تصف هذه الورقة طريقة لتقييم تفاعلات وتجميعات بروتينات الغشاء المتكاملة في المختبر مع عوامل شريكة مختلفة في بيئة شحمية قريبة.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
تصف هذه الورقة طريقة لتقييم تفاعلات وتجميعات بروتينات الغشاء المتكاملة في المختبر مع عوامل شريكة مختلفة في بيئة شحمية قريبة.
في كثير من الأحيان معقدة دراسات للبروتينات الغشاء لا يتجزأ في المختبر عن طريق وجود مجال الغشاء مسعور. يزيد من تعقيد هذه الدراسات، إعادة إدماجهم في الحياة من البروتينات الغشاء المنظفات بالفاعلات في الجسيمات الشحمية هي عملية العشوائية حيث طوبولوجيا البروتين من المستحيل تطبيقها. تقدم هذه الورقة طريقة بديلة لهذه التقنيات الصعبة التي تستخدم سقالة القائم على الحويصلية. ومما يعزز الذوبان البروتين عن طريق حذف المجال عبر الغشاء، ويتم استبدال هذه الأحماض الأمينية مع شاردة الربط، مثل صاحب العلامة. هذا الحبل يتفاعل مع مجموعة ترسيخ (ني 2+ بتنسيق من حمض nitrilotriacetic (NTA (ني 2+)) لصاحب الموسومة البروتينات)، التي تفرض طوبولوجيا البروتين موحد على سطح الجسيمات الشحمية. ويقدم مثالا حيث التفاعل بين ذات الصلة Dynamin بروتين 1 (Drp1) مع بروتين الغشاء لا يتجزأ، الميتوكوندريا الانشطار عامل (MFF)، وكان إنفيstigated استخدام هذا الأسلوب سقالة الحويصلية. في هذا العمل، لقد أثبتنا قدرة MFF لتجنيد بكفاءة Drp1 القابلة للذوبان على سطح الجسيمات الشحمية، الأمر الذي حفز النشاط GTPase لها. وعلاوة على ذلك، كانت قادرة على tubulate القالب الدهون زينت MFF في وجود الدهون محددة Drp1. يوضح هذا المثال فعالية الجسيمات الشحمية سقالة باستخدام فحوصات الهيكلية والوظيفية ويسلط الضوء على دور MFF في تنظيم النشاط Drp1.
دراسة تفاعلات البروتين البروتين غشاء الداني هو مسعى صعبة بسبب صعوبة تلخص البيئة الأصلية للبروتينات الغشاء لا يتجزأ المشاركة 1. ويرجع ذلك إلى ضرورة إذابة المنظفات والتوجه يتعارض البروتينات في proteoliposomes هذا. من أجل تجنب هذه القضايا، ونحن قد استخدمت استراتيجية حيث يتم التعبير عن المجالات القابلة للذوبان من بروتينات الغشاء لا يتجزأ كما بروتينات اندماج صاحب العلامة، وترتكز هذه الشظايا القابلة للذوبان في الجسيمات الشحمية سقالة عبر التفاعل مع الهيئة الوطنية للمواصلات (ني 2+) headgroups في الدهون سطح. باستخدام هذه الاطر، وتفاعلات البروتين الدهني الداني يمكن التحقيق على مجموعة من الدهون والبروتين التراكيب.
ولقد طبق فعليا هذا الأسلوب لتحقيق تفاعلات البروتين البروتين الحرجة التي تحكم التجمع من مجمع الانشطار الميتوكوندريا ودراسة التفاعلات الدهون التي تعدل هذه العلاقات العامةocess 2. أثناء الانشطار الميتوكوندريا، وهو محفوظ البروتين غشاء إعادة عرض، ودعا المتعلقة Dynamin بروتين 1 (Drp1) 3، ويتم تجنيدهم للسطح الخارجي الميتوكوندريا غشاء (OMM) استجابة لإشارات الخلوية التي تنظم توازن الطاقة، مما يشير أفكارك، وعدد آخر عمليات الميتوكوندريا لا يتجزأ. يتم تجنيد هذا كبير، GTPase عصاري خلوي إلى السطح من الميتوكوندريا من خلال التفاعل مع بروتينات OMM لا يتجزأ 4-8. وقد كان دور واحد مثل البروتين، الميتوكوندريا الانشطار عامل (MFF)، من الصعب توضيح بسبب ضعف التفاعل الواضح مع Drp1 في المختبر. ومع ذلك، فقد أظهرت الدراسات الجينية بوضوح أن MFF أمر ضروري لنجاح 7،8 الانشطار الميتوكوندريا. وكان الأسلوب هو موضح في هذه المخطوطة قادرة على التغلب على أوجه القصور السابقة عن طريق إدخال التفاعلات الدهون المتزامنة التي تعزز التفاعلات Drp1-MFF. عموما، هذه الرواية فحص reveaأدت قوة أساسية تجميع المجمع الانشطار الميتوكوندريا توجيه وقدمت مرحلة جديدة للدراسات الهيكلية والوظيفية لهذه الآلة الجزيئية الأساسية.
حتى الآن، دراسة التفاعلات بين Drp1 وMFF وتعقدت من المرونة المتأصلة في MFF 9، عدم تجانس Drp1 البوليمرات 2،10، وصعوبة في تنقية وإعادة تشكيل كامل طول MFF مع مجال الغشاء سليمة 11. تناولنا هذه التحديات باستخدام الجسيمات الشحمية NTA (ني 2+) سقالة لإعادة صاحب الموسومة-MFF تفتقر نطاق الغشاء لها (MffΔTM-صاحب 6). وكانت هذه الاستراتيجية مفيدة لMffΔTM كان ذوبان للغاية عند الإفراط في المعبر عنها في البريد. القولونية، وهذا البروتين المعزول أعيد بسهولة على الجسيمات الشحمية سقالة. عندما المربوطة إلى هذه القوالب الدهون، يفترض MFF ومتطابقة، في مواجهة الخارج التوجه على سطح الغشاء.وبالإضافة إلى هذه المزايا، والدهون الميتوكوندريا، مثل كارديوليين، أضيفت إلى استقرار MFF قابلة للطي وبالتعاون مع غشاء 11. يتفاعل كارديوليين أيضا مع المجال متغير من Drp1 2،12 والتي قد استقرار هذه المنطقة المضطربة وتسهيل تجميع الآلات الانشطار.
هذه طريقة قوية غير قابلة للتطبيق على نطاق واسع للدراسات المستقبلية التي تسعى إلى تقييم تفاعلات البروتين غشاء الداني. من خلال استخدام التفاعلات إضافية الربط / تقارب، وتطور هذه الدراسات غشاء إعادة يمكن تعزيز لتقليد تعقيد إضافي وجدت على سطح الأغشية داخل الخلايا. في نفس الوقت، والتراكيب الدهون يمكن تعديلها لتحاكي بدقة أكثر البيئات المحلية من هذه المجمعات الجزيئات. وخلاصة القول، وهذه الطريقة توفر وسيلة لدراسة المساهمات النسبية للبروتينات والدهون في تشكيل الأشكال التضاريسية غشاء إليها أثناء بروك الخلوي حرجةesses.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. إعداد الحويصلية سقالة
ملاحظة: من الناحية المثالية، ينبغي أن التجارب الأولية استخدام سقالة بسيطة نسبيا وملامح و(تتألف من DOPC (1،2-dioleoyl- التعطيل -glycero-3-phosphocholine أو PC) وDGS-NTA (ني 2+) (1،2-dioleoyl - SN -glycero 3 - [(N - (5-أمينو-1-carboxypentyl) حمض iminodiacetic) succinyl]. (النيكل الملح)) بناء الخروج من هذه التجارب، تهمة الدهون، والمرونة، وانحناء كما يمكن ادخال العوامل الفردية مع القدرة على تغيير التفاعلات غشاء الداني. وهذه التغيرات يمكن أن يتحقق عن طريق إضافة كميات محددة من مكونات الدهون محددة، بما في ذلك فسفاتيديل أو كارديوليين (CL)، فسفاتيديل إيثانولامين (مخدر أو PE)، أو galactosyl (β) سيراميد.
2. استخدام سقالة الليبوزومات للبروتين تحليل ملزم
3. استخدام سقالة الليبوزومات لالأنزيمية الفحص
ملاحظة: COLORIوقد استخدم المتري GTPase فحص 18 إلى قياس تحرير الفوسفات عن طريق التحلل GTP. 19 يوجد فحوصات GTPase البديلة ويمكن تنفيذها حسب الحاجة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وفي الوقت الذي ظهر التفاعل بين Drp1 وMFF إلى أن تكون مهمة للانشطار الميتوكوندريا، وقد تم هذا التفاعل من الصعب أن ألخص في المختبر. وكان لدينا هدف لمحاكاة البيئة بشكل أفضل الخلوية حيث Drp1 وMFF التفاعل. تحقيقا لهذه الغاية، الجسيمات الشحمية التي تحتوي على تركيزات الحد من الهيئة الوطنية للمواصلات (ني 2+) headgroups تم بواسطة المضادة للجفاف فيلم الدهون كما هو موضح أعلاه أعدت. الحل الدهون تتكون في البداية من الحويصلات unilamellar والص...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يوفر هذا البروتوكول وسيلة لتحقيق البروتين البروتين التفاعلات التي تنطوي على بروتينات الغشاء لا يتجزأ. من خلال الاستفادة من سقالة الحويصلية وحدات، والمحققين قادرون على تقييم نشاط البروتينات واحد أو أكثر في بيئة الدهون القريب. وقد أظهرت دراسات سابقة طريقة مماثلة للأنزيمات مستقبلات غشاء البلازما 24-26. قمنا بتوسيع هذا الأسلوب لدمج العوامل المساعدة الدهون واستكشاف التفاعلات بين البروتينات التي تشكل جوهر mechanoenzymatic الآلية الانشطار الميتوكوندريا. <...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
يود المؤلفون الاعتراف بالتمويل الذي تلقاه من جمعية القلب الأمريكية (SDG12SDG9130039).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| فوسفاتيديل كولين (DOPC) | أفانتي القطبية 850375 | ||
| فوسفاتيديليثانولامين (DOPE) | أفانتي القطبية للدهون | 850725 | |
| DGS-NTA (Ni2 + < / sup>) | أفانتي القطبية | 790404 | |
| البقري كارديوليبين (CL) | أفانتي القطبية الدهون | 840012 | |
| الكلوروفورم | أكروس أورجانيكس | 268320010 | |
| الطارد الشحمي | أفانتي القطبية | الدهون 610023 | |
| شبكات البقع السلبية Cu / Rh | تيد بيلا | 79712 | |
| أنبوب ميكروفوج | بيكمان | 357448 | |
| GTP | جينا بيوساينسز | NU-1012 | |
| GMP-PCP | Sigma Aldrich | M3509 | |
| لوحة | ميكروتيتر469949 | ||
| EDTA | Acros Organics | 40993-0010 | |
| Instant Blue Coomassie Dye | Expedeon | ISB1L | |
| HEPES | Fisher Scientific | BP310 | |
| BME | Sigma Aldrich | M6250 | |
| KCl | Fisher Scientific | P330 | |
| KOH | Fisher Scientific | P250 | |
| كلوريد المغنيسيوم | Acros Organics | 223211000 | |
| 4 - 20٪ SDS-PAGE جل | Bio Rad | 456-1096 | |
| 4x Laemmli Loading Dye | Bio Rad | 161-0747 | |
| HCL | Fisher Scientific | A144S | |
| الملكيت الأخضر Carbinol | Sigma Aldrich | 229105 | |
| الأمونيوم موليبدات رباعي هيدرات | سيجما ألدريتش | A7302 | |
| فيلم مختبر | بارافيلم | PM-996 | |
| يورانيل أسيتات | Polysciences | 21447 | |
| Tecnai T12 100 keV مجهر | FEI | ||
| Optima MAX | Beckman | ||
| TLA-55 Rotor | Beckman | ||
| المبردة CentriVap المكثف | Labconico | ||
| Mastercycler Pro Thermocycler | Eppendorf | ||
| VersaMax قارئ Microplate | الجزيئية |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.