ووصف طريقة لتنقية واسعة النطاق للمجال APP داخل الخلايا (AICD). وصفنا أيضا منهجية للحث في المختبر AICD التجميع والتصور بواسطة المجهر القوة الذرية. الأساليب المذكورة مفيدة لتوصيف البيوكيميائية / الهيكلية للAICD وآثار المحرمين الجزيئية على تجميع لها.
مقالة منهجية
ووصف طريقة لتنقية واسعة النطاق للمجال APP داخل الخلايا (AICD). وصفنا أيضا منهجية للحث في المختبر AICD التجميع والتصور بواسطة المجهر القوة الذرية. الأساليب المذكورة مفيدة لتوصيف البيوكيميائية / الهيكلية للAICD وآثار المحرمين الجزيئية على تجميع لها.
اميلويد السلائف البروتين (APP) هو نوع من البروتين عبر الغشاء I المرتبطة التسبب في مرض الزهايمر (AD). ويتميز APP بواسطة ملك خارج الخلية الكبيرة ومجال عصاري خلوي يسمى قصيرة المجال APP داخل الخلايا (AICD). خلال النضج من خلال مسار إفرازية، يمكن المشقوق APP بواسطة البروتياز وصف α، β، γ-secretases و1. انشقاق بروتين متسلسلة من APP مع β γ وsecretases-يؤدي إلى إنتاج بروتين الببتيد الصغيرة، ووصف Aβ، وهو amyloidogenic والمكونة الأساسية لويحات خرف. وAICD أيضا تتحرر من الغشاء بعد تجهيز secretase، ومن خلال التفاعل مع Fe65 وTip60، يمكن نقل من لنواة للمشاركة في تنظيم النسخ من الجينات المستهدفة متعددة 2،3. قد البروتين البروتين التفاعلات التي تنطوي على الاتجار تؤثر AICD، وتجهيز، والوظائف الخلوية من هولو-APP والخمسين C-ترمنشظايا آل. لقد أظهرنا مؤخرا التي يمكن الإجمالية في المختبر، وهذه العملية يتم من قبل AICD تحول دون ubiquilin-1 AD-المتورطين كوصي الجزيئية 4. بما يتفق مع هذه النتائج، AICD كشفت المجالات مسعور والمختلين جوهريا في المختبر 5،6، ومع ذلك فإنه يحصل هيكل مستقر الثانوية عندما يتجهون إلى Fe65 7. وقد اقترحنا أن ubiquilin-1 يمنع غير لائق التفاعلات بين وداخل الجزيء من AICD، ومنع تجميع في المختبر وخلايا سليمة في 4. في حين أن معظم الدراسات تركز على دور APP في التسبب في AD، ودور AICD في هذه العملية ليست واضحة. وقد تبين من التعبير للحث على موت الخلايا المبرمج AICD 8، لتعديل مسارات إشارات 9، وتنظيم الكالسيوم مما يشير 10. الإفراط في التعبير عن AICD وFe65 في نموذج الفأر المعدلة وراثيا يؤدي مثل علم الأمراض مرض الزهايمر 11، ومؤخرا تم الكشف عن AICD في البرازيللست] في غرب النشاف من قبل عند استخدام التقنيات المناسبة استرجاع مستضد 12. لتسهيل الدراسات الهيكلية، والكيمياء الحيوية، الفيزياء الحيوية وللAICD، وقد وضعنا الداخلي لإنتاج كميات كبيرة من البروتين recombinantly AICD نقية للغاية. وصفنا طريقة أخرى لإحداث التجميع في المختبر الحراري للAICD والتحليل المجهري القوة الذرية. الأساليب المذكورة مفيدة لتوصيف الكيمياء الحيوية، والفيزياء الحيوية، والهيكلية للAICD وآثار المحرمين الجزيئية على تجميع AICD.
1. التعبير عن المؤتلف المجال APP بين الخلايا (AICD)
2. تنقية GST-AICD
عند هذه النقطة، فمن الأهمية بمكان أن يتم تنفيذ جميع الخطوات في 4 درجات مئوية للحد من التحلل البروتيني. ينبغي لجميع الأنابيب، مخازن، وغيرها من الكواشف يكون قبل مبردة. إذا باستخدام الصحافة الفرنسية أو مستحلب للتحلل، وينبغي أن تكون هذه قبل المبردة أيضا.
والميزة الرئيسية لهاتين الأداتين هو أنها تقليل تسخين العينة. هذه التقنية تستخدم عادة من صوتنة يولد حرارة كبيرة في الطرف الجنوبي من التحقيق وصوتنةيمكن أن يؤدي إلى تجميع البروتينات المؤتلف.
الخطوة الوحيدة للبروتوكول التي أجريت في درجة حرارة الغرفة هي الخطوة شطف. وهكذا، يتم الاحتفاظ المخزن المؤقت شطف في درجة حرارة الغرفة. وينبغي إعداد العازلة شطف الطازجة.
3. ثرومبين انشقاق من GST-AICD وتنقية AICD
جودة ونقاء ثرومبين اختلافا كبيرا بين الشركات المصنعة، ويمكن أن تكون مصدرا كبيرا للتلوث. نستخدم ثرومبين من الرعاية الصحية GE (انظر الجدول الكواشف). بعد مرور فترة الحضانة بين عشية وضحاها، يجب المشقوق> 95٪ من البروتين الانصهار (1B الشكل).
وينبغي إعداد تنقية AICD جديدة لتوصيف البيوكيميائية / البيوفيزيائية. يجب التخلص من المواد غير المستخدمة. ومن الممكن أيضا لتركيز AICD من lyophilizing العينة وresuspending في أصغر حجم المخزن المؤقت 6. إذا كشف AICD يتطلب النشاف (مثل بعد فخ تصفية أو نقطة الفحص صمة عار)، ينبغي أن يقوم استرجاع مستضد على الغشاء كما وصفها Pimplikar وسوريانارايانا 12.
4. AICD تجميع للفحص المجهري القوة الذرية (AFM)
ومن الممكن أيضا لتجميع كميات أكبر رد فعل للتجارب الكيميائية الحيوية مثل المقايسات فخ تصفية وتشتت الضوء 4. لقد حققنا نجاحا أداء المقايسات فخ تصفية على مخاليط رد فعل بحجم إلى 400 ميكرولتر مع AICD المخفف لتركيزات منخفضة تصل إلى 1 ميكرومتر.
> تجميع الحرارية هي وسيلة تستخدم عادة للحث على التحول الهيكلي من البروتين من الأم إلى بنية غير الأصلية (التي عادة ما تكون غنية ورقة بيتا) مما يؤدي إلى تشكيل المجاميع الجزيئات. كما يستخدم التجميع الحراري لفحص وظيفة المحرمين الجزيئية، والتي تحمي قطاعات مسعور من تشكيل التفاعلات بين الجزيئات غير لائق (وبالتالي تؤخر أو تمنع التجميع الحراري).
وجدنا أن جودة الصورة وعلى النقيض من المجاميع البروتين مختلفة تعتمد على القوة المستخدمة ومدة التجربة. لتقليل الاضطراب عينة من غيض، حافظنا على القوة المستخدمة منخفضة نسبيا عن طريق الحفاظ على نسبة مجموعة نقاط تزيد عن 95٪ والحد من المسح الضوئي من كل عينة إلى 5-10 دقيقة. تم إجراء معالجة الصور مع برنامج WSxM (NANOTEC). وتألفت معيار معالجة الصور من الطائرة وتسطيح الطرح. مختبراتنا استخدام "محلي الصنع" AFM 15 ربطه لتحقيق المسح التجارية نظام التحكم المجهر (NANOTEC).
5. ممثل النتائج
يظهر التعبير وإثراء النسبي للGST-1A AICD في الشكل. بعد تحلل، فإن الغالبية من البروتين الانصهار موجود في جزء القابلة للذوبان، وبالتالي استخراج من inclusiعلى الهيئات غير مطلوب. المواد مزال من العمود الاغاروز الجلوتاثيون هو> 95٪ نقية. في إعداد هو موضح في الشكل 1، وكان تركيز البروتين مزال من العمود 14،5 ملغم / لتر، والعائد كان 22 ملغ (من ثقافة ابتداء من 400 مل). أدى الانقسام من 200 ميكرولتر من إعداد هذا بين عشية وضحاها مع 20 U من الانقسام في ثرومبين٪ تقريبا 100 من انصهار بروتين (1B الشكل). كمية ثرومبين المستخدمة هي منخفضة بما فيه الكفاية حتى لا يكون كشفها بواسطة تلطيخ الأزرق Coomassie (انظر "المشقوق" 1B الشكل حارة،). أسفرت إزالة ثرومبين وGST في فقدان بعض المواد، ومع ذلك فإنه كان> 90٪ نقية مع تحقيق عائد في هذا الإعدادية من 70 ميكروغرام من AICD عند تركيز قدره 0.35 ملغ / مل. الشكل 1C يظهر على الرسم البياني لتدفق تجميع AICD وتحليل لاحقة. المجاميع AICD تصوير بواسطة AFM وعادة ما تكون كروي / غير متبلور، وتتراوح في حجمها. 50 حتي 100 نانومتر (الشكل 1D، F) مجموعالمواد لا يمكن كشفها عند إضافة مبلغ متساوي المولية للكوصي ubiquilin-1 إلى رد فعل التجميع (الشكل 1E) 4.

الشكل 1. تنقية وتجميع AICD. A) تلطيخ الأزرق Coomassie من العينات التي تم جمعها في كل خطوة من عملية تنقية. لعينات uninduced والمستحثة، وتشغيل 20 ميكرولتر من البكتيريا كامل على هلام. لجزء طاف، تم تشغيل 5 ميكرولتر من المحللة (من وحدة تخزين ما مجموعه 20 مل) على هلام. لجزء بيليه، كان بيليه معلق في 20 مل من العازلة تحلل، وكانت sonicated 5 ميكرولتر من هذه المواد في المياه sonicator حمام لمدة 30 دقيقة في 4 درجات مئوية قبل تحميلها على هلام. لflowthrough، تم تشغيل 5 ميكرولتر على هلام. يشار إلى مبالغ شطافة تحميلها على هلام. B) الملون الأزرق Coomassie جل من uncleaved والمشقوق GST-AICD (2 ميكرولتر) و 1 و 5 و مAICD ل المطهرون؛ ش. C) من مخطط انسيابي تنقية AICD، وتجميع، وتحليل. D، E) الصور AFM ممثل تجمع حراريا AICD في غياب (D) وجود (E) كوصي الجزيئية للubiquilin-1. F) الرسم البياني لتوزيع حجم الركام AICD.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
في هذا البروتوكول وقد أوجزنا في إجراءات الحصول على AICD نقية للغاية لتحليل الهيكلية، الفيزياء الحيوية، والكيمياء الحيوية. هذا الإجراء لا يتطلب معدات متطورة اللوني، وبالتالي الوصول إلى معظم المختبرات. طهروا مجموعات أخرى AICD 5-7،16، بما في ذلك GST-AICD 17-19، لتحاليل الكيميائية الحيوية / الهيكلية. عيوب لبروتوكولات السابقة تشمل ذوبان سوء AICD 16، أقل من النقاء المثالي 17، وشرط لاستبعاد حجم 16 أو عكس المرحلة اللوني 6،20.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإعلان عن أي تضارب في المصالح.
فإن الكتاب أود أن أشكر الدكتور تشنغ هوى (كلية بايلور للطب) لAPP [كدنا]. وقد تم تمويل هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة منح R21AG031948 (DB، JMB)، F30AG030878 (ESS)، R01DK073394 (AFO)، وسيلي جون صندوق الهبات التذكارية للبحوث الطبية الحيوية (AFO)، وجان وليم C. D. ويليس العلوم العصبية بحوث الوقف (ESS). JMB هو باحث في برنامج البحوث الباحث بالحركة وعضو في جامعة تكساس الطبية فرع كلود E. فلفل أقدم مركز الاستقلال الأميركيين (بدعم من المعاهد الوطنية للصحة منح UL1RR029876 وP30-AG-024832 على التوالي).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| اسم كاشف | شركة | كتالوج رقم | تعليقات |
| pGEX-4T-1 | GE للرعاية الصحية | 28-9545-49 | |
| ثرومبين | GE للرعاية الصحية | 27-0846-01 | |
| الأمبيسلين | فيشر العلمية | BP1760 | |
| برادفورد كاشف البروتين مقايسة | بيو راد | 500-0002 | |
| Coomassie الزرقاء | بيو راد | 161-0786 | |
| IPTG (الآيزوبروبيل بيتا-D thiogalactopyranoside) | سيغما الدريخ | I6758 | |
| الجلوتاثيون-الاغاروز | سيغما الدريخ | G4510 | |
| ف aminobenzamidine-الاغاروز | سيغما الدريخ | A7155 | |
| كوكتيل كاملة البروتيني المثبط | روش | 11836170001 | |
| أشرطة غسيل الكلى الشريحة-A-Lyzer | الحرارية العلمية | 66380 | |
| اللوني الأعمدة | دائمة الخضرة العلمية | 208-3367-050 | |
| مستحلب | Avestin، وشركة | EmulsiFlex-C3 | يوصى بشدة |
| إيبندورف Thermomixer | إيبندورف | 022670107 | |
| أقراص الميكا | تيد بيلا | 50-12 | |
| الكابولي AFM | بروكر | MSNL-10 | |
| WSxM البرمجيات | NANOTEC | N / A | FRه ه التحميل |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن