هنا نقدم طريقه لتحديد المتغيرات الجديدة من e. القولونية البيوتين-البروتين يغاز البيرا التي بيوتينيلات الببتيد الهدف محدده. يصف البروتوكول بناء البلازميد للعرض البكتيرية من الببتيد الهدف ، وتوليد مكتبه البيرا ، واختيار وتوصيف المتغيرات البيرا.
مقالة منهجية
هنا نقدم طريقه لتحديد المتغيرات الجديدة من e. القولونية البيوتين-البروتين يغاز البيرا التي بيوتينيلات الببتيد الهدف محدده. يصف البروتوكول بناء البلازميد للعرض البكتيرية من الببتيد الهدف ، وتوليد مكتبه البيرا ، واختيار وتوصيف المتغيرات البيرا.
البيوتين هو تعديل جذاب بعد الانتقالية للبروتينات التي توفر علامة قويه للعزل والكشف عن البروتين. الانزيميه الحيوية من قبل e. القولونية البيوتين-البروتين يغاز البيرا هي محدده للغاية ويسمح للبيئة البروتينات المستهدفة في بيئتهم الاصليه. ومع ذلك ، فان الاستخدام الحالي للحيوية بوساطة البيرا يتطلب وجود الببتيد متقبل الاصطناعية (AP) في البروتين المستهدف. لذلك ، يقتصر تطبيقه علي البروتينات التي تم هندستها لاحتواء AP. والغرض من هذا البروتوكول هو استخدام العرض البكتيري من الببتيد المستمدة من البروتين المستهدف غير المعدلة لتحديد المتغيرات البيرا التي بيوتينيلات الببتيد. ويستند هذا النظام علي البلازميد واحد الذي يسمح للتعبير المشترك من المتغيرات البيرا إلى جانب سقالة للعرض الببتيد علي سطح البكتيريا. ويصف البروتوكول اجراء مفصلا لادراج الببتيد الهدف في سقالة العرض ، وإنشاء مكتبه البيرا ، واختيار المتغيرات الفعلية البيرا والتوصيف الاولي للمتغيرات البيرا المعزولة. ويوفر الأسلوب نظام اختيار فعاله للغاية لعزل المتغيرات البيرا الرواية التي يمكن استخدامها للتطور الموجهة المزيد من البروتينات البيوتين البروتينية التي تعكر البروتين الأصلي في الحلول المعقدة.
بيوينيليشن من البروتين يخلق علامة قويه لعزله تقارب والكشف عنها. الانزيميه البروتين بيوتينييشن هو تعديل ما بعد الانتقالية محدده للغاية محفزه من قبل الاربطه البيوتين البروتين. و e. القولونية البيوتين-البروتين يغاز البيرا هو محدده للغاية والحيوية covalylates فقط عدد محدود من البروتينات التي تحدث بشكل طبيعي في بقايا ليسين محدده1. ويتم حاليا تسخير مزايا البيره الحيوية المحفزة عن طريق دمج البروتين المستهدف مع الاصطناعية الصغيرة 15-الامينيه-حمض البيوتين متقبل (AP) الذي هو فعال بيوتينيلاتيد2 ويسمح لتحديدا عاليا و كفاءه في الجسم الحيوي وفي المختبر الحيوي من خلال التعبير المشترك أو أضافه البيرا3،4،5. علي الرغم من ان في الجسم الخارجي وفي المختبر البيره يحفز البيوتين-بروتين الربط هو استراتيجية جذابة لوضع العلامات ، ويقتصر تطبيقه علي العينات التي تحتوي علي البروتينات AP-تنصهر. والغرض من هذا الأسلوب هو تطوير المسوخ الجديدة من البروتينات البيوتين البروتيني التي بشكل انتقائي البروتينات غير المعدلة الاصليه ، التالي توسيع عدد التطبيقات التي يمكن استخدامها في استراتيجية الانزيميه الحيوية.
يمكن ان تتطور وظيفة البروتين من خلال جولات تكراريه من طفرة الجينات ، واختيار ، وتضخيم المتغيرات الجينات مع الوظيفة المطلوبة. استراتيجية اختيار قويه وفعاله أمر حاسم بالنسبة للتطور الموجهة ويتم اختيار النشاط البيوتين البروتين يغاز بسهوله بسبب الربط القوي بين البيوتين والسسترافالدين و homologs6. تكنولوجيات العرض phage تسمح لاختيار phage التي تعرض الببتيدات بيوتينيلاتيد7,8. وبما ان تضخيم الزوائد المعزولة يتطلب عدوي من المضيف البكتيري ، الا ان الاختيار الفاجي مع العقديات يخلق اختناقا في ان الربط العالي التقارب من البيوتين إلى العقديات لا رجعه فيه تقريبا في ظل عدم الفصل الظروف. لضمان ربط عكسها من phages الحيوية ، واستخدمت avidins موحودي مع تقارب اقل مما ادي إلى الإثراء ~ 10 اضعاف متواضعة7. طورنا مؤخرا طريقه عرض بكتيرية لعزل متغيرات البيرا الجديدة التي تلغي الحاجة إلى التملص من مصفوفة التقارب التالي تزيل اختناقا من أنظمه اختيار البيرا السابقة9. في الواقع ، لدينا نظام عرض البكتيرية يسمح لإثراء > 1 ، 000 ، 000 اضعاف من استنساخ النشطة في خطوه اختيار واحده9، التالي توفير نظام اختيار فعال للتطور الموجهة من المتغيرات البيرا الرواية.
لدينا نظام العرض البكتيري يتكون من اثنين من المكونات ، البيرا مع C-المحطة 6xHis العلامة والبروتين سقالة التي تسمح لعرض سطح الببتيد الهدف. استخدمنا البروتين سقالة معززه دائري الغشاء الخارجي البروتين X (eCPX) منذ عرض فعال من الببتيدات يمكن ملاحظتها في كل من N-و C-تيرميني10،11. الانصهار من الهدف الببتيد تسلسل إلى ال [ك-تيرمينوس] من [اكpx] يضمن [بيوينيلايشن] من جراثيم عبر عن نشطه [بيرا] [فرينت]. البكتيريا تسمح للاختيار العقديات فعاله كما الببتيد بيوتينيلاتيد يعرض الآن علي السطح (الشكل 1ا).
والغرض من هذا الأسلوب هو لتحديد المتغيرات الجديدة من البيرا التي بيوتينيلات الببتيد متواليات الموجودة في البروتينات الاصليه. يتم ترميز النظام من قبل الجينات الموجودة علي البلازميد pbad-البيرا-ecpx-AP ، الذي يحتوي علي مروج العربية المحرض السيطرة علي البيرا (arabad) ، ومروج T7 السيطرة ecpx9 (الشكل 1ب). يصف هذا البروتوكول الاجراء المفصل ل 1) دمج الببتيد المستمدة من البروتين المستهدف في C-الطرفية من eCPX ، 2) إنشاء مكتبه الداخلية من البيرا عن طريق الخطا المعرضة PCR ، 3) مجموعه من البكتيريا الملزمة العقديات من قبل فرز الخلايا المنشطة مغناطيسيا (MAC) ، 4) التحديد الكمي لإثراء البكتيريا ، و 5) التوصيف الاولي لمستنسخات معزولة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. ادراج التسلسل التسلسلي الترميز الببتيد في pBAD البيرا-eCPX-AP
ملاحظه: لتحديد المتغيرات البيرا التي تعكر البروتين الهدف الأصلي, تبدا من خلال تحديد تسلسل الببتيد الأحماض الامينيه 15 في تسلسل البروتينات الاساسيه التي تحتوي علي واحد علي الأقل ليسين (K) بقايا.
2-إنشاء مكتبه لبيرا
ملاحظه: يتم إنشاء مكتبه البيره الاوليه (الشكل 1c، الخطوة 1) بواسطة PCR المعرضة للخطا. الطرق الأخرى لإنشاء مكتبه الكائن الخاص البيرا من المحتمل ان تعمل أيضا.
3. اختيار البكتيريا التعبير عن الببتيد بيوتينيلاتيد
ملاحظه: ويغطي هذا الجزء من البروتوكول الخطوة 2-5 من الشكل 1جيم. ومن المستحسن جدا ان نهج الاختيار هو الاعداد باستخدام pBAD-البيره-eCPX-AP و pBAD-البيرا-eCPX-AP (K10A) كضوابط ايجابيه وسلبيه.
4. القياس الكمي للتخصيب
ملاحظه: يتم اجراء القياس الكمي للبكتيريا الحية في عينات "الإدخال" و "الإخراج" بعد كل جولة اختيار عن طريق الطلاء من التخفيفات التسلسلية من العينات والعد اللاحق لوحدات تشكيل مستعمره (CFUs).
5-توصيف خيار البيرا المختار
ملاحظه: ويمكن القيام بهذا التوصيف بعد اختيار الأنواع المختلفة من مكتبه البيرا الاولي ؛ ومع ذلك, المتغيرات البيرا عموما لديها نشاط منخفض نحو الببتيد. ولذلك ، يمكن أيضا اجراء جولة اضافيه من الطفرة والاختيار قبل التوصيف. عاده ، يتم عزل 10 استنساخ من جولة الاختيار النهائي لمزيد من التوصيف.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وصمه عار الغربية من pBAD-البيره-eCPX-AP التعبير عن البكتيريا تنتج ~ 22 [كده] العقديات-رد فعل الفرقة متسقة مع الوزن الجزيئي لل eCPX (الشكل 2ا). وعلي عكس البيرا-6xHis, كان eCPX-AP الحيوية موجودة في كل من الثقافات غير المستحثة والمستحثة (الشكل 2ا) بسبب درجه صغيره من نشاط المروج T7 حتى في الثقافات غير المستحثة والتعكر اللاحقة من AP من قبل البيرا الذاتية. في البيرا-eCPX-AP (K10A) التعبير عن الثقافات ، لم يتم الكشف عن الفرقة eCPX الحي...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
اما بالنسبة لجميع طرق الاختيار ، فان صرامة خطوات الغسيل ذات اهميه قصوى. وبما ان البكتيريا لا تحتاج إلى التملص من الخرز قبل تضخيم المستنسخين المختارين ، يمكن استخدام الربط العالي بين البيوتين والسسترافيدين بدلا من استخدام avidins التقارب الأقل ، كما فعلت سابقا مع نظام عرض بالعاثيه ، الانتقاء من [بيرا] [فرينت]7,8. وهذا يضمن ان يتم اختيار استنساخ نادره وان يتم التخلص من البكتيريا غير الحيوية. ميزه أخرى لاستخدام العرض البكتيري ، بالمقارنة مع عرض بالعاثيه ، هو ان العر...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وليس لدي المؤلفين ما يفصحون عنه.
ويشكر المؤلفان محمد عبد السيد احمد علي المساعدة الفنية الخبيرة. وكان هذا العمل مدعوما بمنح من مؤسسه لوندبيك ، ومؤسسه نوفو نورديسك ، وجمعيه الكلي الدانمركية ، ومؤسسه اياسي اوغ اجنار دانييلسن ، ومؤسسه A.P. مولر للنهوض بالعلوم الطبية ، وكود واياديث اريكسون مؤسسه ميموريال.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 10٪ جل بولي أكريلاميد مسبقة الصب | Bio-Rad | 4561033 | |
| Ampicilin | Sigma-Aldrich | A1593 | |
| ApE - محرر بلازميد v2.0 | NA | تم تنزيله من http://jorgensen.biology.utah.edu/wayned/ape/ | |
| أرابينوز | سيجما-ألدريتش | A3256 | |
| بيوتين | سيجما-ألدريتش | B4501 | |
| DMSO | Sigma-Aldrich | D2650 | |
| DPBS (10x) ، خال من الكالسيوم ، خال من المغنيسيوم | ThermoFischer Scientific | 14200083 | |
| DpnI | إنجلاند BioLabs | R0176 | |
| Dynabeads MyOne Streptavidin C1 | ThermoFischer Scientific | 65001 | |
| GenElute Plasmid Miniprep Kit | Sigma-Aldrich | PLN350 | |
| الطفرات بالمجال GeneMorph II EZClone | Agilent Technologies | 200552 | |
| Glucose | Sigma-Aldrich | G8270 | |
| Glycerol | Sigma-Aldrich | G5516 | |
| Immobilon-P PVDF غشاء | Millipore | IPVH15150 | |
| IPTG | Sigma-Aldrich | I6758 | |
| LS أعمدة | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | |
| كلوريد الصوديوم | سيجما ألدريتش | S7653 | |
| NEB 5-alpha المختص الإشريكية القولونية< / em> | نيو إنجلاند BioLabs | C2987 | |
| NuPAGE LDS عينة عازلة (4x) | ThermoFischer Scientific | NP0007 | |
| NuPAGE عامل اختزال العينة (10x) | ThermoFischer Scientific | NP0009 | |
| pBAD-BirA-eCPX-AP | استخدم Addgene | 121907 | نموذجا وتحكم إيجابيا |
| pBAD-BirA-eCPX-AP (K10A) | Addgene | 121908 | التحكم السلبي |
| Q5 بوليميراز الحمض النووي عالي الدقة | نيو إنجلاند BioLabs | M0491 | لإدخال تسلسل الببتيد في pBAD-BirA-eCPX-AP ، فإن أي بوليميراز عالي الدقة سيقوم ب |
| QuadroMACS Separator | Miltenyi Biotec | 130-090-976 | |
| حليب خالي الدسم مسحوق | سيجما ألدريتش | 70166 | |
| ستربتافيدين-HRP | تقنيات أجيلينت | P0397 | |
| T7 اكسبرس lysY / IQ المختصة الإشريكية القولونية < / em> | نيو إنجلاند BioLabs | C3013 | |
| Tryptone | Millipore | T9410 | |
| Tween-20 | Sigma-Aldrich | P9416 | |
| Western Lightning Plus-ECL | مستخلص الخميرة NEL103001EA | ||
| Sigma-Aldrich | Y1625 |
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