller flere plan over is krystallgitteret 7. TH aktivitet kan kvantifiseres ved å måle forskjellen mellom smelte og minusgrader i et enkelt iskrystaller i nærvær av en IBP. Mens TH aktivitet er en bredt akseptert metode for å vurdere aktiviteten av aktørene kan den lave TH gapet produsert ved anlegget uavhengige aktører (vanligvis bare en brøkdel av en grad) som normalt krever en høy proteinkonsentrasjon, spesialutstyr og operatørerfaring. Selv om det ikke kan uavhengige aktører begrense is krystallvekst, er det en egenskap som deles av alle aktørene kan og således teste for IRI-aktivitet er effektiv initial skjerm for tilstedeværelse av aktørene kan, spesielt for de med lav TH aktivitet. Den metodikk som brukes til å teste denne aktivitet er kjent som en &#39;feilindikator assay&#39;, hvorved en proteinprøve blir flash-frosset for å produsere et monolag av små iskrystaller, som observeres i løpet av en periode for å avgjøre omIskrystallvekst er begrenset. I motsetning til andre metoder som brukes til å skjerme en kildevevsprøve for nærvær av IBP, er denne teknikken anvendelig for lavproteinkonsentrasjoner i området 10-100 ng, benytter lettfabrikkert utstyr og genererer data som raskt og enkelt tolkes. Imidlertid er det viktig å understreke at denne analysen gir en innledende skjerm for IBPer som bør følges av bestemmelsen av TH og iskrystallforming. Isoleringen av native proteiner er utfordrende, og krever ofte informasjon om de strukturelle og biokjemiske egenskapene til et protein av interesse. Affiniteten til IBPer for is muliggjør isolering av disse proteinene ved anvendelse av is som et substrat for rensningsformål. Siden flertallet av molekyler skyves foran isvannsgrensen under iskrystallvekst, resulterer langsom vekst av en iskule i nærvær av en IBP-prøve i en høyt renet prøve, uten stor kvantitettallet av kontaminerende proteiner og oppløste stoffer. Denne metoden har blitt anvendt for å identifisere aktørene kan fra insekter 8, 9, 10, 11 bakterier, fisk 12 og anleggene 13, 14. I tillegg kan de IBP-anrikede fraksjoner som er oppnådd gjennom denne fremgangsmåten også bli brukt til nedstrøms biokjemisk analyse. Dette dokumentet beskriver identifiseringen av aktørene kan i planter gjennom induksjon og utvinning av uavhengige aktører, til analyse av IRI-aktivitet bekrefter tilstedeværelse av proteiner, og isolering av proteiner ved anvendelse av is affinitetsrensing.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1117">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">1.5 mL microcentrifugetubes</td>
			<td style="width:152px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">05-408-129</td>
			<td style="width:631px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Adjustable lab jack</td>
			<td style="width:152px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">S63080</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Benchtop centrifuge</td>
			<td style="width:152px;">Desaga MC2</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Brass probe</td>
			<td style="width:152px;">Custom built</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Camera/ camera port</td>
			<td style="width:152px;">Canon</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Canon Power Shot SX110 digitial camera; custom built microscope port</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Cheesecloth</td>
			<td style="width:152px;">Purewipe/Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">06-665-25A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Concentration tubes (0.5 mL)</td>
			<td style="width:152px;">EMD Millipore</td>
			<td style="width:119px;">UFC501008</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Concentration tubes (15 mL)</td>
			<td style="width:152px;">EMD Millipore</td>
			<td style="width:119px;">UFC900308</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Conical tubes (50 mL)</td>
			<td style="width:152px;">Thermo Fisher</td>
			<td style="width:119px;">AM12502</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Cooling block</td>
			<td style="width:152px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">13259</td>
			<td>Use a metal heating block</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Dehumidifier</td>
			<td style="width:152px;">Whirlpool</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>50 pint Energy Star dehumidifier; purchase from local supplier</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Dessciation beads</td>
			<td style="width:152px;">t.h.e. Dessicant/VWR</td>
			<td style="width:119px;">EM-DX0017-2</td>
			<td>6-8 mesh size; 100% indicating</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Dissection microscope</td>
			<td style="width:152px;">Olympus Tokyo</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Double walled glass bowl</td>
			<td style="width:152px;">Generic</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Purchase from local lab glassware supplier</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Dry ice</td>
			<td style="width:152px;">Generic</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Use local supplier; hazardous&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">EDTA-protease inhibitor tablets</td>
			<td style="width:152px;">Sigma Aldrich</td>
			<td>11836170001</td>
			<td>Roche cOmplete mini</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Ethylene glycol</td>
			<td style="width:152px;">Generic</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Green automotive ethylene glycol can be purchased from any local hardware store (i.e. Home Depot)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Hexane</td>
			<td style="width:152px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">296090</td>
			<td>Anhydrous, 95%; hazardous</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Immersion oil</td>
			<td style="width:152px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">56822</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">JA10/20 centrifuge</td>
			<td style="width:152px;">Beckman</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Large plastic petri dish</td>
			<td style="width:152px;">Generic</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Liquid nitrogen</td>
			<td style="width:152px;">Generic</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Use local supplier; hazardous&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Magnetic stir plate</td>
			<td style="width:152px;">Hanna Instruments</td>
			<td style="width:119px;">HI190M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Microscope cover slides</td>
			<td style="width:152px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">12-542A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Plastic tube</td>
			<td style="width:152px;">Generic</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Purchase PVC pipe from local hardware store</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Polarized film</td>
			<td style="width:152px;">Edmund Optics</td>
			<td style="width:119px;">43-781</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Polystyrene foam</td>
			<td style="width:152px;">Generic</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Can be constructed from polystyrene shipping boxes</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Poreclain mortar and pestle</td>
			<td style="width:152px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">FB961</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">PVPP</td>
			<td style="width:152px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">77627</td>
			<td>110 &#181;m particle size</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Retort Stand</td>
			<td style="width:152px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">12-000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Small stir bar</td>
			<td style="width:152px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">14-513-51</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Temperature-programmable water bath</td>
			<td style="width:152px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">13271-118</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Vacuum grease</td>
			<td style="width:152px;">Dow Corning/Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">Z273554</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Vinyl tubing</td>
			<td style="width:152px;">Generic</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

identification of plant ice-binding proteins through assessment of ice-recrystallization inhibition and isolation using ice-affinity purification

Ice-bindende proteiner (uavhengige aktører) tilhører en familie av stress-induserte proteiner som syntetiseres av visse organismer som utsettes for temperaturer under frysepunktet. I planter, oppstår frostskader når ekstracellulære iskrystaller vokser, noe som resulterer i brudd på plasmamembraner og mulig celledød. Adsorpsjon av aktørene kan til iskrystaller begrenser videre vekst ved en prosess som er kjent som is omkrystallisering inhibering (IRI), for derved å redusere cellulær skade. Aktørene kan også vise evne til å nedsette frysepunktet av en løsning under likevektssmeltepunkt, en egenskap som er kjent som termisk hysterese (TH) aktivitet. Disse beskyttende egenskaper har hevet interesse i identifikasjon av nye aktørene kan på grunn av deres potensielle anvendelse i industri, medisin og jordbruksanvendelser. Dette dokumentet beskriver identifisering av plante aktørene kan gjennom 1) innløps- og utvinning av aktørene kan i plantevevet, 2) screening av ekstrakter for IRI aktivitet, og 3) isolering og opprensetication av globale kjernenettgrossistene. Etter induksjon av aktørene kan ved lav temperatur eksponering, blir ekstrakter testet for IRI-aktivitet ved anvendelse av en &#39;feilindikator assay&#39;, som muliggjør observasjon av is krystallvekst ved hjelp av et standard lysmikroskop. Denne analysen krever en lav proteinkonsentrasjon og frembringer resultater som er oppnådd raskt og enkelt tolket, og gir en første skjerm for is bindingsaktivitet. Aktørene kan kan så bli isolert fra forurensende proteiner ved å utnytte den egenskap uavhengige aktører å adsorbere til is, gjennom en teknikk som kalles &#39;is-affinitetsrensing&#39;. Ved hjelp av cellelysater som er samlet fra planteekstrakter, kan en is halvkule langsomt dyrkes på en messing sonde. Dette gjelder blant uavhengige aktører i den krystallinske struktur av den polykrystallinske is. Krever noen a priori biokjemisk eller strukturell kjennskap til IBP, gir denne metode for utvinning av aktivt protein. Ice-rensede proteinfraksjoner kan brukes til nedstrøms applikasjoner inkludert identifikasjon av peptidevanns sekvenser ved massespektrometri og biokjemisk analyse av native proteiner.

For enkel oppsett, figur 1 og Figur 2 er inkludert som visuelle representasjoner av det utstyr som brukes for IRI analyse og is-affinitetsrensing, henholdsvis. Resultater av analyse ved hjelp av IRI-ekstrakter samles inn fra sennep luke med og uten uavhengige aktører er avbildet i figur 3. Disse resultatene viser at ekstrakter samlet inn fra sennep luke, som ikke er fryse-toleran...

Watch this Scientific Journal Video about Identification of Plant Ice-binding Proteins Through Assessment of Ice-recrystallization Inhibition and Isolation Using Ice-affinity Purification at JoVE.com

Identification of Plant Ice-binding Proteins Through Assessment of Ice-recrystallization Inhibition and Isolation Using Ice-affinity Purification

Dette dokumentet beskriver identifikasjon av is-bindende proteiner fra fryse-tolerante planter gjennom vurdering av is-rekrystallisasjon inhiberende aktivitet og påfølgende isolering av naturlige aktørene kan ved hjelp av is-affinitetsrensing.

Identifisering av Plant is-bindende proteiner ved å bedømme is-rekrystallisasjon inhibering og isolering ved bruk av is-affinitetsrensing

Ice-binding proteins (IBPs) belong to a family of stress-induced proteins that are synthesized by certain organisms exposed to subzero temperatures. In ...

Research

JoVE Journal

Biochemistry

Isolation and Respiratory Measurements of Mitochondria from Arabidopsis thaliana

Isolation and Respiratory Measurements of Mitochondria from Arabidopsis thaliana

Isolasjon og respiratoriske målinger av mitokondrier fra Arabidopsis thaliana

Mitochondria are essential organelles involved in numerous metabolic pathways in plants, most notably the production of adenosine triphosphate (ATP) from ...

2 in 1: One-step Affinity Purification for the Parallel Analysis of Protein-Protein and Protein-Metabolite Complexes

2 i 1: trinns affinitet rensing for parallell analyse av Protein-Protein og Protein-metabolitten komplekser

Cellular processes are regulated by interactions between biological molecules such as proteins, metabolites, and nucleic acids. While the investigation of ...

Anaerobic Protein Purification and Kinetic Analysis via Oxygen Electrode for Studying DesB Dioxygenase Activity and Inhibition

Anaerob Protein rensing og kinetisk analyse via oksygen elektrode for å studere DesB Dioxygenase aktivitet og hemming

Oxygen-sensitive proteins, including those enzymes which utilize oxygen as a substrate, can have reduced stability when purified using traditional aerobic ...

Affinity Purification of Chloroplast Translocon Protein Complexes Using the TAP Tag

Affinitet rensing av Chloroplast Translocon Protein komplekser hjelp av trykk-koden

Chloroplast biogenesis requires the import of thousands of nucleus-encoded proteins into the plastid. The import of these proteins depends on the ...

Isolation of Glomeruli and In Vivo Labeling of Glomerular Cell Surface Proteins

Isolation of Glomeruli and In Vivo Labeling of Glomerular Cell Surface Proteins

Isolasjonen av Glomeruli og i Vivo merking av Glomerular celle overflaten proteiner

Proteinuria results from the disruption of the glomerular filter that is composed of the fenestrated endothelium, glomerular basement membrane, and ...

Capture and Identification of RNA-binding Proteins by Using Click Chemistry-assisted RNA-interactome Capture (CARIC) Strategy

Capture and Identification of RNA-binding Proteins by Using Click Chemistry-assisted RNA-interactome Capture CARIC Strategy

Fangst og identifikasjon av RNA-bindende proteiner ved hjelp av Klikk kjemi-assistert RNA-interactome Capture (CARIC) strategi

A comprehensive identification of RNA-binding proteins (RBPs) is key to understanding the posttranscriptional regulatory network in cells. A widely used ...

Identification of Functional Protein Regions Through Chimeric Protein Construction

Identifikasjon av funksjonelle Protein områder gjennom Chimeric Protein konstruksjon

The goal of this protocol encompasses the design of chimeric proteins in which distinct regions of a protein are replaced by their corresponding sequences ...

Looking Outwards: Isolation of Cyanobacterial Released Carbohydrate Polymers and Proteins

Looking utover: isolering av Cyanobacterial Released karbohydrater polymerer og proteiner

Cyanobacteria can actively secrete a wide range of biomolecules into the extracellular environment, such as heteropolysaccharides and proteins. The ...

Expression, Purification, Crystallization, and Enzyme Assays of Fumarylacetoacetate Hydrolase Domain-Containing Proteins

Uttrykk, rensing, krystallisering, og enzym analyser av Fumarylacetoacetate Hydrolase domene-inneholdende proteiner

Fumarylacetoacetate hydrolase (FAH) domain-containing proteins (FAHD) are identified members of the FAH superfamily in eukaryotes. Enzymes of this ...

A Customizable Approach for the Enzymatic Production and Purification of Diterpenoid Natural Products

En tilpasningsvennlig tilnærming for enzymatisk produksjon og rensing av Diterpenoid naturlige produkter

Diterpenoids form a diverse class of small molecule natural products that are widely distributed across the kingdoms of life and have critical biological ...