الفئة 1 هيستون deاسيتيل (hdacs) مثل rpda اكتسبت اهميه كاهداف محتمله لعلاج التهابات الفطرية. هنا نقدم بروتوكول لإثراء محدده من الحنفية الموسومة rpda جنبا إلى جنب مع فحص النشاط hdac الذي يسمح في اختبار فعاليه المختبر من مثبطات الحجر هيستون.
مقالة منهجية
الفئة 1 هيستون deاسيتيل (hdacs) مثل rpda اكتسبت اهميه كاهداف محتمله لعلاج التهابات الفطرية. هنا نقدم بروتوكول لإثراء محدده من الحنفية الموسومة rpda جنبا إلى جنب مع فحص النشاط hdac الذي يسمح في اختبار فعاليه المختبر من مثبطات الحجر هيستون.
الفئة 1 هيستون deاسيتيل (hdacs) مثل rpda اكتسبت اهميه كاهداف محتمله لعلاج التهابات الفطرية والتعدين الجينوم من الأيض الثانوية الفطرية. ومع ذلك ، يتطلب فحص المثبطات أنشطه الانزيمات المنقية. منذ الفئة 1 deاسيتيل ممارسه وظيفتها كمجمعات متعددة البروتينات, انها عاده ما تكون غير نشطه عندما أعرب عنها كببتيد واحد في البكتيريا. لذلك ، المجمعات المحلية تحتاج إلى ان تكون معزولة ، والتي ، عندما يتم تطبيق التقنيات التقليدية مثل التبادل الأيوني وحجم الفصل اللوني الاستبعاد ، شاقه وتستغرق وقتا طويلا. وقد تم تطوير التقارب بالترادف كاداه لإثراء المجمعات متعددة البروتينات من الخلايا ، التالي تبين ان تكون مثاليه لعزل الانزيمات الذاتية. هنا نقدم بروتوكولا مفصلا لإثراء خطوه واحده من المجمعات rpda النشطة عبر خطوه تنقيه الاولي من عضال الحنفية-الموسومة rpda من الرشاشيات معشش. ويمكن بعد ذلك استخدام المجمعات المنقية لفحص المثبطات اللاحقة وذلك بتطبيق فحص دياسيتيل. ويمكن الانتهاء من إثراء البروتين مع فحص النشاط الانزيمي في غضون يومين.
هيستون دياسياسيس (HDACs) هي الزنك2 +-تعتمد الانزيمات المهدرجة قادره علي أزاله مجموعات اسيتيل من بقايا يسين من histone والبروتينات الأخرى. استنادا إلى تشابه التسلسل ، يتم تجميع HDACs في عده فئات1. في الاونه الاخيره ، والطبقة الفطرية 1 hdac rpda ، وهو من الخميرة الخباز بيكر (ساكاروميسز سيريفيسياي) Rpd3p ، وقد تبين ان تكون ضرورية للمرض الفطرية الانتهازية الرشاشيات تبخير2. ولذلك ، اكتسبت RpdA اهميه كهدف محتمل لعلاج التهابات الفطرية2. تقييم النشاط deاسيتيل في المختبر مهم لتوصيف الخصائص الانزيميه ويسمح لتحديد فعاليه المواد الجديدة لتطوير المثبط. علي الرغم من انه تم الإبلاغ عن التعبير المؤتلف من النسخة المحسنة CODON من HDAC1 البشرية في القولونية في الاونه الاخيره3, محاولات للتعبير عن كامل طول rpda في هذا المضيف فشل4. وعلاوة علي ذلك ، منذ الطبقة الفطرية 1 HDACs مثل RpdA و HosA تمارس وظيفتها كمجمعات متعددة البروتينات ، فمن مواتيه لاستخدام المجمعات المحلية الاصليه للدراسات المثبطات الانزيميه. ومع ذلك ، نظرا للعوامل المثبطة ووجود HDACs مختلفه في lysates الفطرية ، والنشاط الحفاز تقاس في مقتطفات البروتين الكامل منخفضه نسبيا ولا يمكن ان تسند إلى الانزيمات الفردية. وعلاوة علي ذلك ، الدراسات السابقة في الفطريات الخيطية ا. نيدولانز تحديد فئة 2 Hdac ، hdaa ، كما deاسيتيل السائدة في كسور الكروماتوغرافي من مقتطفات الفطرية. التالي ، هناك حاجه إلى العديد من الخطوات تنقيه الكروماتوغرافي التقليدية لفصل النشاط غير HdaA من سلالات الفطرية4. ان إدخال استراتيجية تنقيه التقارب الترادفية (TAP) في A. معشش5 قد خففت بشكل كبير إثراء أنشطه deاسيتيل محدده. وتتكون علامة TAP الاصليه من اثنين من البروتينات a المجالات و ببتيد ملزم كالموديولين (الجمارك) مفصوله بواسطة التبغ البروتيني البروتياز (tev) الانشقاق الموقع6. وهذا يسمح لتنقيه الاصليه والتملص من البروتينات الموسومة بما في ذلك شركائها التفاعل7. عند استخدام البروتينات المخصبة لاختبارات النشاط ، فان الشطف الخفيف تحت الظروف الاصليه عن طريق انشقاق البروتياز هو ميزه هامه لتنقيه العلامة TAP. بروتين GFP الموسومة ، علي سبيل المثال ، يمكن ان تثريها الأجسام المضادة المعباه أيضا ، ومع ذلك ، لا يمكن ان يكون التملص في ظل الظروف الاصليه.
هنا نقدم بروتوكولا مفصلا لإثراء خطوه واحده من المجمعات rpda النشطة عن طريق خطوه تنقيه الاولي من عضال الحنفية الموسومة rpda من a. معشش (مفتش الفصل والانقسام tev) لفحص المثبط اللاحقة تطبيق هيستون الفحص deاسيتيل. كما ثبت ان تكون كافيه ، اقتصر إثراء التقارب علي خطوه تنقيه واحده أيضا لان النشاط الانزيمي تم تخفيضه بشكل كبير بعد اثنين--خطوه تنقيه الحنفية بالمقارنة مع تنقيه مفتش وحده.
ومع ذلك ، فان البروتوكول المقدمة ينبغي كذلك ان تكون قابله للتطبيق لإثراء الانزيمات الموسومة الأخرى المشاركة في التنظيم الكروماتين مثل استيل ترانسفيراسيس ، ميثيل ترانسفيراسيس ، وديموميثاز. من خلال إلحاق الخطوة تنقيه الثانية من بروتوكول TAP ، البروتينات المشتركة تنقيه مع الطعوم الموسومة يمكن اعتبارها شركاء معقده من (رواية) المجمعات الانزيميه.
1-زراعه ا. نيدولانز
2. واحد--خطوه إثراء الحنفية--الموسومة HDAC (مقتبسه من Bayram et al. 2012)12
3-تحليل التنقية بواسطة صحيفة البيانات الخاصة والغربية التنقيط
4. دياسيتيل الفحص باستخدام في المختبر [3ح] خلات المسمي الدجاج الشبكية الحجاب الحي (مقتبسه من trojer et al. 2003)4
ويرد في الشكل 1 (المشار اليه باسم "مفتش") النتيجة النموذجية للتخصيب الأحادي الخطوة المقدم من الحاسوب المحمول. ومن أجل الاكتمال ، أدرجنا أيضا كسور التدفق والامتصاص ("تمويل الإرهاب" و "CE") التي توضح الخطوة الثانية لتنقيه راتنج كاليموولين ("CaM") علي النحو الموصوف في12. يظهر الهلام الملون باللون الفضي (A) بوضوح فعاليه خطوه التقارب الاولي التي تزداد بشكل أكبر عند اجراء التنقية الترادفية. معظم البروتينات البارزة الموجودة في استخراج البروتين وتدفق من خلال, ومع ذلك, واستنفدت بالفعل في الشطف TEV (TE). من المهم ان نلاحظ ان الكسور TEV الشطف هي > 100 × تتركز بالمقارنة مع استخراج والتدفق من خلال. علامة النجميه الموسومة RpdA (قارن لوحه B). وتبلغ القيمة المحسوبة لل RpdA بما في ذلك المصرف الخاص بالجمارك (RpdA:: الجمارك) 82 دولارا ، ومع ذلك ، يهاجر البروتين بوزن جزيئي ظاهر اعلي بكثير من 120 ده. وقد لوحظت هذه الظاهرة في السابق ويمكن تعيينها للخصائص المحددة لمحطتها الرابعة (ج)4،17. ويظهر المناعي (ب) إشارات قويه تهاجر في حوالي 120 دهت المقابلة لشركات الجمارك الرقمية ذات الطول الكامل لل rpda (rpda:: الجمارك العامة) في الشطف tev ("TE") ، وتدفق كالموديولين ("تمويل") ، والتهرب ("CE") الكسور. في الحامضة [الويت] ("[ا]") اشاره ثانيه مع [مو] كبيره قليلا مرئية. وهذا يمثل نسبه الحنفية الموسومة RpdA منضمة إلى الراتنج مفتش التي لم تصدر عن طريق الانقسام TEV. يماثل الفرق في حجم إلى 16 [كدا] من البروتين تكرار من [اونكليفيد] [رpda]:: صنبور. وكما هو متوقع ، لا يمكن الكشف عن اي عصابات بواسطة الأجسام المضادة لمكافحه الجمارك في أجزاء التحكم من النوع البري (اللوحة B، "النوع البري").
يتم عرض نتائج اختبار النشاط دياسيتيل ممثل مع مثبط HDAC محدده trichostatin A (TSA) في الشكل 2. وقد وضعت هذه المقايسة أصلا للنباتات18 واستخدمت أيضا للكشف عن المثبطات ضد الثدييات دياسياسيس19,20. ووصفت الأحجار الكريمة المستخدمة لمقايسة واعدت علي النحو الموصوف16. ويظهر اثر زيادة تركيزات TSA علي النشاط الحفاز لمجمع RpdA المخصب ("TE ± TSA"). وتؤكد حساسية النشاط ان القيم المحسوبة لكل الف ظهور بالفعل ترجع إلى RpdA وليس بسبب نشاط الانزيم البروتيني غير المحدد. هذا هو ملاحظه هامه لأنه يشير إلى ان TEV ، والتي هي موجودة في تركيز عاليه بدلا من ذلك ، لا تتداخل مع الفحص النشاط HDAC. [أين وردر تو] عينت يقيس [هداك] نشاط إلى [ركك], استعملت سلاله [بري-مني] كان كتحكم سلبيه ("[ك]"). كما هو متوقع ، تم الكشف عن النشاط HDAC هامشيه فقط (حوالي 5-10 ٪ من الكسور المخصب RpdA) في الشطف TEV من نوع البرية. ومن المثير للاهتمام ، يتم تقليل النشاط HDAC بشكل كبير بعد خطوه تنقيه التقارب الثانية ("CE") بالمقارنة مع الشطف TEV.

الشكل 1 بالتوازي مع تقارب الملحقات من الحنفية-الموسومة RpdA. يتم عرض هلام بولياكرياميد من الفضة الملونة بنسبه 10% (a) واللطخه الغربية التي تم سبرها مع الجسم المضاد لحماية الجمارك ومكافحه ألغام (B). لين وضع العلامات والمجلدات المحملة علي النحو التالي: "M": 2 μl من 1:10 المخفف علامة البروتين غير الملون (وصمه عار الفضة) ، 3.5 μl من علامة البروتين بريملون (وصمه عار الغربية) ؛ "Ex": عينه مستخلص البروتين كما أعدت في الخطوة 2.2.8 (2 μلتر من التخفيف 1:10 ، 5 μl) ؛ "FT": مفتش الراتنج تدفق من خلال عينه كما أعدت في الخطوة 2-4 (2 μلتر من 1:10 التخفيف ، 5 μl) ؛ "AE": حمض التملص من الخطوة 2.4.14 (10 μl ، 10 μl) ؛ "TE": TEV التملص من التملص بين عشيه وضحيها عن طريق الانقسام TEV ، خطوه 2.4.12 (10 μl ، 10 μl) ؛ "قدم": كالموديولين تدفق من خلال (20 μl ، 20 μl) ؛ "CE": كالمؤولين الشطف (10 μl ، 10 μl). ويشار إلى حجم البروتينات علامة محدده علي الجانب الأيسر من اللوحات. وتتطابق الكميات المعطية بين قوسين مع عينه من الشحنات للبقع الفضية واللطخه الغربية ، علي التوالي. العلامات النجميه في هلام الملونة الفضة تشير إلى بروتين الانصهار RpdA. تم الكشف عن وصمه المناعية (B) مع الفوسفاتيز القلوية باستخدام اللون BCIP/nbt نظام التنمية. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2 فحص النشاط HDAC تحت تركيزات متزايدة من trichostatin A. تم اختبار فعاليه تثبيط RpdA مع 25 μL من التقارب-تنقيه المؤتلف RpdA ("TE") و 25 μL من 0, 10, 50, و 500 nM من المثبط HDAC TSA المخفف في RPDA-1640 المتوسطة. تم استخدام RPMI لتقييم نشاط الخلفية ("فارغه"). يتم عرض أنشطه النهائي بعد الخطوة التقارب كالموديولين الثانية ("CE") وسلاله غير الموسومة بعد خطوه تنقيه التقارب الاولي (السيطرة السلبية ، "Co"). تظهر الانشطه كنسبه مئوية من RpdA المخصب بدون TSA (100% ، "TE"). تشير أشرطه الخطا إلى الانحراف المعياري لثلاث نسخ متماثلة. وقد تم تعديل هذا الرقم من باور وآخرون 20162. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.
يصف هذا البروتوكول إثراء خطوه واحده من فئة الحنفية الموسومة 1 hdac من الفطريات الخيطية ا. معشش لتقييم النشاط deاسيتيل المختبر. تم تقديم العلامة TAP في الأصل في الخميرة بيكر لتحديد شركاء التفاعل بروتين البروتين من البروتين الموسومة6. في وقت لاحق ، كانت العلامة codon-الأمثل لاستخدامه في ا. معشش5. هنا نقدم بروتوكول خطوه بخطوه علي التوالي لتطبيق خطوه تنقيه التقارب الاولي من استراتيجية TAP لإثراء خطوه واحده من الفئة 1 HDAC المساعد الشخصي الرقمي. خطوه تنقيه التقارب الثانية بوضوح يزيد من مستوي تنقيه ، وهو أمر مهم بشكل خاص لتحديد البروتينات التي تتفاعل مع الطعم. ومع ذلك ، فان الخطوة الاولي فقط موصي بها لاختبار النشاط اللاحق ، حيث ان عدم وجود تلوث كبير بعد الخطوة الاولي أكدته تجربه مراقبه باستخدام سلاله من النوع البري. وعلاوة علي ذلك ، فان النشاط الذي لا يمكن التملص منه يكون اعلي بكثير بعد التخصيب بخطوه واحده بالمقارنة مع النقرة الكاملة. بالاضافه إلى RpdA2, وقد استخدم هذا البروتوكول أيضا بنجاح لتنقيه ا. نيدولانز المجمعات من الدرجة الثانية 1 hdac هوا21.
بسبب ملاحظاتنا ان الطبقة الفطرية 1 HDACs بناء مجمعات مستقره4، لقد نجحنا في تعديل البروتوكول بواسطة bayram et al. 201212 التي تمثل أساس هذه الطريقة. ومع ذلك ، لا بد من ذكر بعض الخطوات الحاسمة. يعد اعداد مستخلصات البروتين عاليه التركيز لضمان الظروف شبه الفسيولوجية أمرا حاسما للاستقرار المعقد. ولذلك ، من المهم النظر في التوصيات المقدمة بشان النسبة العازلة للكتلة الاحيائيه/الاستخراج. في هذا الصدد ، من المهم أيضا استخدام مساحيق الطحن الجيدة لضمان الاستخراج السليم. هنا ، واستخدام اله طحن من المفيد بشكل واضح. كما ذكر في قسم البروتوكول ، فانه من الجدير محاولة الخطوة TEV الانقسام ل 1-2 h في درجه حرارة الغرفة من أجل تسريع تنقيه. وقد اختبر هذا الأمر بالنسبة لل RpdA دون ملاحظه اي اثار ضاره علي الاستقرار (المراقبة غير المنشورة ، باور الأول ، 2018). الاضافه إلى ذلك ، استبدال NP40 (المستخدمة في البروتوكول الأصلي) مع TX-100 قد لا تكون مناسبه لمجمعات البروتين الأخرى. عند استخدام هذه الطريقة لتنقيه البروتينات الأخرى التي تحمل علامات اللمس ، ينبغي للمرء ان يشير أيضا إلى بروتوكول Bayram ، الذي يحتوي علي عدد من التلميحات القيمة التي قد تكون مفيده لتنقيه كافيه من المجمعات البروتينية الأخرى12.
وبالاضافه إلى هنا وصف الحنفية الطريقة ، والعلامات التقارب الأخرى والتقنيات تستخدم عاده لإثراء خطوه واحده من البروتين من الفطريات الخيطية ، بما في ذلك له-و GFP-العلامات. ومع ذلك ، كما الطبقة 1 HDACs عموما وظيفية كمجمعات عاليه الوزن الجزيئي ، وشروط الامتصاص الاصليه هي شرط أساسي لإثراء HDACs نشطه محفزه. الأهم من ذلك ، يتم تنفيذ العديد من التكبير التقارب الأخرى في ظل ظروف غير مواتيه. علي سبيل المثال ، إثراء HDACs عن طريق GFP فخ ، والذي يستند إلى التفاعل مستضد الأجسام المضادة ، ليست مناسبه بسبب ظروف الامتصاص الحمضية تتداخل مع التفاعل بروتين البروتين من المجمعات HDACS منضمة إلى الراتنجات. وعلاوة علي ذلك, محاولات لتنقيه RpdA له الموسومة بواسطة اللونية التقارب مخلب المعادن22, أسفرت عن خسارة كبيره من النشاط الحفاز خلال عمليه تنقيه علي الرغم من ان ايميدازول بدلا من الشروط المنخفضة الحموضة وقد استخدمت لل التملص ( بيانات غير منشوره ، باور ، I ، 2010).
واحده يحد من ال يوصف انزيميه فحص بروتوكول الاستعمال من الركيزة إشعاعيه. ومع ذلك ، تم تطوير المقايسات علي أساس الفلورسنت أيضا23و24 ومتاحه تجاريا. يتم تنفيذ هذه المقايسات في لوحات جيدا ، التالي هي مناسبه أيضا لفحص عاليه الانتاجيه من مثبطات HDAC. وفي هذه الحالة ، يلزم القيام بإجراءات راقيه للإجراءات المعروضة.
وتشمل التطبيقات المحتملة المقبلة لهذا البروتوكول إثراء المجمعات الفرعية المحددة من الفئة 1 HDACs لتقييم أدوارهم الفسيولوجية المحددة و/أو الاختلافات في قابليتها لمثبطات HDACS. عند إنشاء الطريقة الموصوفة لانزيمات أخرى ، يوصي بشده باجراء تجربه تحكم سلبيه بسلاله غير موسومة. وهذا يضمن خصوصية أنشطه الانزيم المقاسه ويكشف عن التلوث بالانزيمات المرتبطة بشكل غير محدد.
تنقيه والنشاط المقايسة الموصوفة هنا يمكن ان يؤديها في غضون يومين والانزيمات المخصب مستقره لعده أشهر علي الأقل ، عند تخزينها في قسامات في-80 درجه مئوية. وفي الختام ، يوفر هذا البروتوكول طريقه بسيطه نسبيا وفعاله من حيث التكلفة لتحقيق الفئة 1 HDAC المجمعات لقياس النشاط وتحديد فعاليه المثبط.
وليس لدي المؤلفين ما يفصحون عنه.
ونود ان نشكر بترا مرشاك ، شعبه البيولوجيا الجزيئية (بيوانتر ، جامعه انسبروك الطبية) ، علي مساعدتها ودعمها فيما يتعلق بهذه المخطوطة. الاضافه إلى ذلك ، نود ان نشكر المستعرضين علي تعليقاتهم القيمة.
تم تمويل هذا العمل من قبل صندوق العلوم النمساوي (P24803 إلى SG و P21087 إلى GB) ومن خلال التمويل الداخل (MUI Start, ST201405031 إلى IB).
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 10 × SDS-PAGE تشغيل عازلة | Novex | ||
| 2-mercaptoethanol (EtSH) Roth | 4227 | ||
| 25 سم 2< / sup> قوارير ثقافة الخلايا مع غطاء تنفيس | Sarstedt | 833910002 | لإنتاج الجراثيم |
| وحدة ترشيح فراغ 47 مم | Roth | EYA7.1 | |
| AccuFLEX LSC-8000 | HITACHI | & ndash ؛ | عداد التلألؤ |
| حمض الخليك | روث | 7332 | |
| المضاد للكالمودولين ملزمة البروتين الحاتمة علامة الجسم المضاد | Millipore | 07-482 | تستخدم في 1: 1333 التخفيف |
| المضادة للأرانب IgG (جزيء كامل) &ndash ؛ الأجسام المضادة للفوسفاتيز القلوي (AP) | Sigma-Aldrich | A3687 | |
| مطحنة الكرة | Retsch | مطحنة خلاط 207450001 MM 400 | |
| BCI / NBT | Promega | S3771 | ركيزة تطوير الألوان |
| لمصفاة خلية | Greiner | 542040 | |
| قماش الجبن لحصاد الفطريات | BioRen | H0028 | Topfentuch |
| ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) | روث | 4720 | |
| EDTA | Prolabo | 20309.296 | |
| أسيتات الإيثيل | Scharlau | Ac0155 | |
| مجفف التجميد | LABCONCO | 7400030 | المنطقة الحرة ثالوث |
| الجلسرين | روث | 3783 | |
| حمض الهيدروكلوريك | روث | 4625 | |
| راتنج IgG | GE Healthcare | 17-0969-01 | IgG Sepharose 6 |
| حلقات تلقيح | VWR | 612-2498 | |
| KOH | Merck | 5033 | |
| خزانة التدفق الصفحي | Thermo Scientific | &ndash ؛ | هيرا سيف كانساس |
| غشاء استرات السليلوز المختلطة | Millipore | GSWP04700 | |
| كلوريد الصوديوم | روث | 3957 | |
| هيدروكسيد الصوديوم | روث 6771 | ||
| غرفة عد نيوباور محسنة | هلام Roth | T728 | |
| Novex | Thermo Scientific | For SDS-PAGE | |
| Novex Tris-glycine SDS تشغيل العازلة (10X) | Thermo المخزن المؤقت العلمي | LC2675 | لعلامة البروتين الذهبية SDS-PAGE |
| peqGold VWR | 27-2010P | سلم البروتين المستخدم في صبغة الفضة | |
| مضخة التمعج P-1 | GE Healthcare | 18111091 | |
| وحدة تحكم الماصة | العلامة التجارية | 26302 | أعمدة كروماتوغرافيا أكيو-جيت برو |
| بولي بريب Bio-Rad | 731-1550 | ||
| ProSieve علامة البروتين رباعية الألوان | Biozym | 193837 | سلم البروتين الملون المستخدم في |
| أقراص كوكتيل مثبطات البروتياز | Sigma-Aldrich | 11873580001 | cOmplete ، |
| خلاط دوار | EDTA ELMI | & ndash ؛ | خلاط Intelli-RM-2 S |
| Rotiszint eco plus | Roth | 0016 | |
| RPMI-1640 | Sigma-Aldrich | R6504 | |
| قوارير تلألئة | Greiner | 619080 | |
| Sorvall Lynx 4000 | Thermo Scientific | ||
| Thermomixer Comfort | Eppendorf | ||
| TIB32.1 | A. nidulans< / em> rpdA< / em>::TAP strain. النمط الجيني: alcA (p)::rpdA; veA1; argB2; yA2; pIB32::argB; أرجب+; PyrG + | ||
| Trans-Blot Turbo RTA Midi Nitrocellulose Transfer Kit | Bio-Rad | 1704271 | |
| Trans-Blot Turbo Transfer | Bio-Rad | 1704150 | |
| Trichostatin A (TSA) | Sigma-Aldrich | T8552 | 5 mM مخزون في DMSO |
| Tris (قاعدة مجانية) | Serva | 37190 | |
| Tris-HCl | Roth | 9090 | |
| بولي سوربات 20 | روث | 9127 | توين 20 |
| بولي سوربات 80 | سيجما ألدريتش | P1754 | توين 80 |
| TX-100 | أكروس أورجانكس | 215682500 | تريتون X-100 ، منظف أوكتوكسينول -9 |