Name: purification of a high molecular mass protein in streptococcus mutans
Uploaded: 2019-09-14T14:00:00
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Diese Arbeit wurde von der Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) (Grant-Nummern 16K15860 und 19K10471 bis T. M., 17K12032 bis M. I., und 18K09926 an N. H.) und der SECOM Science and Technology Foundation (SECOM) (Grant-Nummer 2018.09.10 Nr. 1) unterstützt.

HINWEIS: Die Generierung von S. mutans -gtfC, bei der der gesamte Kodierungsbereich des gtfC-Gens durch spcr ersetzt wird, muss vor der Ausführung dieser Protokolle abgeschlossen werden. Weitere Informationen zu Generation5finden Sie im veröffentlichten Artikel .
1. Primer-Design
<ol><li>
Bereiten Sie Primer für den Bau von S. mutans His-gtfC. HINWEIS:</str...

<ol>
	<li>Sambrook, J., Russell, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Molecular Cloning: A Laboratory Manual 3rd Edition. , (2001).</li><li>Murata, T., Ishikawa, M., Shibuya, K., Hanada, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Method+for+functional+analysis+of+a+gene+of+interest+in+Streptococcus+mutans:+gene+disruption+followed+by+purification+of+a+polyhistidine-tagged+gene+product.">Method for functional analysis of a gene of interest in Streptococcus mutans: gene disruption followed by purification of a polyhistidine-tagged gene product.</a> Journal of Microbiological Methods. 155, 49-54 (2018).</li><li>Horton, R. M., Cai, Z., Ho, S. M., Pease, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gene+splicing+by+overlap+extension:+tailor-made+genes+using+the+polymerase+chain+reaction.">Gene splicing by overlap extension: tailor-made genes using the polymerase chain reaction.</a> Biotechniques. 54 (3), 129-133 (2013).</li><li>Murata, T., Hanada, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contribution+of+chloride+channel+permease+to+fluoride+resistance+in+Streptococcus+mutans.">Contribution of chloride channel permease to fluoride resistance in Streptococcus mutans.</a> FEMS Microbiology Letters. 363 (11), 101 (2016).</li><li>Murata, T., Okada, A., Matin, K., Hanada, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+a+gene-disrupted+Streptococcus+mutans+strain+without+gene+cloning.">Generation of a gene-disrupted Streptococcus mutans strain without gene cloning.</a> Journal of Visualized Experiments. (128), (2017).</li><li>Hanada, N., Kuramitsu, H. K. <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+the+Streptococcus+mutansgtfC+gene,+coding+for+synthesis+of+both+soluble+and+insoluble+glucans.">Isolation and characterization of the Streptococcus mutansgtfC gene, coding for synthesis of both soluble and insoluble glucans.</a> Infection and Immunity. 56 (8), 1999-2005 (1988).</li><li>LeBlanc, D. J., Lee, L. N., Inamine, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cloning+and+nucleotide+base+sequence+analysis+of+a+spectinomycin+adenyltransferase+AAD(9)+determinant+from+Enterococcus+faecalis.">Cloning and nucleotide base sequence analysis of a spectinomycin adenyltransferase AAD(9) determinant from Enterococcus faecalis.</a> Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 35 (9), 1804-1810 (1991).</li><li>Lorenz, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymerase+chain+reaction:+basic+protocol+plus+troubleshooting+and+optimization+strategies.">Polymerase chain reaction: basic protocol plus troubleshooting and optimization strategies.</a> Journal of Visualized Experiments. (63), e3998 (2012).</li><li>Database, J. S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PCR:+The+Polymerase+Chain+Reaction.">PCR: The Polymerase Chain Reaction.</a> Journal of Visualized Experiments. , (2019).</li><li>Database, J. S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+Gel+Electrophoresis.">DNA Gel Electrophoresis.</a> Journal of Visualized Experiments. , (2019).</li><li>Database, J. S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gel+Purification.">Gel Purification.</a> Journal of Visualized Experiments. , (2019).</li><li>Wingfield, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+precipitation+using+ammonium+sulfate.">Protein precipitation using ammonium sulfate.</a> Current Protocols in Protein Science. 84 (1), (2016).</li><li>Database, J. S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Separating+Protein+with+SDS-PAGE.">Separating Protein with SDS-PAGE.</a> Journal of Visualized Experiments. , (2019).</li><li>Database, J. S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Western+Blot.">The Western Blot.</a> Journal of Visualized Experiments. , (2019).</li><li>Smith, P. 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=Measurement+of+protein+using+bicinchoninic+acid.">Measurement of protein using bicinchoninic acid.</a> Analytical Biochemistry. 150 (1), 76-85 (1985).</li><li>Perry, D., Wondrack, L. M., Kuramitsu, H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+transformation+of+putative+cariogenic+properties+in+Streptococcus+mutans.">Genetic transformation of putative cariogenic properties in Streptococcus mutans.</a> Infection and Immunology. 41 (2), 722-727 (1983).</li><li>Lau, P. C., Sung, C. K., Lee, J. H., Morrison, D. A., Cvitkovitch, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PCR+ligation+mutagenesis+in+transformable+streptococci:+application+and+efficiency.">PCR ligation mutagenesis in transformable streptococci: application and efficiency.</a> Journal of Microbiological Methods. 49 (2), 193-205 (2002).</li><li>Ge, X., Xu, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome-wide+gene+deletions+in+Streptococcus+sanguinis+by+high+throughput+PCR.">Genome-wide gene deletions in Streptococcus sanguinis by high throughput PCR.</a> Journal of Visualized Experiments. (69), (2012).</li></ol>

Das Design von Primern ist der kritischste Schritt im Protokoll. Die Sequenzen der gtfC-reverse und spcr-forward Primer wurden automatisch bestimmt, basierend auf den Sequenzen sowohl des 3-Zoll-Endbereichs von gtfC als auch des 5-Zoll-Endbereichs von spcr. Jeder Primer enthält 24 komplementäre Basen, die einen GS-Linker und eine His-Tag-Codierungssequenz in ihren 5' Regionen kodieren. Eine Störung der nativen regulatorischen Sequenzen in den vorgelagerten Flan...

Die Analyse der Funktion eines Gens beinhaltet in der Regel den Vergleich von phänotypischen Merkmalen wildartigen Stämmen mit Stämmen, in denen das Gen von Interesse gestört wurde. Sobald der gengestörte Stamm produziert ist, ermöglicht die exogene Zugabe des Genprodukts eine funktionelle Wiederherstellung.
Die häufigste Methode zur Gewinnung gereinigter Genprodukte, die für nachfolgende Restaurationstests erforderlich sind, ist die Durchführung einer heterologen Expression bei Escherichia coli1. Allerdings ist die Expression von Membranproteinen oder proteinen mit hoher molekularer Masse mit diesem System oft schwierig1. In diesen Fällen wird das Zielprotein in der Regel aus den Zellen isoliert, die das Protein nativ durch eine komplexe Reihe von Schritten synthetisieren, was zum Verlust des Genprodukts führen kann. Um diese Probleme zu überwinden, wurde ein einfaches Verfahren für die Genproduktreinigung nach einer Genstörungsmethode2, PCR-basierte DNA-Spleißmethode3 (als zweistufige Fusion PCR bezeichnet) und Elektroporation für genetische Transformation in Streptococcus mutans. Die Zugabe eines Polyhistidin-Tags (His-tag) zum C-Terminus des Genprodukts erleichtert seine Reinigung durch immobilisierte Metallaffinitätschromatographie (IMAC).
Um den His-tag-exezierenden Stamm zu isolieren, wird die gesamte genomische DNA des Gens von Interesse (in diesem His-Tag-exezierenden Gen-disrupted Stamm) durch ein antibiotikaresistentes Markergen ersetzt. Das Verfahren zur Erzeugung des His-tag-exzierenden Stammes ist fast identisch mit dem Verfahren zur Erzeugung eines gengestörten Stammes, wie zuvorbeschrieben 4,5. Daher sollten die Methoden zur Genstörung und Genproduktisolation als serielle Experimente für die funktionelle Analyse durchgeführt werden.
In der vorliegenden Arbeit wird eine Polyhistidin-Kodierungssequenz am 3-Zoll-Ende des gtfC-Gens (GenBank locus tag SMU_1005) angebracht, die Glucosyltransferase-SI (GTF-SI) in S. mutans6kodiert. Dann wurden Expressionsstudien an einer Streptokokkenart durchgeführt. Die Erzielung einer heterologen gtfC-Expression durch E. coli ist schwierig, wahrscheinlich aufgrund der hohen molekularen Masse von GTF-SI. Diese Sorte heißt S. mutans His-gtfC. Eine schematische Abbildung, die die Organisation der gtfC- und Spectinomycin-Resistenz-Genkassette (spcr)7 loci in Wildtyp S. mutans (S. mutans WT) und deren Derivaten darstellt, ist in Abbildung 1. Der GTF-SI ist ein sekretores Protein, das zur Entwicklung des karogenen Dentalbiofilms6beiträgt. Unter der Anwesenheit von Saccharose wird ein anhaftender Biofilm auf einer glatten Glasoberfläche in WT S. Mutans Stamm, aber nicht in der S. mutans gtfC-disrupted Stamm (S. mutans 'gtfC)2,5 . Die Biofilmbildung wird in S. mutans -gtfC nach exogener Zugabe des rekombinanten GTF-SI wiederhergestellt. Die Sorte, S. mutans His-gtfC, wird dann verwendet, um den rekombinanten GTF-SI zuproduzieren.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Agarose</td>
			<td>Nippon Genetics</td>
			<td>NE-AG02</td>
			<td>For agarose gel electrophoresis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anaeropack</td>
			<td>Mitsubishi Gas Chemical</td>
			<td>A-03</td>
			<td>Anaerobic culture system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-His-Tag monoclonal antibody</td>
			<td>MBL</td>
			<td>D291-7</td>
			<td>HRP-conjugated</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BCA protein assay kit</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>23227</td>
			<td>Measurement of protein concentration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Brain heart infusion broth</td>
			<td>Becton, Dickinson</td>
			<td>237500</td>
			<td>Bacterial culture medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CBB R-250</td>
			<td>Wako</td>
			<td>031-17922</td>
			<td>For biofilm staining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifugal ultrafiltration unit</td>
			<td>Sartorius</td>
			<td>VS2032</td>
			<td>Buffer replacement and protein concentration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Kubota</td>
			<td>7780II</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chromatographic column</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>7321010</td>
			<td>For IMAC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dialysis membrane clamp</td>
			<td>Fisher brand</td>
			<td>21-153-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dialysis tubing</td>
			<td>As One</td>
			<td>2-316-06</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNA polymerase</td>
			<td>Takara</td>
			<td>R045A</td>
			<td>High-fidelity DNA polymerase</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNA sequencing</td>
			<td>Eurofins Genomics</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ECL substrate</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>170-5060</td>
			<td>For western blotting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA (0.5 M pH 8.0)</td>
			<td>Wako</td>
			<td>311-90075</td>
			<td>Tris-EDTA buffer preparation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electroporation cuvette</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>1652086</td>
			<td>0.2 cm gap</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electroporator</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>1652100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EtBr solution</td>
			<td>Nippon Gene</td>
			<td>315-90051</td>
			<td>For agarose gel electrophoresis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gel band cutter</td>
			<td>Nippon Genetics</td>
			<td>FG-830</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gel extraction kit</td>
			<td>Nippon Genetics</td>
			<td>FG-91202</td>
			<td>DNA extraction from agarose gel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Imager</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td>29083461</td>
			<td>For SDS-PAGE and western blotting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Imidazole</td>
			<td>Wako</td>
			<td>095-00015</td>
			<td>Binding buffer and elution buffer preparation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Incubator</td>
			<td>Nippon Medical &#38; Chemical Instruments</td>
			<td>EZ-022</td>
			<td>Temperature setting: 4 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Incubator</td>
			<td>Nippon Medical &#38; Chemical Instruments</td>
			<td>LH-100-RDS</td>
			<td>Temperature setting: 37 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Membrane filter</td>
			<td>Merck Millipore</td>
			<td>JGWP04700</td>
			<td>0.2 &#181;m diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge</td>
			<td>Kubota</td>
			<td>3740</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>Wako</td>
			<td>191-01665</td>
			<td>Preparation of binding buffer and elution buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaH2PO4&#183;2H2O</td>
			<td>Wako</td>
			<td>192-02815</td>
			<td>Preparation of binding buffer and elution buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaOH</td>
			<td>Wako</td>
			<td>198-13765</td>
			<td>Preparation of binding buffer and elution buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>(NH4)2SO4</td>
			<td>Wako</td>
			<td>015-06737</td>
			<td>Ammonium sulfate precipitation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ni-charged resin</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>1560133</td>
			<td>For IMAC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PCR primers</td>
			<td>Eurofins Genomics</td>
			<td>Custom-ordered</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protein standard</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>161-0381</td>
			<td>For SDS-PAGE and western blotting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solvent filtration apparatus</td>
			<td>As One</td>
			<td>FH-1G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectinomycin</td>
			<td>Wako</td>
			<td>195-11531</td>
			<td>Antibiotics; use at 100 &#956;g/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile syringe filter</td>
			<td>Merckmillipore</td>
			<td>SLGV004SL</td>
			<td>0.22 &#181;m diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Streptococus mutans &#916;gtfC</td>
			<td>Stock strain in the lab.</td>
			<td></td>
			<td>gtfC replaced with spcr</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Streptococus mutans UA159</td>
			<td>Stock strain in the lab.</td>
			<td></td>
			<td>S. mutans ATCC 700610, Wild-type strain</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td>Wako</td>
			<td>196-00015</td>
			<td>For biofilm development</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TAE (50 &#215; )</td>
			<td>Nippon Gene</td>
			<td>313-90035</td>
			<td>For agarose gel electrophoresis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermal cycler</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>PTC-200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris-HCl (1 M, pH 8.0)</td>
			<td>Wako</td>
			<td>314-90065</td>
			<td>Tris-EDTA buffer preparation</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

purification of a high molecular mass protein in streptococcus mutans

Die Aufklärung der Funktion eines Gens beinhaltet in der Regel den Vergleich von phänotypischen Merkmalen von Wildstämmen und Stämmen, bei denen das Gen von Interesse gestört wurde. Funktionsverlust nach Einer-Störung wird anschließend durch exogene Zugabe des Produkts des gestörten Gens wiederhergestellt. Dies hilft, die Funktion des Gens zu bestimmen. Eine zuvor beschriebene Methode beinhaltet die Erzeugung eines gtfC-Gen-gestörten Streptococcus-Mutans-Stamms. Hier wird eine anspruchslose Methode zur Reinigung des gtfC-Genprodukts aus dem neu erzeugten S. mutans Stamm nach der Genstörung beschrieben. Es beinhaltet die Zugabe einer Polyhistidin-kodierenden Sequenz am 3-Zoll-Ende des Gens von Interesse, die eine einfache Reinigung des Genprodukts mittels immobilisierter Metallaffinitätschromatographie ermöglicht. Für die genetische Veränderung dieser Methode sind keine anderen enzymatischen Reaktionen als PCR erforderlich. Die Wiederherstellung des Genprodukts durch exogene Addition nach Genstörungen ist eine effiziente Methode zur Bestimmung der Genfunktion, die auch an verschiedene Arten angepasst werden kann.

Abbildung 3 zeigt die Größe jedes Amplicons aus der ersten PCR (Abbildung 3A) und der zweiten PCR (Abbildung 3B). Die Größe jedes Amplicons entsprach der vorhergesagten Größe, wie in Tabelle 1beschrieben. Abbildung 4A zeigt S. Mutane-Kolonien, die mit dem zweiten PCR-Produkt transformiert und auf den BHI-Agarplatten mit Spektinomycin platt...

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Purification of a High Molecular Mass Protein in Streptococcus mutans

Beschrieben hier ist eine einfache Methode zur Reinigung eines Genprodukts in Streptococcus mutans. Diese Technik kann bei der Reinigung von Proteinen, insbesondere Membranproteinen und Proteinen mit hoher Molekularmasse, von Vorteil sein und kann mit verschiedenen anderen Bakterienarten verwendet werden.

Reinigung eines hochmolekularen Proteins in Streptococcus mutans

Elucidation of a gene&#39;s function typically involves comparison of phenotypic traits of wild-type strains and strains in which the gene of interest has ...

Diese Methode kann helfen, wichtige Fragen im Bereich der Mikrobiologie zu beantworten, wie z. B. wie ein Genprodukt, das in E.Coli schwer auszudrücken ist, reinigt. Die Hauptvorteile dieser Technik sind, dass keine enzymatische Reaktion, außer PCR, der Träger ist und gängige Anwendungen für die Proteinreinigung verwendet werden können. Obwohl diese Methode Einblick in die Proteinreinigung bei Streptokokken-Mutanen geben kann, kann sie auch auf andere Mikrobiota-Arten hingewiesen werden.Demonstriert wird das Verfahren von Dr.Mamiko Yamashita, einem Grad-Studenten aus unserem Labor. Nach Primer-Design und genomischer DNA-Extraktion von Streptococcus-Mutanen führen Sie die erste PCR mit den wilden Streptokokkenmutans und GFC-gestörten Streptokokken-Mutans-Genomals als PCR-Vorlagen durch. Verstärken Sie die Regionen, die den nachgelagerten Teil des gtfC-Gens beherbergen, und diejenigen, die das Spectinomycin-Resistenzgen beherbergen, mit dem vorbereiteten gtfC-Forward- und Reverse-Primer und spc r-forward und reverse primer.Dann elektrophorese jedes PCR-Produkt auf 1%Agarose-Gel. Verwenden Sie einen Gelbandschneider, um die gewünschten DNA-Fragmente von ca. 1.000 Basenpaaren und 2.000 Basenpaaren aus dem Gel in Mikrozentrifugenröhren zu verbrauchen. Fügen Sie 500 Mikroliter Löslichkeitspuffer in jede Röhre und inkubieren Sie sie für 10 Minuten bei 56 Grad Celsius, um die Gelscheiben aufzulösen.Reinigen Sie die Fragmente mit Derilica-Membran-basierten Gelextraktionsmethode. Führen Sie eine zweite PCR mit den Produkten der ersten PCR als PCR-Vorlagen mit den verschachtelten Vorwärts- und Verschachtelungs-Reverse-Primern aus. Wenn das zweite PCR-Produkt nicht durch Elektrophorese bestätigt werden kann, sollte ein weiteres verschachteltes Primerpaar entworfen werden.elektrophorese fünf Mikroliter der PCR-Mischung auf dem Agarose-Gel. Bestätigen Sie die Erzeugung des entsprechenden Amplicons von ca. 3.000 Basenpaaren durch Ethidiumbromid-Gel-Färbungsbild und gehen Sie entsprechend dem Manuskript vor. Mischen Sie nun fünf Mikroliter des konzentrierten zweiten PCR-Produkts in das 50-Mikroliter-Aloquot eiskalter, kompetenter Streptokokken-Mutanzellen, die zuvor eingefroren wurden.Fügen Sie das Gemisch in eine Elektroporationsküvette und legen Sie die Küvette in die Küvettenkammer des Elektroporationsapparates. Geben Sie den Zellen einen einzigen elektrischen Impuls von 1,8 Kilovolt, 600 Ohm und 10 Mikrofaraden für 2,5 Millisekunden. Fügen Sie 500 Mikroliter Hirn-Herz-Infusionsbrühe in die Küvette.10 bis 100 Mikroliter der Suspension sofort auf Hirn-Herz-Infusionsschneckenplatten, die Spectinomycin enthalten, verteilen. Bebrüte die Teller zwei bis sechs Tage bei 37 Grad Celsius, bis die Kolonien ausreichend gewachsen sind, um abgeholt zu werden. Nach der Generierung von Streptococcus Mutans Polyhistidin Codierung Sequenz enthalten Stamm und über Nacht Impfung ohne Spektinomycin nach dem Manuskript, Zentrifugieren Sie die bakterielle Kultur Suspension für 20 Minuten bei 10 000 mal g bei vier Grad Celsius.Übertragen Sie den Kulturüberstand in einen Dreiliter-Glasbecher. Um die Proteine aus dem Kulturüberstand zu konzentrieren, legen Sie den Zweiliter-Überstand auf einen magnetischen Rührer und beginnen Sie kräftig zu rühren. 1, 122 Gramm Ammoniumsulfat hinzufügen und den Niederschlag bei vier Grad Celsius über einen Zeitraum von vier Stunden oder über Nacht mit kräftigem Rühren bilden lassen. nächster.Zentrifugieren Sie die ammoniumsulfat-ausgefällte Lösung bei 15.000 mal g für 20 Minuten bei vier Grad Celsius. Dekant den Überstand. Mit einem Spachtel den Niederschlag einsammeln und in ein 200-Milliliter-Glasbecher überführen.Die Pellets in 35 Milliliter Bindungspuffer wieder aufhängen. Dann übertragen Sie jeweils ca. 25 Milliliter der Suspension in einen regenerierten Zellulosedialyseschlauch. Legen Sie die Dialyseschläuche in 2,5 Liter des Rührbindepuffers auf einen Rührer bei vier Grad Celsius, um die Suspension zu dialysieren.Ersetzen Sie die Dialyselösung nach zwei Stunden und setzen Sie die Dialyse über Nacht fort. Als nächstes die dialysierte Suspension von den Schläuchen auf Zentrifugenrohre übertragen und die Rohre in der Zentrifuge bei 20.000 mal g für 10 Minuten bei vier Grad Celsius platzieren. Mit Abschnittsfiltrationsanlagen den Überstand über einen 0,2-Mikrometer-Membranfilter zum Filtern gießen.Übertragen Sie das Filtrat in einen 75-Milliliter-Kolben. Um die mit Polyhistidin markierte gtfSI aus der filtrierten Suspension zu fraktionieren, bereiten Sie zunächst eine immobilisierte Metallaffinitätschromatographie vor. Nachdem Sie das Harz gemäß dem Manuskript ausgeglichen haben, schließen Sie den Hoffman-Pinch-Hahn.Fügen Sie fünf Milliliter der gefilterten Suspension in die Säule ein, um eine Gülle zu bilden. Dann die gesamte Gülle auf die verbleibende gefilterte Suspension geben und die Mischung 30 Minuten bei vier Grad Celsius sanft wirbeln. Laden Sie die Mischung wieder in die Spalte.Öffnen Sie den Hoffman Pinch Hahn, um die Suspension durch den Schwerkraftfluss zu entfernen. Waschen Sie das IMAC-Harz mit 20 Milliliter Bindungspuffer und dann 20 Milliliter Elutionspuffer, um den rekombinanten gtfSI zu erhalten. Danach das Eluat in ein zentrifugales Ultrafiltrationsrohr laden und die Lösung bei 2.000 mal g für ein bis fünf Minuten zentrifugieren, um die Lösung zu konzentrieren.Leeren Sie den Filtratbehälter und fügen Sie 15 Milliliter Speicherpuffer in die Röhre ein. Zentrifugieren Sie die Probe erneut und wiederholen Sie den Vorgang zwei weitere Male. Die rekombinante gtfSI-Lösung wird schließlich auf etwa einen Milliliter konzentriert.Das Konzentrat in ein Mikrozentrifugenrohr geben und bei vier Grad Celsius lagern. Fahren Sie mit dem Rest-Funktionswiederherstellungsprotokoll fort. In diesem Protokoll zeigt die Agarose-Gel-Elektrophorese, dass die Größe jedes Amplicons aus der ersten PCR und der zweiten PCR mit der vorhergesagten Größe übereinstimmte.Streptococcus mutans Kolonien wurden mit dem zweiten PCR-Produkt transformiert und auf den Hirn-Herz-Infusionsschneckenplatten mit Spektinomycin plattiert. Colony PCR Produkte laufen auf dem Agarose-Gel zeigt, dass jedes Amplicon von der vorhergesagten Größe war. Protein, das mit immobilisierter Metallaffinitätschromatographie gereinigt wurde, wurde von SDS-PAGE als einzelnes Band beobachtet.Western Blot, der mit dem Antipolyhistidin-Antikörper durchgeführt wurde, bestätigte, dass das beobachtete Band das erwartete Polyhistidin-markierte Protein von 160 Kilodaltonen war. Die saccharoseabgeleitete Biofilmformfähigkeit wurde nur bei Streptokokken-Mutanen vom Wildtyp und Streptococcus-Mutans His-gtfC gesehen, die in Gegenwart von 1%Saccharose einen anhaftenden Biofilm an der Rohrwand bildeten. Dies wurde bei Streptococcus mutans delta gtfC nicht beobachtet.Die Zugabe von 25 Mikrogramm des rekombinanten gtfSI stellte jedoch die anhaftende Biofilmbildungsfähigkeit in Streptococcus mutans delta gtfC wieder her. Da der Erfolg dieser Methode von der zweiten PCR-Verstärkung abhängt, muss das zweite PCR-Produkt durch Elektrophorese bestätigt werden. Bereits jetzt, Histidin-Typ Protein mit dieser Methode erhalten ist auch zu funktionellen Säuren, wie Protein-Protein-Wechselwirkungen.Nach ihrer Entwicklung ebnete diese Technik in Kombination mit Genstörungen den Weg für Forscher auf dem Gebiet der Mikrobiologie, um die Genfunktion zu erforschen.

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Purification of a High Molecular Mass Protein in Streptococcus mutans

Using Bioluminescent Imaging to Investigate Synergism Between Streptococcus pneumoniae and Influenza A Virus in Infant Mice

Using Bioluminescent Imaging to Investigate Synergism Between Streptococcus pneumoniae and Influenza A Virus in Infant Mice

Mit Bioluminescent Imaging, um Synergie von Untersuchen Streptococcus pneumoniae Und Influenza A Virus in Infant Mäuse

During the 1918 influenza virus pandemic, which killed approximately 50 million people worldwide, the majority of fatalities were not the result of ...

Forschung

Immunologie und Infektion

Determination of Molecular Structures of HIV Envelope Glycoproteins using Cryo-Electron Tomography and Automated Sub-tomogram Averaging

Bestimmung von Molekülstrukturen von HIV Hüllglycoproteine ​​mit Cryo-Elektronen-Tomographie und automatisierte Sub-Tomogramm Averaging

Since its discovery nearly 30 years ago, more than 60 million people have been infected with the human immunodeficiency virus (HIV) (www.usaid.gov). The ...

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Live Cell Imaging of Bacillus subtilis and Streptococcus pneumoniae using Automated Time-lapse Microscopy

Live Cell Imaging von Bacillus subtilis Und Streptococcus pneumoniae Verwendung von Automated Zeitraffer-Mikroskopie

During the last few years scientists became increasingly aware that average data obtained from microbial population based experiments are not ...

Total Protein Extraction and 2-D Gel Electrophoresis Methods for Burkholderia Species

Total Protein Extraction and 2-D Gel Electrophoresis Methods for Burkholderia Species

Gesamtproteinextraktion und 2-D Gelelektrophorese-Methoden für<em&gt; Burkholderia</em&gt; Arten

The investigation of  the intracellular protein levels of bacterial species is of importance to  understanding the pathogenic mechanisms of diseases ...

Monitoring Changes in Membrane Polarity, Membrane Integrity, and Intracellular Ion Concentrations in Streptococcus pneumoniae Using Fluorescent Dyes

Monitoring Changes in Membrane Polarity, Membrane Integrity, and Intracellular Ion Concentrations in Streptococcus pneumoniae Using Fluorescent Dyes

Überwachen von Änderungen in Membran-Polarity, Membrane Integrity und intrazelluläre Ionenkonzentrationen in<em&gt; Streptococcus pneumoniae</em&gt; Verwenden von Fluoreszenzfarbstoffen

Membrane depolarization and ion fluxes are events that have been studied extensively in biological systems due to their ability to profoundly impact ...

High Yield Purification of Plasmodium falciparum Merozoites For Use in Opsonizing Antibody Assays

High Yield Purification of Plasmodium falciparum Merozoites For Use in Opsonizing Antibody Assays

High Yield Reinigung von<em&gt; Plasmodium falciparum</em&gt; Merozoiten Zur Verwendung in opsonierende Antikörper-Assays

Plasmodium falciparum merozoite antigens are under development as potential malaria vaccines. One aspect of immunity against malaria is the removal of ...

Non-invasive Imaging of the Innate Immune Response in a Zebrafish Larval Model of Streptococcus iniae Infection

Non-invasive Imaging of the Innate Immune Response in a Zebrafish Larval Model of Streptococcus iniae Infection

Nicht-invasive Bildgebung von der angeborenen Immunantwort in einem Zebrafisch-Larven Modell<em&gt; Streptococcus iniae</em&gt; Infektions

The aquatic pathogen, Streptococcus iniae, is responsible for over 100 million dollars in annual losses for the aquaculture industry and is capable of ...

One-step Negative Chromatographic Purification of Helicobacter pylori Neutrophil-activating Protein Overexpressed in Escherichia coli in Batch Mode

One-step Negative Chromatographic Purification of Helicobacter pylori Neutrophil-activating Protein Overexpressed in Escherichia coli in Batch Mode

Ein-Schritt-Negative chromatographischer Reinigung von<em&gt; Helicobacter pylori</em&gt; Neutrophil-aktivierendes Protein überexprimiert in<em&gt; Escherichia coli</em&gt; Im Batch-Modus

Helicobacter pylori neutrophil-activating protein (HP-NAP) is a major virulence factor of Helicobacter pylori (H. pylori). It plays a critical role in H. ...

RNA Purification from Intracellularly Grown Listeria monocytogenes in Macrophage Cells

RNA Purification from Intracellularly Grown Listeria monocytogenes in Macrophage Cells

RNA-Reinigung aus intrazellulär Grown<em&gt; Listeria monocytogenes</em&gt; In Makrophagenzellen

Analysis of the transcriptome of bacterial pathogens during mammalian infection is a valuable tool for studying genes and factors that mediate infection. ...

A Murine Model of Group B Streptococcus Vaginal Colonization

A Murine Model of Group B Streptococcus Vaginal Colonization

Ein Mausmodell der Gruppe B<em&gt; Streptococcus</em&gt; Vaginal Colonization

Streptococcus agalactiae (group B Streptococcus, GBS), is a Gram-positive, asymptomatic colonizer of the human gastrointestinal tract and vaginal tract of ...