التوسع في الشفرة الجينية بمثابة أداة قوية لدراسة طائفة واسعة من العمليات البيولوجية، بما في ذلك أسيتيليشن البروتين. هنا نظهر بروتوكول سهلة لاستغلال هذه التقنية لتوليد البلوتينيوم أسيتيلاتيد البروتينات في مواقع معينة في خلايا الإشريكيّة القولونية .
مقالة منهجية
التوسع في الشفرة الجينية بمثابة أداة قوية لدراسة طائفة واسعة من العمليات البيولوجية، بما في ذلك أسيتيليشن البروتين. هنا نظهر بروتوكول سهلة لاستغلال هذه التقنية لتوليد البلوتينيوم أسيتيلاتيد البروتينات في مواقع معينة في خلايا الإشريكيّة القولونية .
بوستترانسلاشونال التعديلات التي تحدث في مواقع محددة من البروتينات قد ثبت أن تلعب أدواراً هامة في مجموعة متنوعة من العمليات الخلوية. فيما بينها، أسيتيليشن يسين عكسها واحد لتوزيعها على نطاق واسع في جميع مجالات الحياة. على الرغم من أن تم إجراء العديد من الدراسات أسيتيلومي الجماعي القائم على قياس الطيف الكتلي، كذلك وصف هذه الأهداف acetylation المفترضة كانت محدودة. أحد الأسباب المحتملة هو أن من الصعب لتوليد بروتينات أسيتيلاتيد بحتة في المواقف المطلوبة بمعظم النهج البيوكيميائية الكلاسيكية. للتغلب على هذا التحدي، تم تطبيق تقنية توسيع الشفرة الجينية لاستخدام الزوج من متغير سينثاتيز المهندسة بيروليسيل-الحمض الريبي النووي النقال، والمشابهة لها الحمض الريبي النووي النقال من أنواع ميثانوسارسيناسيي ، وتوجيه إدماج كوترانسلاشونال من أسيتيليسيني في موقع محدد في بروتين الفائدة. بعد التطبيق الأول في الدراسة من acetylation هستون، سهلت هذا النهج acetylation دراسات بشأن مجموعة متنوعة من البروتينات. في هذا العمل، أثبتنا بروتوكول السطحية لإنتاج البروتينات سيتيسبيسيفيكالي أسيتيلاتيد باستخدام نموذج بكتيريا الإشريكيّة القولونية كالمضيف. مالات نازعة كمثال مظاهرة في هذا العمل.
تعديلات بوستترانسلاشونال (بتمس) من البروتينات التي تحدث بعد عملية الترجمة، وتنشأ عن إضافة المجموعات الوظيفية التساهمية لمخلفات الأحماض الأمينية، تضطلع بأدوار هامة في تقريبا جميع العمليات البيولوجية، بما في ذلك الجينات النسخ واستجابة الإجهاد والتمايز الخلوي والتمثيل الغذائي1،،من23. وحتى الآن، حوالي 400 مميزة قد بتمس المحددة4. المعضلة من الجينوم والبروتين يتم تضخيمه إلى حد كبير من قبل بتمس البروتين، كما أنها تنظم نشاط البروتين والتعريب، وتؤثر على التفاعل مع جزيئات أخرى مثل البروتينات والأحماض النووية والدهون والعوامل المساعدة5.
وقد أسيتيليشن البروتين في طليعة الدراسات بتمس في آخر عقدين6،،من78،9،10،11،12. أسيتيليشن يسين كان أول من اكتشف في هيستونيس منذ أكثر من 50 عاماً13،14، قد تم التدقيق جيدا، ومن المعروف أن توجد في أكثر من 80 من عوامل النسخ، والمنظمين، ومختلف البروتينات15، ،من 1617. دراسات في أسيتيليشن البروتين قد وفر لنا فهما أعمق لآلياتها التنظيمية، بل يسترشد أيضا علاجات لعدد من الأمراض الناجمة عن اختلال أسيتيليشن18،19، 20 , 21 , 22 , 23-وكان يعتقد أن acetylation يسين يحدث فقط في حقيقيات النوى، ولكن الدراسات التي أجريت مؤخرا أظهرت أن acetylation البروتين كما تلعب أدواراً رئيسية في فسيولوجيا البكتيريا، بما في ذلك إنزيمية ومقاومة الأحماض والتنشيط وتحقيق الاستقرار في جزر الإمراضية وضراوة الأخرى المتعلقة بالبروتينات24،25،،من2627،،من2829.
باستخدام طريقة شائعة المتحلل تميز acetylation يسين الطفرات الموجهة من الموقع. الجلوتامين كتقليد أسيتيليسيني بسبب حجمها وقطبية مماثلة. ويستخدم ارجينين كتقليد يسين غير أسيتيلاتيد، نظراً لأنه يحتفظ تهمة إيجابية في ظل الظروف الفسيولوجية ولكن لا يمكن أن يكون أسيتيلاتيد. ومع ذلك، كلا يقلد ليست إيسوستيريس حقيقية ولا تسفر دائماً عن النتائج المتوقعة30. النهج الأكثر صرامة لتوليد بروتينات أسيتيلاتيد البلوتينيوم في المخلفات يسين محددة، التي من الصعب أو المستحيل على الأساليب الأكثر كلاسيكية بسبب ستويتشيوميتري منخفض من acetylation يسين في الطبيعة7،11. وقد تم متدهور هذا التحدي في استراتيجية التوسع في الشفرة الجينية، التي توظف هندسة بيروليسيل-الحمض الريبي النووي النقال سينثاتيز البديل من الأنواع ميثانوسارسيناسيي لشحن الحمض الريبي النووي النقالبرونتوسوروس مع أسيتيليسيني، يستخدم المضيف الآلات متعدية لقمع الفريق الاستشاري وقف كودون في مرناً، ويوجه إدماج أسيتيليسيني في موقف مصممة ل البروتين المستهدف31. في الآونة الأخيرة، ونحن الأمثل هذا النظام مع الإنكليزية والفرنسية-تو-ملزمة الحمض الريبي النووي النقال تحسين32 ورفع مستوى أسيتيليسيل-الحمض الريبي النووي النقال سينثاتيز33. وعلاوة على ذلك، نحن طبقت هذا النظام إدماج تعزيز الدراسات acetylation مالات نازعة34 وتيروسيل-الحمض الريبي النووي النقال سينثاتيز35. هنا، علينا أن نظهر البروتوكول من أجل توليد بروتينات أسيتيلاتيد بحتة من الاستنساخ الجزيئي لتحديد الهوية الكيميائية الحيوية باستخدام نازعة مالات (MDH)، الذي درسناه على نطاق واسع كمثال تتضح.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1-موقع الموجه الطفرات الجينات المستهدفة
ملاحظة: يتم التعبير عن MDH تحت T7 المروج في ناقل ثنائي بنزوفيوران متعدد الكلور-1 مع مصدر CloDF13 وعدد نسخة من 20 إلى 4034.
2-التعبير عن البروتين أسيتيلاتيد
3-تنقية البروتين أسيتيلاتيد
4-الكيمياء الحيوية توصيف البروتين أسيتيلاتيد
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
عائد البروتين MDH أسيتيلاتيد كان 15 ملغ في الثقافة 1 لتر، بينما من البرية من نوع MDH 31 ملغ في الثقافة 1 لتر. تم تحليل البروتينات المنقاة من الحزب الديمقراطي الصربي صفحة كما هو مبين في الشكل 1. MDH البرية من نوع كمراقبة إيجابية34. البروتين تنقيته من الخلايا إيواء النظام دمج أسيتيليسيني (AcK) والجين متحولة mdh ، ولكن دون AcK في وسائط النمو، كعنصر سلبي. تم الكشف عن acetylation يسين من البروتينات المنقاة بغربي النشاف استخدام أسيت...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ويستند إدراج الوراثية للأحماض الأمينية نونكانونيكال (ncAAs) قمع كودون المعينة، معظمهم إيقاف العنبر كودون الفريق الاستشاري36،37،38،39، بالحمض الريبي النووي النقال المشحون نكا تحتوي على أنتيكودون المقابلة. وكما هو معروف، كودون الفريق الاستشاري يعترف بالإفراج عن العامل-1 (RF1) في البكتيريا، وأنه يمكن أيضا يمكن منعها بالقرب ترنس المشابهة من المضيفين اتهم بالأحماض الأمينية الكنسي (الهيئة) مثل يسين و...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
وأيد هذا العمل المعاهد الوطنية للصحة (AI119813)، البدء من جامعة اركنساس، والجائزة من معهد العلوم البيولوجية ولاية أركنسو.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| مقايسة بروتين برادفورد | Bio-Rad | 5000006 | تركيز |
| البروتين 4x Laemmli Sample Buffer | Bio-Rad | 1610747 | SDS عينة عازلة |
| Coomassie G-250 Stain | Bio-Rad | 1610786 | SDS-PAGE تلطيخ |
| جل 4-20٪ SDS-PAGE جاهز جل | Bio-Rad | 4561093 | تحديد البروتين |
| AC-K-100 (HRP Conrupgate) | خلية الإشارات | 6952 | الأجسام المضادة |
| IPTG | CHEM-IMPEX | 194 | محفز التعبير |
| N & epsilon; < / sup>-Acetyl-L-lysine | CHEM-IMPEX | 5364 | عمود تحلية الأحماض الأمينية غير المتعارف عليها |
| PD-10 | الرعاية الصحية | 17085101 | تحلية |
| Q5 طفرات الموجهة نحو الموقع | NEB | E0554 | تقديم خلايا كودون التوقف |
| BL21 (DE3) | NEB | C2527 | التي تعبر عن سلالة |
| QIAprep Spin Miniprep Kit | QIAGEN | 27106 | استخراج البلازميدات راتنج |
| Ni-NTA | QIAGEN | 30210 | راتنج تنقية |
| التقارب نيكوتيناميد | سيجما ألدريتش | N3376 | مثبط ديستيلاز |
| بيتا ؛ ميركابتو إيثانول | سيجما ألدريتش | M6250 | عامل اختزال |
| كاشف استخراج البروتين | BugBuster سيجما ألدريتش | 70584 | خلايا الكسر |
| البنزونازي نوكلياز | سيجما ألدريتش | E1014 | DNase |
| ECL الركيزة النشاف الغربي | ThermoFisher | 32106 | التلألؤ الكيميائي |
| مرق LB المختلط | VWR | 97064 | متوسط نمو الخلايا |
| ألبومين مصل الأبقار | VWR | 97061-416 | حجب البقع الغربية |
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