كيفية تحضير وإجراء الرحلان الكهربائي لانحباس الكسر السائل الأصلي الواضح (CN-GELFrEE) ، وهي تقنية فصل أصلية للتجميعات الجزيئية الحيوية غير التساهمية والبروتينات من العينات غير المتجانسة المتوافقة مع تقنيات تحليل البروتين النهائية المختلفة.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
كيفية تحضير وإجراء الرحلان الكهربائي لانحباس الكسر السائل الأصلي الواضح (CN-GELFrEE) ، وهي تقنية فصل أصلية للتجميعات الجزيئية الحيوية غير التساهمية والبروتينات من العينات غير المتجانسة المتوافقة مع تقنيات تحليل البروتين النهائية المختلفة.
مجمعات البروتين أداء مجموعة من الوظائف الخلوية حاسمة. توضيح التفاعلات والديناميات غير التساهمية من الأهمية بمكان لفهم دور المجمعات في النظم البيولوجية. في حين أن توصيف المباشر من التجمعات الجزيئية البيولوجية أصبحت ذات أهمية متزايدة في السنوات الأخيرة، وتقنيات تجزئة الأم التي تتوافق مع تقنيات تحليل المصب، بما في ذلك قياس الطيف الكتلي والتي تكون ضرورية لتوسيع هذه الدراسات. ومع ذلك، فإن المجال يفتقر إلى الإنتاجية العالية، مجموعة واسعة، وارتفاع انتعاش طريقة فصل للجمعيات البروتين الأم. هنا، نقدم اضح أصلي مزال هلام السائل جزء انحباس الكهربائي (CN-GELFrEE)، وهي طريقة فصل جديدة لالمجالس بروتين غير التساهمية. وقد تجلى أداء الفصل CN-GELFrEE من المجمعات تجزئة المستخرجة من قلب فأر. تم جمع الكسور أكثر من 2 ساعة وعرض أشرطة منفصلة تتراوح بين ~ 30-500 كيلو دالتون. ويخدعوقد لوحظ نمط sistent زيادة عرض النطاق الترددي الوزن الجزيئي، كل بدءا ~ 100 كيلو دالتون. وعلاوة على ذلك، أظهرت إعادة تحليل لاحق من كسور الأم عبر SDS-PAGE الوزن الجزيئي التحولات يتفق مع تمسخ من المجمعات البروتين. لذلك، وقد ثبت CN-GELFrEE إلى توفر القدرة على أداء عالية الدقة وعالية انتعاش فصل الأم عن مجمعات البروتين من مجموعة كبيرة الوزن الجزيئي، وتوفير الكسور التي تتوافق مع ويحلل البروتين المصب.
ويعتقد غالبية العمليات البيولوجية يحدث داخل الخلية التي يتعين الاضطلاع بها من قبل المجالس البروتين بدلا من البروتينات واحدة 1. ونتيجة لذلك، من أجل توضيح دور حيوي معين من وحدة فرعية من البروتين في الخلية لا بد من فهم التفاعلات البنيوية مع البروتينات أو بروابط أخرى في المجمعات 2. ومع ذلك، ودراسة البروتينات أصلا، والحفاظ على تفاعلاتها غير التساهمية والنشاط، لا يزال تحديا. واحد من أوجه القصور في الدراسات البروتين الأم هي تقنية فصل الأم المناسبة التي تتوافق مع مختلف تقنيات تحليل البروتين المصب. لذلك، ازداد الاهتمام مؤخرا في تقنيات الفصل قادرة على تميز المجالس غير التساهمية الجزيئات الحيوية بشكل حاد 3.
تقنيات فصل البروتين أمر لا بد منه لوالكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية وغيرها من الدراسات المختلفة. تقنيات الفصل الأم الحالية لها intrinsiأوجه القصور ج التي تقلل من التوافق مع التحليلات المصب، مثل دقة منخفضة، وانخفاض الإنتاجية، وفقدان لهطول الأمطار، وشرط كميات كبيرة من عينة أولية. يستخدم تنقية تقارب جنبا إلى جنب عادة للدراسات التفاعل البروتين، ولكن لا بد من تنفيذها بشكل منفصل لكل هدف من البروتين، الامر الذي ادى الى تكون غير متوافقة مع تحليل الإنتاجية العالية 4. استبعاد حجم اللوني 5، هطول انتقائية مع أيون تقارب اللوني 5 وكثافة التدرج الفصل 6 وفرت كل فصل الأم، ولكن هي بطبيعتها تقنيات منخفضة الدقة وتتطلب عالية كميات عينة أولية.
بدلا من ذلك، التقنيات المعتمدة هلام، مثل الأزرق الأصلية (الجبهة الوطنية) واضح الأصلية (CN) PAGE (إما 1-D أو 2-D)، عرض عالية الدقة الانفصال. وعلاوة على ذلك، المتناقضة مع غيرها من التقنيات المذكورة، على حد سواء فصل PAGE الأم الحفاظ على الذوبان والتشكل الأصلي لص اسعانجى الأنواع جزيء، بما في ذلك البروتينات مسعور. يوسع هذه القدرة كذلك تغطية بروتيوم التي توصلت إليها هذه الأساليب 7،8 ويتحقق من خلال الكيمياء مختلفة بين CN وBN-PAGE. CN-PAGE تعتمد عادة على المنظفات اتهم لينة مثل جزيئات الناقل، لتحل محل صبغ Coomassie الأزرق في BN-PAGE. BN-PAGE، على الرغم من أن يرتبط مع دقة أعلى، له محاذير مثل انخفاض النشاط الأنزيمي في البروتينات فصل 8 و تشكيل ناتج إضافة Coomassie الجزيء، وهذا الأخير هو يمس بشكل كبير في مرض التصلب العصبي المتعدد المصب يحلل 9. كل من هذه الطرق، ومع ذلك، وترتبط تقليديا مع بطء انتعاش وتغطية بروتيوم ضيقة بسبب تلطيخ والقيود استخراج الهلام 7.
لدراسة البروتينات التشويه والتحريف، وهناك العديد من التقنيات التي تحافظ على جزيء الذوبان أثناء أداء عالية الدقة تجزئة مع استعادة نسبة عالية من البروتين والتي تكون متوافقة مع دiverse تقنيات تحليل البروتين في مرحلة ما بعد الانفصال. هلام مزال السائل جزء الفخ الكهربائي (GELFrEE) هي واحدة من أساليب التجزئة التي تتلاءم مع كل هذه الخصائص. يتم تطبيق هذا الأسلوب إلى حد كبير في دراسات البروتينات من أعلى إلى أسفل عالية الإنتاجية، مشيرا إلى أنه سريع وتنوعا. في GELFrEE والبروتينات هي التشويه والتحريف ومنعزلة على أساس الوزن الجزيئي من خلال مصفوفة هلام أنبوبي، والمسامية والتي يمكن أن تختلف على أساس متطلبات العينات ونتائج تجزئة المطلوب. ومزال كسور في الطور السائل، وبالتالي تقليل القيود الانتعاش المرتبطة SDS-PAGE مع الحفاظ على دقة عالية. ومن ثم يمكن تحليلها قسامات جزء من 1-D PAGE عن الوزن الجزيئي اختيار عرض النطاق الترددي 11. وهناك طلب كبير على المزايا المرتبطة GELFrEE في تقنيات الفصل الأم. الطريقة الموصوفة هنا، واضح الأصلية GELFrEE (CN-GELFrEE)، هو التكيف الأصلي من GELFrEE. من أجل أن تكون متوافقة مع الصورة واسعpectrum من الجزيئات في دولتهم الأم، ويعتمد هذا الأسلوب ليس فقط على لينة الكيمياء CN-PAGE، ولكن أيضا على الفصل المسامية الانحدار، مما يقلل من هطول الأمطار البروتين من خلال القضاء على انتقال قاسية بين مسام موجودة في أنظمة هلام متقطعة 9. عندما يطبق على يجزئ مجمعات البروتين المستخرج من قلب فأر، عرض كسور مزال استرداد عالية وفصل عالية الدقة من مجموعة واسعة من الأوزان الجزيئية تم الحصول عليها. وعلاوة على ذلك، الكسور الناتجة متوافقة مع معظم التحليلات المصب البروتين والكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ملاحظة: يستند هذا البروتوكول الفيديو على نشر المرتبطة 9. وترد الكواشف محددة والمواد والمعدات اللازمة لتنفيذ كافة الخطوات الموصوفة في هذا البروتوكول في قسم المواد. يتم تصنيف الوصفات والمعلومات لإعداد جميع الحلول المطلوبة في الجدول 1.
1. صب من هلام أنبوب التدرج
إعداد 2. عينة
جهاز 3. CN-GELFrEE

الشكل 1: CN-GELFrEE جهاز (A) جهاز GELFrEE أجزاء الرسومات و (ب) صورة من الأجزاء المصنعة. (C) CN-GELFrEE مخطط تجميع الجهاز: (1) غرفة عازلة، (2) الفاصل، (3) يا الدائري، (4) أنبوب هلام، (5) غرفة جمع، و (6) غشاء غسيل الكلى.

الجدول 1: جدول الحلول.

الجدول 2: جدول أجزاء الجهاز GELFrEE.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
200 ميكروغرام من البروتينات المستخرجة من بالتبريد قلوب الماوس الأرض كانت مجزأة أصلا إلى 14 أجزاء من 150 ميكرولتر لكل منهما، باستخدام طريقة CN-GELFrEE في 1-12٪ أنبوب تي هلام. تم تشغيل قسامة من 10 ميكرولتر من كل جزء على هلام لوح CN-PAGE والفضة الملون. ويرد وصف واضح للتجزئة والقرار الذي حصلت مع تجزئة CN-GELFrEE في الشكل 2A. تم جمع الكسور أكثر من ساعتين ويبين فحص هلام جود نمط ثابت من زيادة الأوزان الجزيئية تتراوح بين ~ 30-500 كيلو دالت...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
مشتق CN-GELFrEE من مواليد واضح (CN) PAGE نظام المخزن الذي يستخدم خليط من أنيونية والمنظفات محايدة كما جزيئات الناقل 9 لتجزئة البروتين على أساس الوزن الجزيئي من خلال مصفوفة هلام. تطبيق CN-GELFrEE إلى الأصلي الماوس القلب استخراج البروتين ولدت كسور تعقيد منخفضة مع عرض نطاق ترددي منفصلة مع الحفاظ على التفاعلات غير التساهمية من التجمعات الجزيئية البيولوجية. وأظهرت المقارنة بين الكسور بين CN-PAGE والحد من المواد الهلامية لوح SDS-PAGE التحولات الجماعية التي تثبت فقدان التفاعلا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
قدمت مؤسسة WM كيك بسخاء التمويل لهذا العمل. وتستند هذه المواد على العمل بدعم من FAPERJ منحة بحثية 100.039 / 2014 من حكومة ريو دي جانيرو الدولة - البرازيل لالمبثوثة، علوم بلا حدود منحة دراسية 88٬888،075416 / 2013-00 من التنسيق لتحسين لموظفي التعليم العالي، في ظل الحكومة من البرازيل، لدعم الخدمات الصحية ومؤسسة العلوم العليا زمالة القومي للبحوث تحت الزمالة رقم 2014171659 لمرصد الصحراء والساحل، وCNPq البحوث منحة 202011 / 2012-7 من حكومة البرازيل لLHFDVPCH هي المستفيدة من الكيمياء في جامعة نورث وسترن للحياة العمليات معهد ما بعد الدكتوراه جائزة الزمالة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| <قوي > كواشف < / قوي > | |||
| 30٪ محلول أكريلاميد / مكرر ، 37.5: 1 | Bio-Rad | 161-0158 | هذا المحلول سام للأعصاب. |
| 6-حمض أمينوهيكسانويك (&إبسيلون ؛ حمض أمينوكابرويك) | سيجما ألدريتش | A2504 | هذه المادة الكيميائية مهيجة. |
| بيرسلفات الأمونيوم (APS) | فيشر ساينتفيك | 7727-54-0 | هذه المادة الكيميائية قابلة للاشتعال وسامة ومسببة للتآكل. |
| Coomassie blue G250 | Bio-Rad | 161-0406 | |
| Dodecylmaltoside | Sigma-Aldrich | D4641 | هذه المادة الكيميائية مهيجة. |
| حمض الإيثيلين جلايكول رباعي الأسيتيك (EGTA) | FLUKA | 3777 | هذه المادة الكيميائية سامة. |
| حمض الإيثيلين ديامين tetraacetic (EDTA) | فيشر Scientific | BP120 | هذه المادة الكيميائية سامة. |
| الجلسرين | فيشر العلمي | 56-81-5 | |
| إيميدازول | سيجما-ألدريتش | I2399 | |
| النيتروجين السائل | أي مورد | غير | بتخزين النيتروجين السائل في حاويات مصممة للسوائل ذات درجة الحرارة المنخفضة |
| قلب الفأر | Bioreclamation LLC | MSE-HEART | |
| n-butanol | فيشر Scientific | 71-36-3 | هذه المادة الكيميائية قابلة للاشتعال وسامة. |
| Ponceau S | Sigma-Aldrich | BP103 | |
| مثبط البروتياز | Thermo Fisher Scientific | 78430 | هذه المادة الكيميائية سامة. |
| ديوكسي كولات الصوديوم | سيجما ألدريتش | 30970 | هذه المادة الكيميائية مهيجة. |
| السكروز | JTBaker | 4097 | |
| Tetramethylethylenediamine (TEMED) | Bio-Rad | 161-0800 | هذه المادة الكيميائية قابلة للاشتعال ومهيجة. |
| Tris-HCl | Amresco | M151 | |
| Trycine | Bio-Rad | 161-071 | |
| Equipment< / قوي > | |||
| خلاط متدرج | Hoefer | SG15 | |
| التحريك المغناطيسي ؛ | أي مورد | غير / أ | |
| قضبان مغناطيسية ؛ | أي مورد | صغير | بما يكفي ليناسب غرف خلاط الجراديت. |
| مزود الطاقة | Bio-Rad | 164-5056 | الجهد حتى 1,500 فولت |
| جهاز طرد مركزي مبرد | Eppendorf | 022622552 | ما يصل إلى 15,000 × < |
| > المواد < / قوي > | |||
| 15 مل أنبوب مخروطي | أي مورد | N / A | |
| 30 kDa-MWCO مرشح الطرد المركزي الفائق | Millipore | UFC503096 | |
| أنابيب مرنة | Saint-Gobain | B000FOV1J0 | بطول 1 متر تقريبا |
| أي مورد | N / A | ||
| صمام معدني أو بلاستيكي سائل / هواء. ( على سبيل المثال < / em> صمام ذراع التحكم في تدفق الهواء / الماء في الحوض) | أي مورد | صمامات حوض السمك غير | متوافقة. |
| هاون ومدقة | أي مورد | N / a | |
| الأصلي PAGE 3-12٪ T بلاطة جل | Invitrogen | BN1003 | |
| Parafilm | Bemis | PM-996 | |
| طبق بتري | فيشر Scientific | 08-757-13 | |
| أنبوب البروتين منخفض الربط 1.5 & nbsp ؛ مل | Eppendorf | 022431081 | |
| شفرة الحلاقة | أدوات IDL | TE05-091C | |
| أنابيب غسيل الكلى السليلوز المتجددة 3,500 MWCO | Fisher Scientific | 21-152-9 | |
| SDS-PAGE بلاطة جل لأي كيلو دالتون | Bio-Rad | 456-9036 | |
| ماصات مصلية (25 & nbsp; مل) | حقنة VWR | 89130-900 | |
| (10 مل) أي | مورد | غير متوفر |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.