نقدم هنا، بروتوكول التي يمكن استخدامها لتصور مجهريا وتحديد حجم النشاط ديهيدروجيناسيس في الخلايا والأنسجة والحركية، ووظيفتها والتعريب سوبسيلولار.
مقالة منهجية
نقدم هنا، بروتوكول التي يمكن استخدامها لتصور مجهريا وتحديد حجم النشاط ديهيدروجيناسيس في الخلايا والأنسجة والحركية، ووظيفتها والتعريب سوبسيلولار.
تغيير الأيض الخلوية سمة مميزة للكثير من الأمراض، بما في ذلك السرطان وأمراض القلب والأوعية الدموية والإصابة. الوحدات الحركية الأيضية للخلايا الإنزيمات وينظم نشاطهم بشكل كبير على العديد من المستويات، بما في ذلك النسخي، الاستقرار مرناً، ومستوى متعدية الجنسيات وبوستترانسلاشونال والوظيفية. يعني هذا النظام المعقد أن فحوصات الكمية أو التصوير التقليدي، مثل كمية مرناً التجارب و "اسطوانات يقوم الغربية" وإيمونوهيستوتشيميستري، تسفر عن معلومات غير مكتملة فيما يتعلق بهذا النشاط في نهاية المطاف من الإنزيمات، وظيفتها و/أو تعريب سوبسيلولار بهم. كمية الإنزيم سيتوتشيميستري وهيستوتشيميستري (أي، تعيين الأيضية) إظهار معلومات متعمقة في النشاط الأنزيمي في الموقع وحركية، ووظيفتها والتعريب سوبسيلولار في حالة شبه الحقيقي للطبيعة.
يصف لنا وضع بروتوكول للكشف عن نشاط ديهيدروجيناسيس، وهي الإنزيمات التي تقوم بتفاعلات الأكسدة والاختزال للحد من العوامل المساعدة مثل NAD(P)+ وبدعة. أقسام الأنسجة والخلايا هي المحتضنة في متوسط التي محددة للنشاط الأنزيمي من نازعة واحد. في وقت لاحق، ينفذ نازعة الذي يخضع للتحقيق النشاط الأنزيمي في موقعها سوبسيلولار. في تفاعل كيميائي مع المتوسط رد فعل، ينشئ هذا في نهاية المطاف formazan زرقاء اللون في موقع النشاط نازعة. ولذلك امتصاص فورمازان مقياسا مباشرا للنشاط نازعة ويمكن قياسها كمياً باستخدام تحليل الفحص المجهري وصورة الضوء أحادي اللون. الجانب الكمي لهذا البروتوكول يتيح للباحثين ﻻستخﻻص النتائج الإحصائية من هذه الاختبارات.
بالإضافة إلى دراسات قائمة على الملاحظة، يمكن استخدام هذا الأسلوب للدراسات تثبيط إنزيمات معينة. وفي هذا السياق، دراسات تستفيد من مزايا حقيقية لطبيعة التعيين الأيضية، قد يكون إعطاء النتائج في الموقع أن فسيولوجيا ذات الصلة أكثر مما في المختبر الدراسات تثبيط إنزيم. في كل شيء، تعيين الأيضية أسلوباً لا غنى عنه لدراسة التمثيل الغذائي على المستوى الخلوي أو الأنسجة. من السهل أن تعتمد التقنية ويوفر معلومات متعمقة وشاملة ومتكاملة الأيضية ويتيح التحليل الكمي السريع.
ركنا أساسيا في الفيزيولوجيا الخلوية هو التمثيل الغذائي. الأيض يوفر الخلايا بالطاقة اللازمة لجميع العمليات الفسيولوجية ويسلم اللبنات الأساسية للتركيب الحيوي الجزيئات، وينظم التوازن الخلوية فيما يتعلق بمنتجات النفايات وجزيئات سامة والتفكيك و إعادة تدوير مكونات الخلوية معطلة أو غير الضرورية. تحفيز ما يقرب من جميع التفاعلات الكيميائية الخلوية الحيوية الإنزيمات وبالتالي هي الوحدات الحركية في فسيولوجيا الخلايا. 1 , 2
أحكام تنظم نشاط الإنزيمات على مستويات عديدة وذلك كمية الإنزيم هيستوتشيميستري وسيتوتشيميستري (وتسمى أيضا تعيين الأيضية) هو الأسلوب المفضل لدراسة نشاط إنزيم في الموقع. أما على المستوى النسخي، هو تنظيم التعبير الجيني في مرناً. ويمكن تحديد أثر تنظيم النسخ استخدام الكمية فحوصات مرناً، مثل [ميكروارس] أو تسلسل الحمض النووي الريبي مباشرة، أو فحوصات مرناً النوعية، مثل التهجين في الموقع الذي يعطي معلومات عن الخلوية (الفرعية) ترجمة جزيئات مرناً. وهذا يجعل من الممكن أن نقدر الفروق النسبية في النشاط الترانسكربتي بين الخلايا. ومع ذلك، معقد التفسير وصحة هذه فحوصات مرناً فيما يتعلق بالنشاط الأيضي للتنظيم يحدث أيضا على مستوى مرناً، حيث تسلسل واستقرار الجزيئات مرناً يتم تحريرها بعد ذلك يتم نسخها من الحمض النووي. وينظم هذا التحرير ترجمة isoform البروتين وكمية البروتين الترجمة في ريبوسوم. وبالإضافة إلى ذلك، يتم التحكم في عملية ترجمة البروتين ويؤثر في نهاية المطاف على التعبير الإنزيم وبالتالي النشاط. يمكن تقدير الآثار المجتمعة للخطوات التنظيمية المشار إليها أعلاه باستخدام فحوصات التعبير كمية البروتين، مثل "النشاف الغربية" أو المرحلة عكس البروتين ليستي [ميكروارس]، أو فحوصات التعبير البروتين النوعي، مثل إيمونوسيتوتشيميستري وإيمونوهيستوتشيميستري، ولكن هذه التقنيات تعجز عن إدماج الآثار التنظيمية المصب مثل تعديل بوستترانسلاشونال للبروتينات واللائحة الوظيفية للإنزيمات في المكروية مزدحمة بهم. وعلاوة على ذلك، التعبير عن إنزيم قد سيئة ترتبط بنشاطها، حتى أن قياسات النشاط إنزيم المنقي في هوموجيناتيس الخلايا أو الأنسجة أو حلول مخففة تستخدم على نطاق واسع للدراسات نشاط الإنزيم. ومع ذلك، تفشل هذه التجارب لتكرار تأثير السيتوبلازم مجزأة مزدحمة أو عضية على نشاط إنزيم. وعلاوة على ذلك، تحديد الكمية أو إضفاء الطابع المحلي على التعبير مرناً أو إنزيم جميع التقنيات المذكورة أعلاه، ولكن غير قادر على إعطاء معلومات شاملة عن كل جوانب هذه التعبير الإنزيم، ناهيك عن إدماج هذا المعلومات مع قرارات نشاط الإنزيم. 2 , 3 , 4
تعيين الأيضية يسمح التقدير لكل من المتغيرات المذكورة آنفا التي تحدد نشاط إنزيم. ما هو أكثر من ذلك، هو تعيين الأيضية شكلاً من أشكال الخلايا الحية أو تصوير الأنسجة مع الخلايا والأنسجة التي يتم الاحتفاظ بها سليمة أثناء تحليل لتوليد حالة تقريبا صحيح لطبيعة لتوليد بيانات نشاط الإنزيمات. وتنتج الصور التي تسهل كل تقدير مفصل موقع نشاط إنزيم، فضلا عن قوي التحديد الكمي لنشاط إنزيم داخل حجرة الخلايا أو الأنسجة. 3 , 4 البروتوكولات المبينة هنا لرسم خرائط الأيضية لنشاط dehydrogenases تستند على دليل المختبرات كافة أساليب histochemical الإنزيم المتاحة،5 في مبادئ كمية الإنزيم هيستوتشيميستري،6 وفي تحليل الصور من الخرائط الكمية الأيضية. 4
ديهيدروجيناسيس هي الإنزيمات التي تقوم بتفاعلات الأكسدة والاختزال لتقليل العوامل المساعدة المتعارف عليه مثل NAD+، NADP+ وبدعة إلى NADH ونادف والقوات المسلحة الهايتية2، على التوالي. هي المحتضنة خلايا سليمة أو أقسام الأنسجة كريوستات التي هي غير ثابتة كيميائيا في متوسط رد فعل الذي يتضمن، بين الكواشف الأخرى، والركيزة، والعوامل المساعدة من نازعة محددة وملح تيترازوليوم. وفي وقت لاحق، أن نازعة ينفذ نشاط الحفاز ويقلل من NADP+ إلى نادف، على سبيل المثال،. عبر ناقلة إلكترون، تخفيض 2 نادف الجزيئات في نهاية المطاف 1 جزيء الملح tetrazolium شبه عديم اللون للذوبان في الماء في جزيء 1 formazan الأزرق تستعصي على الحل المياه رواسب فورا في موقع نازعة. ولذلك، امتصاص formazan سرع مقياسا مباشرا للنشاط المحلي لنازعة ويمكن ملاحظتها باستخدام الفحص المجهري الخفيفة أو كمياً باستخدام تحليل الفحص المجهري وصورة الضوء أحادي اللون. الجانب الكمي لهذا البروتوكول يتيح للباحثين ﻻستخﻻص النتائج الإحصائية من هذه الاختبارات. وبالإضافة إلى ذلك، يسهل هذا التحديد الكمي البت في الموقع معلمات إنزيم الحركية، مثل نشاط إنزيم القصوى (Vmax) وتقارب من الركازة لأنزيم (كم). 3 , 4 , 5 , 6
عند التخطيط لتجربة تعيين ايضية، من المهم أن ندرك أن كل تجربة، ويوصي بحد أقصى خمسين الشرائح الزجاجية مع المنضمة خلية الأعمال التحضيرية أو أقسام الأنسجة لتقليل التأخيرات الزمنية أثناء الحضانة من أجل الحصول على متسقة النتائج. فمن الممكن عملية أكثر الشرائح و/أو التراكيب المتوسطة عندما تنفذ هذه الخطوات بروتوكول تعاوني بالمجرب أكثر. وعلاوة على ذلك، يوجد بعض التغير بين التجارب. ولذلك، يجب تكرار تجارب مماثلة على الأقل 3 مرات مع سيتوسبينس من كل إعداد الخلية أو مقاطع من كل عينة الأنسجة وضوابط ملائمة ينبغي أن تدرج في كل تجربة. دائماً إعداد وسيلة احتضان تحكم في غياب الركيزة ولكن وجود العوامل المساعدة على مراقبة لتلطيخ نشاط إنزيم غير محددة. النتائج الأكثر تمثيلاً يتم الحصول عليها في تجارب فيه تركيزات مختلفة الركازة/مساعد يتم تطبيقها على أقسام الأنسجة أو الخلايا الاستعدادات من نفس العينة، حيث أن المجرب يمكن إجراء تحليلات لأنزيم حركية استخدام منحنيات جرعة النشاط.
هذا البروتوكول يتبع المبادئ التوجيهية المتعلقة باستخدام المواد البشرية "المجلس استعراض" الأخلاقيات الطبية من المركز الطبي الأكاديمي.
1-إعداد الخلايا أو أقسام الأنسجة
2-إنزيم Histo/سيتوتشيميستري ل Dehydrogenases القابلة للذوبان
3. الحصول على الصور
4. تحليل الصورة
وترد عدة بروتوكولات لإعداد المتوسطة الحضانة للتحقيق في نشاط نازعة خاصة. لكل من نازعة، حل الكواشف المذكورة في الحل بولي مع الحفاظ على درجة حرارة على الأقل 37 درجة مئوية. الكواشف ينبغي أن تحل بالترتيب المحدد في الجدول و أي نيتروبت دائماً يحل أولاً (م) الدورة الشهرية دائماً حل آخر. يتم حل كل 5 ملغ من نيتروبت في مزيج ميليلتر 40 (20 ميليلتر الإيثانول + 20 ميليلتر dimethylformamide). كافة وحدات التخزين لكل 1 مل من محلول بولي 18%، التي يمكن استخدامها لوصمة عار ~ 2 أقسام الأنسجة أو ~ 4 خلية الاستعدادات على الشرائح الزجاجية. نيتروبت نادٍ+، NADP+، ينبغي بذل الحلول ADP والركيزة الطازجة. نان3ومجكل2 (م) الدورة الشهرية حلول يمكن تخزينها في 4 درجات مئوية لمدة شهر واحد. 18% بولي حله في الفوسفات ويمكن تخزين المخزن المؤقت عند 60 درجة مئوية لمدة أسبوعين. يمكن تعيين الرقم الهيدروجيني للحل بولي 18% باستخدام تركيبات مختلفة من فوسفات هيدروجين البوتاسيوم 0.1 M (خ2ص4) و 0.1 M ثنائي الهيدروجين الفوسفات (نا2هبو4) المخازن المؤقتة. فترات حضانة أظهرت توفر نقطة انطلاق جيدة، ولكن فترات حضانة المثلى تعتمد على الأنواع ونوع الأنسجة والحفاظ على النسيج. وبصفة عامة، ينبغي المحتضنة الاستعدادات خلية أطول من أقسام الأنسجة للحصول على مستوى مماثل لإنتاج فورمازان.
نازعة إيسوسيتراتي البرية من نوع 1 و 2 (IDH1/2) تحفيز تحويل إيسوسيتراتي إلى α-كيتوجلوتاراتي (αKG) مع ما يصاحب ذلك انخفاض NADP+ إلى نادف في السيتوبلازم والميتوكوندريا، على التوالي. هذه الإنزيمات وقد اجتذبت اهتمام مؤخرا نظراً لحدوث الطفرات IDH1/2 في أنواع مختلفة من السرطان البشري، بما في ذلك سرطان الدماغ الأولية (جليوبلاستوما)، وسرطان القولون والمستقيم، وتوفر فرصة فريدة لإظهار إمكانيات تعيين الأيضية. الطفرات IDH1 تعطيل نشاط إنزيم البرية من نوع IDH1 وحمل أيضا نشاطا الجدد الانزيمية التي تؤدي إلى إنتاج وتراكم اللاحقة من أونكوميتابوليتي د-2-هيدروكسيجلوتاراتي (د-2 HG)،11 وناقش في أماكن أخرى بالتفصيل. 12 وأظهرت التجارب الأيضية رسم الخرائط أن NADP+-تعتمد IDH1/2 النشاط كان أقل بكثير في خلايا سرطان القولون والمستقيم مع طرقت في متخالف IDH1 طفرة من خلايا سرطان القولون والمستقيم التي كانت IDH1 البرية من نوع (الشكل 1A). كان هذا الاختلاف كمياً بتحليل الصورة photomicrographs الضوء أحادي اللون (الشكل 1B). 12
ويرد مثال آخر يوضح التجارب الأيضية رسم الخرائط في الشكل 2، والذي هو صورة لمقطع كريوستات الدماغ الماوس التي تم حقن الخلايا جليوبلاستوما البشرية. IDH1/2 هو موفر نادف الأكثر أهمية في الدماغ البشري ونشاطها أوبريجولاتيد في البرية من نوع جليوبلاستوما IDH1/2 ، بينما قدرة إنتاج نادف IDH1/2 أقل بكثير في أدمغة القوارض. 11 الشكل 2A يظهر الفرق بين NADP عالية+-يعتمد نشاط IDH1/2 في الخلايا جليوبلاستوما البشرية و NADP منخفض+-تعتمد IDH1/2 النشاط في الدماغ صحية الماوس. النشاط IDH1/2 هو كمياً كإنتاج نادف µmol كل مل الأنسجة الدقيقة في الشكل 2.
رد فعل الانزيمية IDH1/2 بسيط نسبيا، ولكن نازعة لاكتات (رابطة حقوق الإنسان) إنزيم أكثر تعقيداً معقدة. رابطة حقوق الإنسان يحول تحويل عكسها من اللاكتات إلى بيروفات مع ما يصاحب ذلك انخفاض NAD+ إلى NADH أو العكس بالعكس. توافر لاكتات وبيروفات وتكوين الإنزيم رابطة حقوق الإنسان المعقدة ويملي سواء لاكتات يتم تحويلها أساسا إلى بيروفات (الذي هو تحفزها رابطة حقوق الإنسان-ب وغلات NADH) أو ما إذا كان يتم تحويل بيروفات أساسا إلى لاكتات (والذي تحفزها رابطة حقوق الإنسان، ويستهلك NADH). تجارب تعيين 13 الأيضية قادرون على تصور نشاط رابطة حقوق الإنسان-ب رد فعل، لكنها "الأعمى" لنشاط رابطة حقوق الإنسان-برد فعل لأنه لا يحدث إنتاج NADH ونتيجة لذلك لم يتم خفض نيتروبت إلى فورمازان. ويبين الشكل 3 NAD+-الفرعين يعتمد نشاط رابطة حقوق الإنسان (أي تحويل اللاكتات إلى بيروفات) في الدماغ البشري في غياب الركيزة (الشكل 3 ألف)، وجود تركيزات عالية من لاكتات (الشكل 3B )، وحضور لاكتات 6 مم (الشكل 3)، وحضور تركيز منخفض من لاكتات وتركيز أعلى من بيروفات (3D الشكل). وتوضح نتائج هذه التجارب الأيضية رسم الخرائط على نحو كاف يلتقط أن ند+-يعتمد نشاط رابطة حقوق الإنسان في أقسام الأنسجة يعتمد على توافر لاكتات وبيروفات في الأجلين المتوسط ورد فعل.

الشكل 1 . NADP+-IDH1/2 يعتمد نشاط الخلايا البشرية سرطان القولون والمستقيم. Photomicrographs (A) الضوء أحادي اللون الممثل HCT116 الخلايا البشرية سرطان القولون والمستقيم بعد تلطيخ ل NADP+-يعتمد نشاط IDH1/2 ضد 1-10 مم إيسوسيتراتي و 0.8 ملم NADP+. تغيير حجم أشرطة = 50 ميكرومتر. (ب) إجراء تقييم كمي لامتصاص فورمازان الأزرق ينتج من نيتروبت من NADP+--يظهر النشاط IDH1/2 تعتمد كل خلية باستخدام الضوء أحادي اللون في (أ) وتحليل الصور. المختصرات: IDH1WT/WT، نازعة إيسوسيتراتي 1 البرية من نوع؛ IDH1WT/موت، نازعة إيسوسيتراتي 1 تحور. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الشكل 2 . NADP+-يعتمد نشاط IDH1/2 من عينات جليوبلاستوما البشرية. (أ) الصورة المجهرية ممثل قسم الدماغ الماوس يحتوي على الماوس صحية الدماغ (ح) ومن إكسينوجرافت ورم جليوبلاستوما بشرية (t) بعد تلطيخ ل NADP+-النشاط IDH1/2 يعتمد حضور 0.8 مم NADP+ وإيسوسيتراتي 2 مم. شريط المقياس = 200 ميكرومتر (ب) إنزيم النشاط الكمي لمناطق الدماغ الماوس (ح) وجليوبلاستوما البشرية إكسينوجرافت (t) المبينة في (أ) باستخدام قانون بير لامبرت. أشرطة الخطأ تمثل الانحرافات المعيارية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الشكل 3 . NAD+-النشاط يعتمد لاكتات نازعة (رابطة حقوق الإنسان) من عينات المخ البشري. Photomicrographs الممثل من مقاطع المسلسل لعينات المخ البشري بعد تلطيخ لند+-يعتمد نشاط رابطة حقوق الإنسان (أ) ضد ظروف التحكم (في غياب الركيزة وبيروفات، 3 مم NAD+ فقط) (ب) ضد لاكتات 150 مم في غياب بيروفات (ج) ضد 6 مم لاكتات في غياب بيروفات و (د) ضد لاكتات 6 مم حضور 18 ملم بيروفات، مثبط تنافسية المنتج من رد فعل اللاكتات إلى بيروفات. شريط المقياس = 200 ميكرومتر. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
| إنزيم: | G6PDH | رابطة حقوق الإنسان | تشبيك ضوئي متزامن | MDH | IDH1 | IDH2 | IDH3 | 6PGD | جد |
| بولي 18% في المخزن المؤقت للفوسفات 100 مم | 1 مل؛ pH = 7.4 | 1 مل؛ pH = 7.4 | 1 مل؛ pH = 8.0 | 1 مل؛ pH = 7.4 | 1 مل؛ pH = 7.4 | 1 مل؛ pH = 7.4 | 1 مل؛ pH = 7.4 | 1 مل؛ pH = 8.0 | 1 مل؛ pH = 8.0 |
| 5 مم نيتروبت | مزيج ميليلتر 5 ملغ/40 | مزيج ميليلتر 5 ملغ/40 | مزيج ميليلتر 5 ملغ/40 | مزيج ميليلتر 5 ملغ/40 | مزيج ميليلتر 5 ملغ/40 | مزيج ميليلتر 5 ملغ/40 | مزيج ميليلتر 5 ملغ/40 | مزيج ميليلتر 5 ملغ/40 | مزيج ميليلتر 5 ملغ/40 |
| 5 مم نان3 | 10 ميليلتر | 10 ميليلتر | 10 ميليلتر | 10 ميليلتر | 10 ميليلتر | 10 ميليلتر | 10 ميليلتر | 10 ميليلتر | |
| 5 مم مجكل2 | 10 ميليلتر | 10 ميليلتر | 10 ميليلتر | 10 ميليلتر | 10 ميليلتر | 10 ميليلتر | |||
| 3 مم NAD+ | 10 ميليلتر | 10 ميليلتر | 10 ميليلتر | ||||||
| 0.8 ملم NADP | 10 ميليلتر | 10 ميليلتر | 10 ميليلتر | 10 ميليلتر | 10 ميليلتر | ||||
| 2 مم ADP | 10 ميليلتر | ||||||||
| الركيزة | 10 ملم الجلوكوز-6-فوسفات | لاكتات 150 مم | succinate 50 مم | حمض malic 100 مم | إيسوسيتراتي 2 مم | إيسوسيتراتي 2 مم | إيسوسيتراتي 2 مم | 10 ملم 6-والرمات-جالاكتوناتي | حمض الغلوتاميك 10 ملم |
| مبمس 0.32 مم | 10 ميليلتر | 10 ميليلتر | 10 ميليلتر | 10 ميليلتر | 10 ميليلتر | ||||
| 0.2 مم الدورة الشهرية | 10 ميليلتر | 10 ميليلتر | 10 ميليلتر | 10 ميليلتر | |||||
| مدة حضانة المرض | 5 دقيقة | 30 دقيقة | 60 دقيقة | 60 دقيقة | 30 دقيقة | 30 دقيقة | 30 دقيقة | 10 دقيقة | 30 دقيقة |
الجدول 1. نظرة عامة على التخطيطي البروتوكول رسم الخرائط الأيضية ل dehydrogenases. المختصرات: ADP أدينوسين ديفوسفاتي؛ (م) الدورة الشهرية (ميثوكس)-5-كبريتات ميثيلفينازينيوم الميثيل؛ نيتروبت، كلوريد تيترازوليوم الأزرق نيترو؛ G6PDH، نازعة الجلوكوز-6-فوسفات؛ رابطة حقوق الإنسان، لاكتات نازعة؛ المحددات، نازعة succinate؛ MDH، نازعة مالات؛ IDH، نازعة إيسوسيتراتي؛ 6PGD، نازعة 6-فوسفوجلوكوناتي؛ جد، نازعة غلوتامات.
البحوث المتعلقة بالأيض الخلوية تشهد حاليا نهضة للباحثين يدركون الآن أن الآثار الأيضية من أهمية حاسمة في نشوء المرض وعلاج الكثير من الأمراض. وبمساعدة من 1 أبحاث الأيض وعلاوة على ذلك، قبل زيادة توافر التقنيات التي توفر هذا الحقل من البحث مع أدوات أكثر من أي وقت مضى، بما في ذلك الطيف الكتلي والعلامات راديويسوتوبيك والقياس الطيفي الرنين المغناطيسي النووي. لا حال من الأحوال تعيين الأيضية تقنية رواية، ولكن قدرتها على إعطاء معلومات متكاملة عن النشاط الإنزيمات في حالة تقريبا صحيح لطبيعة يجعل هذا الأسلوب أكثر أهمية من أي وقت مضى. 2
وتوجد في جميع الخلايا الحية، مما يشير إلى أن dehydrogenases نشأ في وقت مبكر جداً خلال تطور العوامل المساعدة+ NAD و NADP+ ولها أدوار رئيسية في الأيض الخلوي. 14 , حاليا، هناك 15 523 ردود فعل تحفيز الإنزيم التي تصنف على أنها ديهيدروجيناسيس وتحدث عبر جميع الأنواع. 16 نظرياً، نشاط جميع ردود فعل مختلفة من نازعة يمكن بشكل منفصل بالتحقيق اللف البروتوكول الأيضية رسم الخرائط الموضحة هنا. كل رد فعل الانزيمية فريدة من نوعها عن طريق الركيزة والعوامل المساعدة اللازمة لنشاطها. ولذلك، يمكن تحديد نشاط كل رد فعل الانزيمية استخدام تجربة تعيين ايضية مع الركازة الملائمة والعوامل المساعدة على المديين المتوسط ورد الفعل. بيد أن بعض isoforms الإنزيم تختلف في هذه الترجمة سوبسيلولار، مثل واحد isoform يحفز رد فعل في السيتوبلازم بينما isoform آخر يعمل في الميتوكوندريا. مثال جدير بالذكر هو IDH1 و IDH2، التي السابق هيولى وهذا الأخير mitochondrial واثنين من البروتينات المختلفة المشفرة بواسطة اثنين من جينات مختلفة. 11 1-ميثوكس-5-ميثيلفينازينيوم ميثيلسولفاتي (ميثوكس-PMS) و 5-ميثيلفينازينيوم ميثيلسولفاتي (PMS) يمكن استخدام كل كحاملات إلكترون لهذه التجارب. السابق لا يمر المتقدرية الأغشية، هذا الأخير. ولذلك، يجب استخدام التحقيقات على إنزيمات الميتوكوندريا (مثل IDH2) الدورة الشهرية بينما التحقيقات على إنزيمات سيتوسوليك (مثل IDH1) وينبغي أن تستخدم مبمس.
كما هو الحال مع العديد من التقنيات، اختلافات من هذا البروتوكول، مثل استخدام أنواع مختلفة من الأملاح تيترازوليوم، باستثناء إضافة الدورة الشهرية وأزيد الصوديوم، استخدام وسيلة متزايدة مائي، واختلاف الاحتضان والشطف مرات، موجودة، وقد تعمل بشكل جيد على قدم المساواة. لا يقتصر تطبيق رسم الخرائط الأيضية مع أملاح تيترازوليوم إلى ديهيدروجيناسيس. مع تعديلات صغيرة إلى البروتوكول، يمكن أيضا استخدامه لتقييم نشاط الإنزيمات التي تعمل مباشرة المنبع لنازعة في مسار الأيض. لقد قمنا سابقا بوصف هذا المبدأ للانزيم جلوتاميناسي،17 التي تعمل مباشرة المنبع من نازعة غلوتامات في مسار جلوتامينوليسيس. 18 من الناحية النظرية، يمكن تطبيق نفس المبدأ للإنزيمات الأخرى أن دورة الدالة مباشرة المصب أو المنبع لنازعة مثل أكونيتاسي، التي تقع مباشرة أعلى النهر IDH2 و IDH3 في حامض تريكاربوكسيليتش (TCA). اختلاف بسيط آخر هو التركيز المبينة في الجدول 1 عن طريق جعل حضانة قنينة متوسطة بتركيزات مختلفة من الركازة، مساعد و/أو مثبط. يسمح هذا جيل منحنيات جرعة النشاط كدالة لتركيز الركازة، مساعد و/أو تثبيط.
يتحدث من الناحية الفنية، الأيضية والتجارب رسم الخرائط لا تيسر الملاحظات غير متحيزة في الموقع نشاط الإنزيم، للباحثين لاختيار تركيز الركيزة ومساعد قد لا تعكس مستويات الركيزة ومساعد أن يتم هذا في الموقع. وعلاوة على ذلك، استخدام لزج 18% بولي في الأجلين المتوسط ورد فعل يساعد على إبقاء الجزيئات سليمة، في المكان وفي تكيف ولكن يحظر نشر فعالة من الكواشف الوزن الجزيئي المنخفض من خلال وسيلة رد فعل. 3 , 5 ولذلك أنشطة إنزيم العزم في التجارب الموضحة هنا أن استخدام تركيزات الركيزة سوبرافيسيولوجيكال لا تعكس الحالة في فيفو بتركيز الركازة معين بل مناسبة مقارنات بين التجريبية. وبالتالي، من نتائج تجارب رسم الخرائط الأيضية قدرة الإنتاج (أقصى نشاط) فعل الانزيمية في السياق مستويات الركيزة ومساعد الموجودة على هذا الموقع. وعلاوة على ذلك، يتيح استخدام تركيزات مختلفة من الركازة و/أو العوامل المساعدة وعينات متعددة غير متحيزة مقارنة بالطاقة الإنتاجية القصوى (Vmax) وتقارب (كم) من إنزيم الركازة/مساعد في الأعمال التحضيرية للخلية ، الأنسجة أو مناطق الأنسجة. هذه المعلمات هي نتيجة لمجموع إنزيم البروتين التعبير والتعديلات بوستترانسلاشونال وأثر المكروية مزدحمة على نشاط الإنزيمات. ولذلك، تعيين الأيضية لا تزال انعكاسا أفضل لنشاط إنزيم من التجارب التي تحدد التعبير البروتين أو تنقية إنزيم النشاط في المختبر.
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
ويدعم R.J.M. "منحة الدكتوراه المجلس الطبي الأسترالي". وأيد هذا البحث "جمعية السرطان الهولندية" (منحة كوف يوفا 2014-6839). يشكر المؤلفون جونكر ألف الدكتور لمساعدته مع كتابة البروتوكول.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| ملح الأدينوزين 5 & رئيس ؛ ثنائي الفوسفات ملح الصوديوم | سيجما ألدريتش | A2754 | |
| D-الجلوكوز 6-فوسفات ملح الصوديوم | سيجما ألدريتش | G7879 | |
| فوسفات الهيدروجين ثنائي الصوديوم (NA2< / sub>HPO4< / sub>) | ميرك ميليبور | 106559 | |
| ثنائي الصوديوم سكسينات | سيجما ألدريتش | W327700 | |
| DL-Isocitric حمض ثلاثي الصوديوم ملح هيدرات | سيجما ألدريتش | I1252 | |
| حمض الماليك | سيجما ألدريتش | 2300 | |
| جلسرين جيلاتين | سيجما ألدريتش | GG1 | |
| حمض الجلوتاميك | سيجما ألدريتش | G1251 | |
| ليثيوم 6-فوسفو دي جالاكتونات | سيجما ألدريتش | 55962 | |
| كلوريد المغنيسيوم | سيجما ألدريتش | M8266 | |
| ميثوكسي فينازين ميثوسلفات | سيرفا | 28966.01 | |
| نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد | سيجما ألدريتش | N0505 ؛ | |
| نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد فوسفات | سيجما ألدريتش | NADP-RO | |
| نيتروتيرازوليوم كلوريد أزرق | سيجما ألدريتش | N6876 | |
| فينازين ميثوسلفات | سيرفا | 32030.01 | |
| كحول بولي فينيل ، متحلل بالكامل | سيجما ألدريتش | P1763 | |
| فوسفات ثنائي هيدروجين البوتاسيوم (KH2< / sub>PO4< / sub>) | Merck Millipore | 104873 | |
| الصوديوم أزيد | Sigma-Aldrich | S2002 | |
| الصوديوم L-lactate | Sigma-Aldrich | L7022 | |
| مرشح ممر النطاق | البصريات إدموند | https://www.edmundoptics.de/optics/optical-filters/bandpass-filters/Hard-Coated-OD-4-10nm-Bandpass-Filters/ | |
| إسفين | رمادي الخطوةستوفر للصناعات | http://www.stouffer.net/TransPage.htm |
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن