< p class = "jove_title" >1. تنقية البروتين
- تحلل الخلايا واستخراج البروتين
- قم بإعداد مخزن مؤقت للاستخراج 1.5x بناء على الجدول 1. قم بالتصفية والتخزين عند 4 درجات مئوية.
- ابدأ في إذابة كريات الخلية على الجليد. أثناء ذوبان الكريات ، استكمل 100 مل من محلول الاستخراج مع 1.2 ملي مولار ديثيوثريتول (DTT) ، و 5 ميكروغرام / مل ليوببتين ، و 0.5 ميكرومتر من فلوريد فينيل ميثيل سلفونيل (PMSF) ، وقرصين مثبطات للبروتياز. ابق على الجليد.
- بمجرد ذوبان الحبيبات ، أضف 1 مل من مخزن الاستخراج المكمل لكل 10 مل من زراعة الخلايا. فمثلا, إذا تشكلت كريات الخلية من 500 مل من زراعة الخلايا, ثم أضف 50 مل من المخزن المؤقت للاستخراج المكمل إلى الحبيبات.
- قم بتقطيع حبيبات الخلية مع إبقائها على الجليد. لكل بيليه, استخدم الشروط التالية: 5 ثوان ON, 5 ثوان OFF, مدة 5 دقائق, الطاقة 4-5.
- اجمع كل المحللات المتجانسة في دورق وأضف ATP (محلول مخزون 0.1 M ؛ درجة الحموضة 7.0) بحيث يكون التركيز النهائي ل ATP 1 مليمتر. يقلب لمدة 15 دقيقة في غرفة باردة. يفصل ATP الميوسين النشط عن الأكتين ، مما يسمح بفصله في خطوة الطرد المركزي التالية. ولذلك، من الضروري الانتقال إلى الخطوة التالية على الفور للتقليل إلى أدنى حد ممكن من استنفاد ATP وإعادة إلزامه بالأكتين.
- جهاز الطرد المركزي المحلل عند 48,000 × جم لمدة ساعة واحدة عند 4 درجات مئوية. أثناء حدوث ذلك ، ابدأ في غسل 1-5 مل من ملاط 50٪ من راتنج التقارب المضاد ل FLAG (للحبيبات المكونة من 1 لتر من الخلايا) مع 100 مل من المحلول الملحي المخزن بالفوسفات (PBS) ، وفقا لتعليمات الشركة المصنعة. على سبيل المثال ، للحصول على 5 مل من الراتنج ، اغسل 10 مل من ملاط 50٪. في خطوة الغسيل النهائية ، أعد تعليق الراتنج ب 1-5 مل من PBS بحجم كاف لإنشاء ملاط بنسبة 50٪.
- بعد الطرد المركزي المحلل ، امزج المادة الطافية مع ملاط الراتنج المغسول والصخور برفق في الغرفة الباردة لمدة 1-4 ساعات. أثناء الانتظار ، قم بعمل المخازن المؤقتة الموضحة في الجدول 1 واحتفظ بها على الجليد.
- إعداد تنقية تقارب FLAG
جهاز - الطرد المركزي للمحلول في الخطوة 1.7 عند 500 × جم لمدة 5 دقائق عند 4 درجات مئوية. سيتم تعبئة الراتنج في الجزء السفلي من الأنبوب. دون إزعاج الراتنج ، قم بإزالة المادة الطافية.
- أعد تعليق الراتنج في 50 مل من العازلة A كما هو مفصل في الجدول 1 وجهاز الطرد المركزي عند 500 × جم لمدة 5 دقائق عند 4 درجات مئوية. دون إزعاج الراتنج ، قم بإزالة المادة الطافية.
- أعد تعليق الراتنج في 50 مل من العازلة B كما هو مفصل في الجدول 1 وجهاز الطرد المركزي عند 500 × جم لمدة 5 دقائق عند 4 درجات مئوية. كرر هذه الخطوة مرة أخرى وأعد تعليق الراتنج في 20 مل من العازلة B. بعد ذلك ، امزج الراتنج والمخزن المؤقت جيدا عن طريق قلب الأنبوب يدويا برفق 10 مرات تقريبا.
- شطف البروتين وتركيزه
- اصنع 30 مل من Elution Buffer كما هو موضح في الجدول 1 واتركه يبرد على الجليد.
- قم بإعداد عمود الشطف في غرفة باردة. صب ملاط الراتنج برفق في العمود. اغسل العمود بأحجام 1-2 عمود من Buffer B حيث يتم تغليف الراتنج في الأسفل ، مع التأكد من عدم جفاف الراتنج.
- قم بتدفق 1 مل من Elution Buffer عبر الراتنج واجمع التدفق في أنبوب سعة 1.5 مل. كرر بحيث يتم جمع 12 ، 1 مل من الكسور.
- في هذه المرحلة ، قم بإجراء اختبار برادفورد الخام على الكسور لتحديد الكسور الأكثر تركيزا نوعيا. على صف واحد من صفيحة 96 بئرا ، ماصة 60 ميكرولتر 1x كاشف برادفورد. عندما يتم جمع الكسور ، امزج 20 ميكرولتر من كل جزء لكل بئر. يشير اللون الأزرق الداكن إلى الكسور الأكثر تركيزا.
- في أنبوب سعة 50 مل ، اجمع البروتين المتبقي عن طريق سحب المخزن المؤقت المتبقي برفق عبر العمود ، لتحرير أي ميوسين متبقي مرتبط بالراتنج في تدفق العمود. سيتم تركيز هذا التدفق في الخطوة التالية. تأكد من تجديد الراتنج بعد ذلك لإعادة استخدامه وتخزينه وفقا لتعليمات الشركة المصنعة.
- قم بتجميع الكسور الثلاثة الأكثر تركيزا وقم بتركيز التدفق بشكل أكبر في أنبوب 50 مل بالإضافة إلى الكسور المتبقية سعة 1 مل باستخدام أنبوب تركيز 100,000 MWCO. قم بتحميل العينة المجمعة على أنبوب التركيز وجهاز الطرد المركزي عند 750 × جم لمدة 15 دقيقة عند 4 درجات مئوية وكرر العملية حتى يتم تركيز كل البروتين المغطى إلى حجم نهائي يبلغ حوالي 0.5-1 مل><.
ملاحظه: يسمح حجم المسام هذا بالاحتفاظ بجزيئات الميوسين ، التي لها كتل عدة أضعاف قطع الوزن الجزيئي. تظل السلاسل الخفيفة مرتبطة بإحكام بالمجالات الحركية خلال هذا المسار الزمني للتركيز ، كما تم التحقق منه من خلال إجراء الرحلان الكهربائي للهلام SDS-PAGE على المنتج النهائي.
- غسيل الكلى والتجميد السريع
- اصنع 2 لتر من عازلة غسيل الكلى ، كما هو موضح في الجدول 1. قم بتحميل العينة في كيس أو غرفة غسيل الكلى وغسيل الكلى طوال الليل في الغرفة الباردة><.
ملاحظه: في حالة M5a-HMM ، بعد غسيل الكلى طوال الليل ، سيكون البروتين نقيا بدرجة كافية لاستخدامه في المقايسات اللاحقة. يمكن إجراء المزيد من خطوات التنقية مثل ترشيح الهلام أو كروماتوغرافيا التبادل الأيوني ، إذا لزم الأمر.
- استعادة الميوسين بعد غسيل الكلى
- بالنسبة إلى M5a-HMM ، اجمع العينة بأكملها بعناية من غرفة غسيل الكلى وجهاز الطرد المركزي عند 4 درجات مئوية لمدة 15 دقيقة عند 49,000 × جم في حالة وجود أي مجاميع غير مرغوب فيها. خذ المادة الطافية.
- تحديد التركيز والتجميد السريع
- لتحديد تركيز المنتج ، قم بقياس الامتصاص باستخدام مقياس الطيف الضوئي بأطوال موجية 260 و 280 و 290 و 320 نانومتر. احسب التركيز بالملغم / مل (جمجم / مل) باستخدام المعادلة 1 ، حيث يمثل A280 الامتصاص عند 280 نانومتر و A320 يمثل الامتصاص عند 320 نانومتر. يمكن تحويل التركيز الناتج بالملغم / مل إلى ميكرومتر من جزيئات الميوسين مع المعادلة 2 ، حيث M هو الوزن الجزيئي للبروتين بأكمله (بما في ذلك السلاسل الثقيلة والسلاسل الخفيفة والفلوروفورات وجميع العلامات).
جملغم / مل = (أ280 - أ320) / ε (1) < / >
جزيئات ميكرو مولار = 1000جمجم / مل / م (2) < br / >
ملاحظه: إذا كان التخفيف ضروريا ، فيجب أن يتم ذلك في مخزن مؤقت عالي القوة الأيونية. يمكن تحديد معامل الانقراض (ε) عن طريق استيراد تسلسل الأحماض الأمينية للبروتين إلى برنامج مثل ExPASy. يبلغ العائد النموذجي ل M5a-HMM حوالي 0.5-1 مل من 1-5 مجم / مل من البروتين. كان معامل الانقراض ل M5a-HMM المستخدم في هذه الورقة 0.671.
- قم بتخزين الميوسين المنقى بإحدى الطريقتين. قم بنقل ما بين 10-20 ميكرولتر في أنبوب رقيق الجدران ، مثل أنبوب تفاعل سلسلة البلمرة ، وقم بإسقاط الأنبوب في وعاء من النيتروجين السائل للتجميد السريع. بدلا من ذلك ، قم مباشرة بإدخال ما بين 20-25 ميكرولتر من الميوسين في النيتروجين السائل وتخزين حبات البروتين المجمدة في أنابيب مبردة معقمة. في كلتا الحالتين ، يمكن تخزين الأنابيب الناتجة في -80 درجة مئوية أو النيتروجين السائل للاستخدام في المستقبل><.
ملاحظه: نظرا لأن مقايسة الحركة الموضحة أدناه تتطلب كميات صغيرة جدا من البروتين ، فإن التخزين في حصص صغيرة ، كما هو موضح ، اقتصادي.
2. فحص TIRF أحادي الجزيء
- إعداد الغطاء
- قسم مسحوق المرق إلى 10 مجم من الحصص (في أنابيب 1.5 مل) من ميثوكسي-بيج-سيلان (mPEG) و 10 ملغ من البيوتين-بيج-سيلان (bPEG). يحفظ في درجة حرارة -20 درجة مئوية في وعاء محكم الغلق وخالي من الرطوبة ويستخدم في غضون 6 أشهر.
- قم بتحميل ثمانية أغطية مربعة بسمك 1.5H (عالية الدقة) مقاس 22 مم على رف واغسلها ب 2-5 مل من الإيثانول 200 متبوعا ب 2-5 مل من الماء المقطر. كرر خطوة الغسيل هذه ، وتنتهي بالماء. بعد ذلك ، جفف الأغطية تماما باستخدام خط هواء أو N2 وتنظيف البلازما بالأرجون لمدة 3 دقائق.
- ضع الغطاء النظيف على ورق ترشيح (90 مم) في طبق زراعة المناديل (100 × 20 مم) واحتضانه في فرن 70 درجة مئوية أثناء تنفيذ الخطوات التالية.
ملاحظة: يمكن استبدال تنظيف البلازما بطرق تنظيف كيميائية أخرى.
- قم بإعداد محلول الإيثانول بنسبة 80٪ مع dH2O واضبط الرقم الهيدروجيني على 2.0 باستخدام حمض الهيدروكلوريك ، أضف 1 مل من هذا إلى 10 مجم من mPEG و 1 مل إلى 10 مجم من bPEG. دوامة لتذوب ، والتي يجب ألا تستغرق أكثر من 30 ثانية.
- خذ 100 ميكرولتر من محلول bPEG وأضف 900 ميكرولتر من 80٪ إيثانول (درجة الحموضة 2.0). هذا المحلول هو 1 مجم / مل bPEG. ثم قم بعمل محلول لكل من PEGs على النحو التالي ، واخلطه جيدا.
- 200 ميكرولتر من 10 مجم / مل mPEG (التركيز النهائي: 2 مجم / مل).
- 10 ميكرولتر من 1 مجم / مل bPEG (التركيز النهائي: 10 ميكروغرام / مل).
- 790 ميكرولتر من محلول الإيثانول بنسبة 80٪ (درجة الحموضة 2.0).
- أخرج الغطية من الفرن. قم بتوزيع 100 ميكرولتر من محلول PEG بعناية على مركز كل غطاء ، مع التأكد من أن السطح العلوي فقط مبلل. ثم ضع الزلات مرة أخرى في الفرن واحتضنها لمدة 20 إلى 30 دقيقة.
- عندما تبدأ الأغطية في اتخاذ مظهر ثقبي ، مع ظهور دوائر صغيرة عبر السطح ، أخرجها من الفرن.
- اغسل كل غطاء بالإيثانول بنسبة 100٪ ، وجففه بخط هواء ، ثم ضعه في الفرن مرة أخرى. احتضان فقط للوقت اللازم لإنشاء الغرف في الخطوة 2.
- تحضير الغرفة
- قم بتنظيف شريحة المجهر لاستخدامها في صنع الغرفة. قطع قطعتين من الشريط على الوجهين ، بطول 2 سم تقريبا.
- ضع قطعة واحدة على طول منتصف الحافة الطويلة لشريحة المجهر. تأكد من محاذاة حافة الشريط مع حافة الشريحة. ضع القطعة الثانية من الشريط حوالي 2 مم أسفل القطعة الأولى من الشريط بحيث يكون الاثنان متوازيين ومحاذاة.
- خذ إحدى أغطية الوظيفة من الفرن (تم إنشاؤها في 2.1). قم بلصق الغطاء بعناية على الشريط بحيث يكون الجانب المطلي ب PEG متجها لأسفل ويقوم باتصال مباشر بالشريط ، كما هو موضح في الشكل 1. باستخدام طرف الماصة، اضغط برفق على واجهة الشريط المنزلق للتأكد من أن الغطاء قد التصاق بشكل صحيح بالشريحة.
- قطع الشريط الزائد المعلق فوق الشريحة بشفرة حلاقة. يمكن استخدام هذه الغرف على الفور أو وضعها بشكل زوجي في أنبوب سعة 50 مل وتخزينها في فريزر -80 درجة مئوية للاستخدام في المستقبل. من المهم تخزينها على الفور وإلا سيتحلل السطح.
- إجراء فحص الفحص المجهري myosin 5a TIRF
- قم بإعداد حلول مقايسة الحركة المقلوبة الميوسين 5a الموضحة في الجدول 2 واحتفظ بها على الجليد.
- اغسل الغرفة ب 10 ميكرولتر من 50 ملي ميغابايت مع 1 ملي مولار DTT.
- تدفق في 10 ميكرولتر من 1 مجم / مل BSA في 50 ملي ميجابايت مع 1 ملي مولار DTT. كرر هذا الغسيل مرتين أخريين وانتظر لمدة دقيقة واحدة بعد الغسيل الثالث. استخدم زاوية المناديل الورقية أو ورق الترشيح لفتيل المحلول عبر القناة.
- يغسل ب 10 ميكرولتر من 50 ملي ميجابايت مع 1 ملي مولار DTT. كرر هذا الغسيل مرتين أخريين.
- تدفق في 10 ميكرولتر من محلول NeutrAvidin في 50 ملي ميغابايت مع 1 ملي مولار DTT وانتظر لمدة 1 دقيقة.
- يغسل ب 10 ميكرولتر من 50 ملي ميجابايت مع 1 ملي مولار DTT. كرر هذا الغسيل مرتين أخريين.
- تدفق في 10 ميكرولتر من الرودامين أكتين البيوتينيل (bRh-Actin) الذي يحتوي على 1 ملي مولار DTT في 50 ملي ميغابايت وانتظر لمدة 1 دقيقة. في هذه الخطوة، استخدم طرف ماصة كبير الملل وتجنب سحب العينات لأعلى ولأسفل لتقليل قص خيوط الأكتين الفلورية لضمان إمكانية ربط خيوط الأكتين الطويلة بالسطح (20-30 ميكرومتر أو أكثر). البديل الفعال هو قطع مخروط طرف الماصة القياسي (بفتحة ≈1-1.5 مم).
- يغسل ب 10 ميكرولتر من 50 ملي ميجابايت مع 1 ملي مولار DTT. كرر هذا الغسيل مرتين أخريين.
- قم بالتدفق في 30 ميكرولتر من المخزن المؤقت النهائي مع إضافة 10 نانومتر ميوسين 5 أ ، ثم قم بالتحميل على الفور على مجهر TIRF وقم بالتسجيل بعد العثور على التركيز الأمثل لطريقة التصوير TIRF. أوقات التعرض بين 100-200 مللي ثانية مناسبة لطاقة ليزر 1.4 ميجاوات للأكتين والميوسين المسمى GFP. وقت الاستحواذ المناسب لتحليل السرعة هو 3 دقائق.
< p class = "jove_content" >
الجدول 1: المخازن المؤقتة المستخدمة في تنقية البروتين.
اسم المخزن المؤقت
تكوين
الخطوة (الخطوات) المستخدمة
التعليقات
M5a المخزن المؤقت للاستخراج
0.3 م كلوريد الصوديوم
1.1
استمر في الجليد.
15 ملي مولار ماسح ، درجة الحموضة 7.2
15 ملي ملغم كلوريد
2
1.5 ملي مولار EGTA
4.5 ملي NaN
3
Buffer A
0.5 م كلوريد الصوديوم
2.2
استمر في وضع الجليد.
10 ملي مولار ماسح ، درجة الحموضة 7.2
0.1 ملي مولار EGTA
3 ملي NaN
3
1 ملي متر ATP
1 ملي DTT
5 ملي مللي كلوريد
2
Buffer B
0.5 م كلوريد الصوديوم
2.3
استمر في الجليد.
10 ملي مولار ماسح ، درجة الحموضة 7.2
0.1 ملي مولار EGTA
3 ملي NaN
3
1 ملي DTT
Elution Buffer
0.5 م كلوريد الصوديوم
3.1
ابق على الجليد.
0.5 مجم / مل ببتيد FLAG
10 ملي مولار ماسح ، درجة الحموضة 7.2
0.1 ملي مولار EGTA
3 ملي NaN
3
الرقم الهيدروجيني 7.2
M5a عازلة غسيل الكلى
500 ملي كيلوسيلتر
4.1
استخدم dH
2O البارد لرفع مستوى الصوت.
10 ملي ملغ كلوريد
2
10 ملي مولار ماسح ، درجة الحموضة 7.2
0.1 ملي مولار EGTA
1 ملي DTT
الجدول 2: المخازن المؤقتة المستخدمة في اختبار TIRF.
اسم المخزن المؤقت
تكوين
الخطوة (الخطوات) المستخدمة
التعليقات
4X المخزن المؤقت للحركة (4X MB)
80 ملي مولار ماسح للمعادن، الرقم الهيدروجيني 7.2
قم بتصفية الفراغ وتخزينها في 4 درجات مئوية
20 ملي ملغ كلوريد
2
0.4 ملي مولار EGTA
الرقم الهيدروجيني 7.4
50 ملي مولار عازلة حركة الملح (50 ملي ميغابايت)
25٪ حجم/حجم 4X ميجابايت
قم بتصفية الفراغ وتخزينها في 4 درجات مئوية
50 ملي كيلوسيل
ارفع إلى مستوى الصوت باستخدام dH
2O
150 ملي مولار عازلة حركة الملح (150 ملي ميجابايت)
قم بفلتر الفراغ وتخزينه في 4 درجات مئوية
الميوسين
انظر وصفة "العازلة النهائية"
ابق على الجليد.
2 مجم / مل نيوترأفيدين
2 مجم / مل نيوترأفيدين
3.5
استمر في الجليد.
1 ملي DTT
تمييع في 50 ملي ميغابايت
1 مجم / مل من ألبومين مصل الأبقار (BSA)
1 مجم / مل BSA
3.3
استمر في الجليد.
1 ملي DTT
تمييع في 50 ملي ميغابايت
200 نانومتر من الرودامين والفالويد الحيوي F-actin (bRh-Actin)
200 نانومتر من الرودامين والفالودين الحيوي F-actin
3.7
تجنب القص عن طريق عدم الدوامة أو سحب العينات لأعلى ولأسفل. للخلط ، اقلبها برفق.
1 ملي DTT
تمييع في 50 ملي ميغابايت
ميجابايت مع DTT
50 ملي DTT
3.2 ، 3.4 ، 3.6 ، 3.8
استمر في وضع الجليد.
تمييع في 50 ملي ميغابايت
المخزن المؤقت النهائي
50 ملي كيلوسيل
3.9
أضف الجلوكوز وأوكسيداز الجلوكوز والكاتالاز مباشرة قبل إجراء التجربة. ابق على الجليد.
20 ملي مولار ماسح ، درجة الحموضة 7.2
5 ملي مللي كلوريد
2
0.1 ملي مولار EGTA
1 ملي متر ATP
50 ملي DTT
1 ميكرومتر كالمودولين
2.5 مجم / مل جلوكوز
100 ميكروغرام / مل جلوكوز أوكسيديز
40 ميكروغرام / مل كاتالاز
10 نانومتر ميوسين