$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
وبوساطة وسائل النقل كلوريد عبر الأغشية قمية من الخلايا الظهارية في مثل هذه الأنسجة كما الغدد الرئة والأمعاء والبنكرياس والعرق في المقام الأول من قبل التليف الكيسي عبر الغشاء المواصلة منظم (CFTR)، وهو ATP- وعضو التنظيم الفسفرة من ABC (ATP- ملزمة كاسيت) C فصيلة من البروتينات الغشاء (مراجعة في 1). مثل أعضاء آخرين من فصيلة ABCC، CFTR هو كبير ومتعددة تمتد من البروتين الغشاء لا يتجزأ التي تربط ATP في موقعين ملزمة النوكليوتيدات شكلت في واجهة من المجالات ملزم النوكليوتيدات لها (NBDs)، حيث أنها تمتلك النشاط أتباز متواضع في واحد الموقع. ومع ذلك، على عكس أعضاء آخرين فصيلة ABCC، تطورت CFTR كقناة الكلور المنظمة فريدة بدلا من أن يكون نقل المذاب النشط.
الطفرات في CFTR سبب التليف الكيسي، وهو مرض يصيب أجهزة متعددة بما في ذلك الرئتين والجهاز الهضمي والبنكرياس والجهاز التناسلي، مما يؤدي إلى مرضيdity والوفيات في البالغين الصغار. حسابات أمراض الرئة عادة لالوفاة المبكرة في التليف الكيسي وفي معظم الحالات الناجمة عن فقدان وظيفة CFTR على ظهارة سطح الشعب الهوائية إجراء. عدم وجود CFTR نشاط قناة كلوريد يسبب انخفاضا في كل من الكلور - وحركة المياه عبر البشرة السطحية لتعديل طبقة السائل على سطح قمية من ظهارة مهدبة الجهاز التنفسي. وهذا يؤدي في سائل لزج سطح مجرى الهواء أن يضعف من قدرة الخلايا الظهارية في الجهاز التنفسي مهدبة لمسببات الأمراض واضحة على نحو فعال من الشعب الهوائية. ونتيجة لذلك، فإن معظم المرضى الذين يعانون من نوبات CF المتكررة من التهاب في الرئتين وتلف الرئتين بسبب التهاب.
كما هو متوقع، ركزت دراسات لآلية عمل البروتين CFTR العادي في المقام الأول على دراسات مفصلة الكهربية من النشاط قناة النابضة به. وقد أظهرت الدراسات قناة واحدة مباشرة أن وظائف CFTR باعتباره PKA التي تعتمد على الكلور- القناة التي تمتلك بوابة للتنظيم ATP 2. وتوفر دراسات الكهربية مفصلة على قدر كبير من المعلومات عن قنوات CFTR واحدة 1،3، ولكن قد يكون هناك قلق حول ما إذا كانت الخصائص في أي قناة واحدة خاصة أن تمت دراستها هي انعكاس للسكان قنوات CFTR وبالتالي فإن قناة واحدة ينبغي النظر دائما النتائج جنبا إلى جنب مع أساليب لدراسة السكان العيانية. الفحص المباشر للنشاط قناة سكان CFTR تنقيته لديه القدرة على توفير نظرة ثاقبة على عيب الجزيئية المرتبطة الطفرات المسببة للأمراض ودفع اكتشاف جهري الكيميائية التي إصلاح البروتينات CFTR متحولة. حتى الآن، هناك ما يزيد على 1،900 طفرات مختلفة في CFTR يعتقد أن تسبب التليف الكيسي 4. الطفرة الكبرى، F508del-CFTR، وجدت على أليل واحد على الأقل في ما يقرب من 90٪ من المرضى في أمريكا الشمالية وأوروبا يؤدي إلى بروتين misfolding لالاحتفاظ الثانية في الشبكة الإندوبلازمية 5. لديها F508del-CFTR أيضا عواقب أخرى، بما في ذلك النشاط المعيبة قناة 6-9. ويرتبط غياب الناتجة من CFTR من سطح الخلية مع المرض الشديد. G551D-CFTR، طفرة أقل شيوعا، ويعتقد أن تكون مطوية بعد غير مختلة كقناة كلوريد على سطح الخلية 6 بشكل صحيح. تطوير المصححين جزيء صغير وpotentiators لديه هدف تصحيح قابلة للطي و / أو الاتجار المسوخ مثل F508del-CFTR إلى سطح الخلية، وبالتالي يؤدي إلى زيادة نشاط أو قناة من الطفرات مثل G551D عندما موجودة على سطح الخلية، على التوالي . في حين أن المصححين VX-809 وVX-661 (لا يتم بعد الموافقة عليها لاستخدامها في المرضى، وpotentiator Kalydeco (ivacaftor، VX-770) يتم استخدامه عند 150 ملغ كل 12 ساعة في المرضى الذين CF> 6 سنوات مع واحد على الأقل G551D طفرة -CFTR، ومؤخرا للمرضى مع واحدة من G178R، S549N، S549R، G551S، G1244E، S1251N، S1255PوG1349D. Kalydeco على حد سواء آمنة والنتائج في تحسين التدابير السريرية للمرض CF 10، إلا أن آلية عمل هذا الجزيء الصغير وغير مفهومة في وقت موافقة ادارة الاغذية والعقاقير للاستخدام في المرضى.
وقد وصفت حفنة من طرق تنقية CFTR سابقا 2،11-18، وكثير منها يتطلب فترة طويلة من الوقت لإكمال. في منشور صدر مؤخرا 19، وقد وصفت لتنقية وإعادة السريع طريقة فريدة لCFTR overexpressed في 9 خلايا S و نظام التعبير، وكان يستخدم هذا البروتين النقي في أنظمة الدهون محددة لتطوير CFTR هاليد النشاط قناة فحص لعدد سكانها CFTR الجزيئات. الفحص يلخص آثار معروفة من الفسفرة، النيوكليوتيدات ومثبطات على وظيفة CFTR. تم استخدام نظام لاستجواب آثار potentiator VX-770 / Kalydeco على Wt- (البرية من نوع)، وقد تبين F508del- وG551D-CFTR وذلك لأولالوقت أن الدواء يتفاعل مباشرة مع البروتين CFTR لتحفيز النشاط قناتها بطريقة ATP-مستقلة، مما يدل على المرافق العامة وتطبيق هذه الأساليب لدراسة تفاعل CFTR والمسوخ مع النيوكليوتيدات والجزيئات الصغيرة من منظور السكان ل الإجابة على الأسئلة ذات الصلة سريريا عن البروتين. كما تم استخدام أساليب لدراسة الجزيئات الأخرى potentiator ومشتقاتها 20، فضلا عن الآثار المترتبة على مصحح جزيء صغير على نشاط البروتين 21.
وقد استخدمت المقايسات هروب رأس المال في العديد من الدراسات سابقا للتحقيق في نشاط المسوخ CFTR وآثار المركبات CFTR-تغييري على نشاطها، بما في ذلك المقايسات خلية كاملة باستخدام الأقطاب، استشفاف المشعة وfluorophores 22،23، الحويصلات الغشاء مع أيون أقطاب انتقائية 24 وتنقيته CFTR تشكيلها مع استشفاف المشعة 25. ومع ذلك ثوذكر استخدام (ه) من أيون أقطاب انتقائية لدراسة تنقية CFTR تشكيلها مؤخرا لأول مرة 19. وقد استخدم للتكيف من الطريقة الحالية لإعادة تشكيل وتوصيف وظيفي لاثنين من البروتينات الغشاء في الزائفة الزنجارية، الممرض CF المشترك. واستخدمت إعادة تشكيل تنقية AlgE بروتين الغشاء الخارجي إلى جانب قياسات هروب رأس المال يوديد لدعم نموذجا لإفراز الجينات أنيوني من خلال هذا نقل 26. طبقت إعادة والقياسات هروب رأس المال يوديد للبروتين Wzx النقي، والذي سمح نموذجا لأن اقترح أن يشير إلى وجود H + آلية تنادل متعاكس معتمد على لالمرتبطة الدهون قليل السكاريد النبات عبر الغشاء الداخلي للبكتيريا عن طريق هذا البروتين 27. في كلتا الحالتين كان يستخدم يوديد كبديل للالركيزة أنيوني، وإن كان أقل سرعة مما قد يتوقع المرء لالركيزة الأم. طريقة قد تكون مناسبة للتكيف مع بروتينات أخرى مع جالنقل أو التوصيل مسارات ationic لركائز الأيونية.
هنا يوصف إجراء تنقية السريع للبروتين CFTR وإعادة حيز proteoliposomes من الدهون محددة. يمكن بسهولة إجراء إعادة السريع تكون مصممة للاستخدام مع CFTR تنقيته بواسطة طرق أخرى، شريطة أن يكون نوع من المنظفات المستخدمة في تنقية هو قابل للإزالة من قبل الأساليب المستخدمة هنا أو يمكن تبادل لالمنظفات مناسب قبل إجراء إعادة. يتم وصف طريقة هروب رأس المال يوديد لقياس النشاط قناة النقي وإعادة تشكيل البروتين CFTR بالتفصيل ويتم عرض بعض النتائج النموذجية التي يمكن الحصول عليها من هذا الأسلوب.