Name: protein-trna agarose gel retardation assays for the analysis of the n6-threonylcarbamoyladenosine tcda function
Uploaded: 2017-06-21T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Protein-tRNA Agarose Gel Retardation Assays for the Analysis of the N6-threonylcarbamoyladenosine TcdA Function at JoVE.com

MCVはCIB教室プログラム「分子生物学（MACBET）」のメンバーです。これらの成果を導く研究は、スペイン競争力のある経済大臣賞（CTQ2015-66206-C2-2-RおよびSAF2015-72961-MCVへのEXP）であるSalut Carlos IIIスペイン研究所（PI12 / 01667からMCV） ）、マドリード地方政府（S2010 / BD-2316〜MCV）、欧州委員会（フレームワークプログラム7（FP7））プロジェクトComplexINC（MCVへの契約番号279039）資金提供者は、研究デザイン、データの収集と分析、出版の決定、または原稿の作成に何の役割も持たなかった。

注意：使用前に関連するすべての物質安全データシート（MSDS）を参照してください。このプロトコルで使用される化学物質のいくつかは有毒で腐食性があります。ヒュームフードや個人用保護具（安全眼鏡、手袋、ラボコート、フルレングスのズボン、閉じたつま先の靴など ）の使用を含む、フェノールを使用してtRNAの抽出を行う場合は、適切なプラクティスを使用してください。?...

<ol>
	<li>Scott, V., Clark, A. R., Docherty, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+gel+retardation+assay.">The gel retardation assay.</a> Methods Mol Biol. 31, 339-347 (1994).</li><li>L&#243;pez-Estepa, M., 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+crystal+structure+and+small-angle+X-ray+analysis+of+CsdL/TcdA+reveal+a+new+tRNA+binding+motif+in+the+MoeB/E1+superfamily.">The crystal structure and small-angle X-ray analysis of CsdL/TcdA reveal a new tRNA binding motif in the MoeB/E1 superfamily.</a> Plos One. 10 (4), e0118606 (2015).</li><li>Miyauchi, K., Kimura, S., Suzuki, 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+cyclic+form+of+N6-threonylcarbamoyladenosine+as+a+widely+distributed+tRNA+hypermodification.">A cyclic form of N6-threonylcarbamoyladenosine as a widely distributed tRNA hypermodification.</a> Nat Chem Biol. 9 (2), 105-111 (2013).</li><li>Bolstad, H. M., Botelho, D. J., Wood, 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=Proteomic+analysis+of+protein-protein+interactions+within+the+Cysteine+Sulfinate+Desulfinase+Fe-S+cluster+biogenesis+system.">Proteomic analysis of protein-protein interactions within the Cysteine Sulfinate Desulfinase Fe-S cluster biogenesis system.</a> J Proteome Res. 9 (10), 5358-5369 (2010).</li><li>Loiseau, L., Ollagnier-de Choudens, S., Lascoux, D., Forest, E., Fontecave, M., Barras, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+the+heteromeric+CsdA-CsdE+cysteine+desulfurase,+assisting+Fe-S+cluster+biogenesis+in+Escherichia+coli.">Analysis of the heteromeric CsdA-CsdE cysteine desulfurase, assisting Fe-S cluster biogenesis in Escherichia coli.</a> J Biol Chem. 280 (29), 26760-26769 (2005).</li><li>Fried, M. G., Crothers, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Equilibrium+studies+of+the+cyclic+AMP+receptor+protein-DNA+interaction.">Equilibrium studies of the cyclic AMP receptor protein-DNA interaction.</a> J Mol Biol. 172 (3), 241-262 (1984).</li><li>Garner, M. M., Revzin, 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+gel+electrophoresis+method+for+quantifying+the+binding+of+proteins+to+specific+DNA+regions:+application+to+components+of+the+Escherichia+coli+lactose+operon+regulatory+system.">A gel electrophoresis method for quantifying the binding of proteins to specific DNA regions: application to components of the Escherichia coli lactose operon regulatory system.</a> Nucleic Acids Res. 9 (13), 3047-3060 (1981).</li><li>Rio, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophoretic+mobility+shift+assays+for+RNA-protein+complexes.">Electrophoretic mobility shift assays for RNA-protein complexes.</a> Cold Spring Harb Protoc. 2014 (4), 435-440 (2014).</li><li>Ryder, S. P., Recht, M. I., Williamson, 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=Quantitative+analysis+of+protein-RNA+interactions+by+gel+mobility+shift.">Quantitative analysis of protein-RNA interactions by gel mobility shift.</a> Methods Mol Biol. 488, 99-115 (2008).</li><li>Yakhnin, A. V., Yakhnin, H., Babitzke, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gel+mobility+shift+assays+to+detect+protein-RNA+interactions.">Gel mobility shift assays to detect protein-RNA interactions.</a> Methods Mol Biol. 905, 201-211 (2012).</li><li>Ream, J. A., Lewis, L. K., Lewis, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+agarose+gel+electrophoretic+mobility+shift+assay+for+quantitating+protein:+RNA+interactions.">Rapid agarose gel electrophoretic mobility shift assay for quantitating protein: RNA interactions.</a> Anal Biochem. 511, 36-41 (2016).</li><li>Hagel, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gel-filtration+chromatography.">Gel-filtration chromatography.</a> Curr Protoc Mol Biol. , (2001).</li></ol>

本明細書に記載のタンパク質-tRNAアガロースゲル遅延アッセイは、多くの方法で変更することができる。第1に、ゲル中のアガロースの割合を減少させて、ここで分析したもの（120kDa）よりも有意に大きいタンパク質-tRNA複合体の分離および可視化を可能にすることができる。第2に、標的タンパク質が熱不安定性である場合、電気泳動装置を冷たい部屋に移動させるか、電気泳動室内の氷パッ?...

<html>ゲル遅延アッセイ1 （電気泳動移動度シフトアッセイ、EMSAとしても知られている）は、タンパク質 - 核酸相互作用を研究し特徴付けるために設計された電気泳動法である。これは、精製された成分またはタンパク質（ 例えば 、細胞溶解物）または核酸（ 例えば 、tRNA）の複雑な混合物のいずれかを用いて、タンパク質-DNAならびにタンパク質-RNA相互作用ならびに特にtRNAとtRNA結合タンパク質との相互作用の分析を可能にするプール）。本発明者らは、精製tRNA（UUU）とアンチコドンステムループ（ASL）においてA37に結合したトレオニルカルバモイル側鎖を環化するN 6 -トレノニルカルバモイルアデノシン（t 6 A）デヒドラターゼであるTcdAとの相互作用の研究にゲル遅延アッセイを適用した。 tRNAの環状t 6 （ct 6 A） 2への変換。 TcdAはCsdL 3としても知られており、tcdA / csdL遺伝子は、 csdAおよびcsdE遺伝子5を有するクラスターを形成し、システインスルフリナーゼ脱硫酵素（CSD）系のシステインデスルフラーゼおよび硫黄受容体をコードし、 インビボで TcdA機能を維持する必要がある3 。 ゲル遅延アッセイの背後にある論理的根拠は、遊離核酸分子は、その大きな負電荷のためにアクリルアミドまたはアガロースゲルの前面に迅速に移動するが、同じ核酸のタンパク質複合体の電気泳動移動度は劇的に減少するということである。移動度の減少は、核酸 - タンパク質複合体における「シフト」として視覚化され、これは別個のバンドとして解決する。正に帯電した、より大きな核酸 - タンパク質複合体は、ゲル上の移動度のより大きなシフトまたは減少を示す。 複合体の電荷中和は普遍的な現象であるためタンパク質 - 核酸複合体については、ゲル遅延アッセイを広範囲の複合体および核酸型に適用することができる。この方法は、単純で安価であり、最小限の設備で実験室で実施することができる。少量のタンパク質とtRNAしか必要としません。これは、通常はより多くの量の試料を消費する代替的な生物物理学的技術に対して利点である。 ゲル遅延アッセイは、転写因子の研究に広く使用されている。アッセイは、多くの異なるDNA配列の転写因子の結合動力学、強度および特異性を分析するために用いられてきた。この分野では、EMSAが最初に開発されたのは確か6,7であった 。 RNA 8,9,10,11およびtRNA分子を用いたゲル遅延アッセイもリボソーム研究に用いられている我々がここで行ったように、転写後にtRNAヌクレオシドを修飾する酵素を分析することである。 多くの異なるパラメーターが、温度、タンパク質およびtRNAサンプルの品質、および結合の強さなどのゲル遅延アッセイの結果に影響を及ぼす。実験の慎重な計画と実行は、遊離核酸とタンパク質結合種の結果の解釈にとって非常に重要です。ここでは、プロモーターがShine-Dalgarnoリボソーム結合部位を欠く発現ベクターにクローニングされたtRNA（UUU）をコードする合成遺伝子を使用し、大量のtRNA 2の合成を導く。この詳細なプロトコールは、一般的なミスを避けながらtRNAゲル遅延実験を行うための明確なガイドを提供することを意図している。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1054">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:433px;">E. coli BL21(DE3)</td>
			<td style="width:135px;">Novagen</td>
			<td style="width:119px;">70235</td>
			<td style="width:367px;">DE3 lysogen contains T7 polymerase upon IPTG induction.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">pET23d</td>
			<td style="width:135px;">Novagen</td>
			<td style="width:119px;">69748-3</td>
			<td style="width:367px;">pET23d confers resistance to ampicillin; T7 promoter.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">LB Broth, Low Salt (Lennox L Broth), Granulated</td>
			<td style="width:135px;">Melford</td>
			<td style="width:119px;">GL1703</td>
			<td style="width:367px;">Conventional LB Broth, High Salt, can also be used.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">Ampicillin</td>
			<td style="width:135px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">10419313</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:433px;">Incubator Shaker (Thermostated)</td>
			<td style="width:135px;">NBS</td>
			<td style="width:119px;">Excella E24&#160;</td>
			<td style="width:367px;">Any shaker incubator with temperature control can be used.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">Isopropyl-beta-D-thiogalactopyranoside (IPTG), &#62;=99%</td>
			<td style="width:135px;">Acros Organics</td>
			<td style="width:119px;">BP1755</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">Sodium acetate, anhydrous, &#62;99%</td>
			<td style="width:135px;">Melford</td>
			<td style="width:119px;">B4017</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), Disodium salt, &#62;99%</td>
			<td style="width:135px;">Acros Organics</td>
			<td style="width:119px;">AC327205000</td>
			<td style="width:367px;">Harmful if inhaled.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">Centrifuge (refrigerated)</td>
			<td style="width:135px;">Eppendorf</td>
			<td style="width:119px;">5430</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">Centrifuge (refrigerated) rotor</td>
			<td style="width:135px;">Eppendorf</td>
			<td style="width:119px;">5430/5430P</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">Centrifuge</td>
			<td style="width:135px;">Sorvall</td>
			<td style="width:119px;">RC5C</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">Centrifuge rotor</td>
			<td style="width:135px;">Sorvall</td>
			<td style="width:119px;">SLA-3000</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:433px;">Phenol solution, Saturated with 0.1 M citrate buffer, pH 4.3 &#177; 0.2</td>
			<td style="width:135px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">P4682</td>
			<td style="width:367px;">Acute toxicity (oral, dermal, inhalation), corrosive</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">Ethanol absolute for analysis, 100% v/v</td>
			<td style="width:135px;">Merck Millipore</td>
			<td style="width:119px;">100983</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">Sodium phosphate dibasic dihydrate, Na2HPO4, &#62;=99%</td>
			<td style="width:135px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">71643</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">Potassium dihydrogen phosphate, KH2PO4</td>
			<td style="width:135px;">Merck</td>
			<td style="width:119px;">48,730,250</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">HiLoad 16/60 Superdex 75&#160;</td>
			<td style="width:135px;">GE Healthcare</td>
			<td style="width:119px;">28989333</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">Agarose</td>
			<td style="width:135px;">Melford</td>
			<td style="width:119px;">MB1200</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">Tris [Tris(hydroxymethyl) aminomethane HCl]</td>
			<td style="width:135px;">Melford</td>
			<td style="width:119px;">T1513</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">Boric Acid</td>
			<td style="width:135px;">Melford</td>
			<td style="width:119px;">B0503</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">Microwave</td>
			<td style="width:135px;">Haier</td>
			<td style="width:119px;">HDA-2070M</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">TCEP [Tris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride]</td>
			<td style="width:135px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">C4706</td>
			<td style="width:367px;">Corrosive to metals and skin.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:433px;">ATP [Adenosine 5&#8242;-triphosphate disodium salt hydrate], Grade I, &#62;=99%</td>
			<td style="width:135px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">A2383</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:433px;">Magnesium chloride (MgCl2), anhydrous, &#62;=98%</td>
			<td style="width:135px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">M8266</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">Sodium chloride (NaCl), &#62;99%</td>
			<td style="width:135px;">Fisher Bioreagents</td>
			<td style="width:119px;">BP358</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">Potassium chloride (KCl), &#62;99%</td>
			<td style="width:135px;">Melford</td>
			<td style="width:119px;">P0515</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">NZYDNA Ladder VI</td>
			<td style="width:135px;">NZYtech</td>
			<td style="width:119px;">MB8901</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">Power supply</td>
			<td style="width:135px;">Consort</td>
			<td style="width:119px;">EV261</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">Electrophoresis unit</td>
			<td style="width:135px;">Real Laboratory</td>
			<td style="width:119px;">RELSMINI10</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">Real Safe nucleic acid staining</td>
			<td style="width:135px;">Real Laboratory</td>
			<td style="width:119px;">RBMSAFE</td>
			<td style="width:367px;">20,000X stock</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">UV Transilluminator (G:Box/EF)</td>
			<td style="width:135px;">Syngene</td>
			<td style="width:119px;">2216498</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">Coomassie Brilliant Blue G</td>
			<td style="width:135px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">B0770</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">Rocker (Gyro-Rocker)</td>
			<td style="width:135px;">Stuart</td>
			<td style="width:119px;">SSL3</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:433px;">Mixer Vortex&#160;</td>
			<td style="width:135px;">Fisher brand</td>
			<td style="width:119px;">13214789</td>
			<td style="width:367px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

protein-trna agarose gel retardation assays for the analysis of the n6-threonylcarbamoyladenosine tcda function

本発明者らは、 大腸菌における tRNA（UUU）の発現および精製のための方法およびtRNA（U6U）脱水酵素であるTcdAへのtRNA（UUU）の結合のゲル遅延アッセイによる分析を実証し、トレオニルカルバモイルtRNAのアンチコドンステムループ（ASL）においてA37に結合した側鎖を環状t 6 A（ct 6 A）に変換する。 tRNA（UUU）をコードする合成遺伝子の転写は、1mMイソプロピルβ-D-1-チオガラクトピラノシド（IPTG）を用いて大腸菌で誘導され、tRNAを含む細胞は誘導24時間後に収穫される。 RNA画分は酸性フェノール抽出法を用いて精製する。純粋なtRNAは、小型のtRNA分子をより大きな無傷または断片化核酸から効率的に分離するゲル濾過クロマトグラフィーによって得られる。 tRNA（UUU）へのTcdA結合を分析するために、TcdAをtRNA（UUU）と混合し、4℃で天然アガロースゲル上で分離する。遊離tRNA（UUU）はより速く移動し、TcdA-tRNA（UUU）複合体はゲルの染色時に観察される移動性遅延を受ける。我々は、TcdAがtRNA（UUU）結合酵素であることを示す。このゲル遅延アッセイを用いて、TcdA突然変異体および添加剤および他のタンパク質が結合に及ぼす影響を研究することができる。

大量のtRNA（UUU）は、強力な誘導性T7プロモーターの制御下で大腸菌でtRNA遺伝子を発現させることによって得ることができる。発現されたtRNA（UUU）は、細胞質に蓄積し、天然に豊富なtRNAのプールに富む。 EMSAグレードのtRNAを得るために、捕獲/抽出工程およびゲル濾過/研磨工程からなる2段階精製プロセスを利用した。捕獲/抽出工程は、タンパク質、細胞破片、...

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Protein-tRNA Agarose Gel Retardation Assays for the Analysis of the N6-threonylcarbamoyladenosine TcdA Function

アガロースゲル遅延アッセイによるtRNA（UUU）の産生および酵素TcdAとの複合体におけるtRNA（UUU）の分析のためのプロトコールが提示される。

タンパク質分析のためのタンパク質tRNAアガロースゲルリターデーションアッセイ<em&gt; N</em<sup&gt; 6</sup&gt; - スルホニルカルバモイルアデノシンTcdA機能

We demonstrate methods for the expression and purification of tRNA(UUU) in Escherichia coli and the analysis by gel retardation assays of the binding of ...

Research

JoVE Journal

Biochemistry

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Activated Cross-linked Agarose for the Rapid Development of Affinity Chromatography Resins - Antibody Capture as a Case Study

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The purification of monoclonal antibodies (mAbs) is commonly achieved by Protein A affinity chromatography, which can account for up to 25% of the overall ...

Utilizing Time-Resolved Protein-Induced Fluorescence Enhancement to Identify Stable Local Conformations One &#945;-Synuclein Monomer at a Time

Utilizing Time-Resolved Protein-Induced Fluorescence Enhancement to Identify Stable Local Conformations One ÃƒÅ½Ã‚Â±-Synuclein Monomer at a Time

時間分解タンパク質誘導蛍光強化を利用して、一度に1つのαシヌクレインモノマーの安定した局所構造を同定する

Using spectroscopic rulers to track multiple conformations of single biomolecules and their dynamics have revolutionized the understanding of structural ...