هنا ، نصف طريقة للتعبير البكتيري المشترك للبروتينات الموسومة تفاضليا باستخدام مجموعة من النواقل المتوافقة ، تليها تقنيات السحب التقليدية لدراسة مجمعات البروتين التي لا يمكن أن تتجمع في المختبر.
Method Article
هنا ، نصف طريقة للتعبير البكتيري المشترك للبروتينات الموسومة تفاضليا باستخدام مجموعة من النواقل المتوافقة ، تليها تقنيات السحب التقليدية لدراسة مجمعات البروتين التي لا يمكن أن تتجمع في المختبر.
Pulldown هو اختبار تفاعل البروتين والبروتين سهل الاستخدام ويستخدم على نطاق واسع. ومع ذلك ، فإن لها قيودا في دراسة مجمعات البروتين التي لا تتجمع بشكل فعال في المختبر. قد تتطلب هذه المجمعات تجميعا متعديا مشتركا ووجود مرافقين جزيئيين ؛ إما أنها تشكل أوليغومرات مستقرة لا يمكنها الانفصال وإعادة الارتباط في المختبر أو تكون غير مستقرة بدون شريك ملزم. للتغلب على هذه المشاكل ، من الممكن استخدام طريقة تعتمد على التعبير المشترك البكتيري للبروتينات الموسومة بشكل تفاضلي باستخدام مجموعة من النواقل المتوافقة متبوعة بتقنيات السحب التقليدية. يعد سير العمل أكثر كفاءة من حيث الوقت مقارنة بالقائمة المنسدلة التقليدية لأنه يفتقر إلى الخطوات التي تستغرق وقتا طويلا للتنقية المنفصلة للبروتينات المتفاعلة وحضانتها التالية. ميزة أخرى هي قابلية استنساخ أعلى بسبب عدد أقل بكثير من الخطوات وفترة زمنية أقصر تتعرض فيها البروتينات الموجودة في البيئة في المختبر للتحلل البروتيني والأكسدة. تم تطبيق الطريقة بنجاح لدراسة عدد من تفاعلات البروتين والبروتين عندما وجد أن التقنيات الأخرى في المختبر غير مناسبة. يمكن استخدام هذه الطريقة لاختبار تفاعلات البروتين والبروتين على دفعات. تظهر النتائج التمثيلية لدراسات التفاعلات بين مجال BTB والبروتينات المضطربة جوهريا ، و heterodimers من المجالات المرتبطة بإصبع الزنك.
يستخدم السحب التقليدي على نطاق واسع لدراسة تفاعلات البروتينوالبروتين 1. ومع ذلك ، غالبا ما لا تتفاعل البروتينات النقية بشكل فعال في المختبر2,3 ، وبعضها غير قابل للذوبان بدون شريكهاالملزم 4,5. قد تتطلب هذه البروتينات تجميعا متعديا مشتركا أو وجود مرافقين جزيئيين5،6،7،8،9. هناك قيد آخر للسحب التقليدي وهو اختبار نشاط التعدد غير المتجانس المحتمل بين المجالات التي يمكن أن توجد كمتجانسات متجانسة مستقرة مجمعة بشكل مشترك8،10 ، حيث لا يمكن للعديد منها الانفصال وإعادة الارتباط في المختبر خلال وقت الحضانة. وجد أن التعبير المشترك مفيد في التغلب على مثل هذه المشاكل 3,11. تم استخدام التعبير المشترك باستخدام النواقل المتوافقة في البكتيريا بنجاح لتنقية المجمعات الجزيئية الكبيرة متعددة الوحدات الفرعية ، بما في ذلك المركب القمعي متعدد المشبك PRC2 12 ، وحدة رأس وسيط RNA polymeraseII 13 ، صفيحة الأساس للبكتيريا T414 ، وحدة deubiquitinylase المعقدة SAGA15،16 ، والفيريتين17. أصول النسخ المتماثل المستخدمة بشكل شائع للتعبير المشترك هي ColE1 و p15A18 و CloDF1319 و RSF20. في نظام التعبير Duet المتاح تجاريا ، يتم دمج هذه الأصول مع جينات مقاومة مختلفة للمضادات الحيوية ومواقع استنساخ متعددة ملائمة لإنتاج ناقلات polycistronic ، مما يسمح بالتعبير عن ما يصل إلى ثمانية بروتينات. هذه الأصول لها أرقام نسخ مختلفة ويمكن استخدامها في مجموعات مختلفة لتحقيق مستويات تعبير متوازنة للبروتينات المستهدفة21. لاختبار تفاعلات البروتين والبروتين ، يتم استخدام علامات تقارب مختلفة ؛ الأكثر شيوعا هي 6xHistidine و glutathione-S-transferase (GST) وبروتين ربط المالتوز (MBP) ، ولكل منها تقارب محدد مع الراتنج المقابل. تعمل GST و MBP أيضا على تعزيز قابلية ذوبان واستقرار البروتينات الموسومة22.
كما تم تطوير عدد من الطرق التي تنطوي على التعبير المشترك للبروتين في الخلايا حقيقية النواة ، وأبرزها مقايسة الخميرة ثنائية الهجين (Y2H) 23. اختبار Y2H رخيص وسهل ويسمح باختبار تفاعلات متعددة ؛ ومع ذلك ، يستغرق سير العمل أكثر من 1 أسبوع لإكماله. هناك أيضا عدد قليل من المقايسات القائمة على خلايا الثدييات الأقل استخداما ، على سبيل المثال ، مقايسة الفلورسنت ثنائية الهجين (F2H) 24 ومقايسة تفاعل البروتين والبروتين في مجموعة الخلايا (CAPPIA) 25. اختبار F2H سريع نسبيا ، مما يسمح بمراقبة تفاعلات البروتين في بيئتها الخلوية الأصلية ، ولكنه يتضمن استخدام معدات تصوير باهظة الثمن. كل هذه الطرق لها ميزة على التعبير بدائية النواة التي توفر الترجمة حقيقية النواة الأصلية وبيئة قابلة للطي. ومع ذلك ، فإنها تكتشف التفاعل بشكل غير مباشر ، إما عن طريق التنشيط النسخي أو عن طريق نقل الطاقة الفلورية ، والتي غالبا ما تنتج القطع الأثرية. أيضا ، قد تحتوي الخلايا حقيقية النواة على شركاء تفاعل آخرين للبروتينات ذات الأهمية ، والتي يمكن أن تتداخل مع اختبار التفاعلات الثنائية بين بروتينات حقيقيات النوى العليا.
تصف الدراسة الحالية طريقة للتعبير المشترك البكتيري للبروتينات الموسومة بشكل تفاضلي تليها تقنيات السحب التقليدية. تسمح هذه الطريقة بدراسة التفاعلات بين البروتينات المستهدفة التي تتطلب التعبير المشترك. إنه أكثر كفاءة من حيث الوقت مقارنة بالسحب التقليدي ، مما يسمح باختبار الدفعات لأهداف متعددة ، مما يجعله مفيدا في معظم الحالات. يعد التعبير المشترك باستخدام المتجهات المتوافقة أكثر ملاءمة من التعبير المشترك متعدد السيسترونيك لأنه لا يتطلب خطوة استنساخ شاقة.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
يظهر التمثيل التخطيطي لسير عمل الطريقة في الشكل 1.
1. التحول المشترك للإشريكية القولونية
2. التعبير
3. مقايسة القائمة المنسدلة
ملاحظة: يتم وصف الإجراءات التفصيلية للبروتينات الموسومة إما ب 6xhis أو MBP / GST. يتم تنفيذ جميع الإجراءات عند 4 درجات مئوية.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
تم استخدام الطريقة الموصوفة بشكل روتيني مع العديد من الأهداف المختلفة. تظهر هنا بعض النتائج التمثيلية التي من المحتمل ألا يمكن الحصول عليها باستخدام تقنيات السحب التقليدية. الأول هو دراسة DIMERIZATION محددة ZAD (المجال المرتبط بإصبع الزنك)11. تشكل ZADs ثنائيات مستقرة ومحددة ، مع إمكانية التغاير فقط بين المجالات ذات الصلة الوثيقة داخل المجموعات المتشابهة. الثنائيات التي تشكلها هذه المجالات مستقرة ولا تنفصل لبضعة أيام على الأقل ؛ وبالتالي ، فإن خلط ZADs المنقى لا ينتج عنه أي ربط يمكن اكتشافه. في الو...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
تسمح الطريقة الموصوفة باختبار تفاعلات البروتين والبروتين التي لا يمكن تجميعها بكفاءة في المختبر وتتطلب تعبيرا مشتركا. هذه الطريقة هي واحدة من الطرق القليلة المناسبة لدراسة البروتينات غير المتجانسة ، والتي هي أيضا قادرة على homodimerization لأنه ، عند تنقيتها بشكل منفصل ، تشكل هذه البروتينات homodimers مستقرة والتي في معظم الأحيان لا يمكن أن تنفصل وتعيد الارتباط خلال التجربة 3,11.
يعد سير عمل الطريقة الموصوفة أكثر كفاءة من حيث ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
يعلن المؤلفون عدم وجود مصالح متنافسة.
تم دعم هذا العمل من قبل مشاريع مؤسسة العلوم الروسية 19-74-30026 (تطوير الطريقة والتحقق من صحتها) و 19-74-10099 (مقايسات التفاعل بين البروتين والبروتين) ؛ ومن قبل وزارة العلوم والتعليم العالي في الاتحاد الروسي - منحة 075-15-2019-1661 (تحليل تفاعلات البروتين والبروتين التمثيلية).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| مسبار 8 عناصر | Sonics | 630-0586 | مجسات صوتنة عالية الإنتاجية مكونة من 8 عناصر |
| Agar | AppliChem | A0949 | |
| راتنج أميلوز | راتنج نيو إنجلاند Biolabs | E8021 | لتنقية البروتينات الموسومة MBP |
| المضادات الحيوية | AppliChem | A4789 (الكاناميسين) ؛ A0839 (أمبيسيلين) بيتا | |
| ميركابتو إيثانول | AppliChem | A1108 | |
| BL21 (DE3) ؛ | Novagen | 69450-M | |
| CaCl 2< / sub> | AppliChem | A4689 | |
| طرد مركزي | Eppendorf | 5415R (Z605212) Glutathione | |
| AppliChem | A9782 | ||
| Glutathione agarose | Pierce | 16100 | راتنج لتنقية البروتينات الموسومة بضريبة السلع |
| Glycerol | AppliChem | A2926 | |
| HEPES | راتنج AppliChem | A3724 | |
| HisPur Ni-NTA Superflow Agarose | Thermo Scientific | 25214 | لتنقية البروتينات التي تحمل علامة 6xHis |
| Imidazole | AppliChem | A1378 | |
| IPTG | AppliChem | A4773 | |
| KCl | AppliChem | A2939 | |
| LB | AppliChem | 414753 | |
| Maltose | AppliChem | A3891 | |
| MOPS | AppliChem | A2947 | |
| NaCl | AppliChem | A2942 | |
| NP40 | Roche | 11754599001 | |
| pACYCDuet-1 | Sigma-Aldrich | 71147 | Vector للتعبير المشترك عن البروتينات ذات أصل النسخ المتماثل p15A |
| pCDFDuet-1 | Sigma-Aldrich | 71340 | ناقل للتعبير المشترك عن البروتينات ذات أصل النسخ المتماثل CloDF13 |
| PMSF | AppliChem | A0999 | |
| كوكتيل مثبط البروتياز السابع | كالبيوكيم | 539138 | كوكتيل مثبط البروتياز |
| pRSFDuet-1 | Sigma-Aldrich | 71341 | Vector للتعبير المشترك عن البروتينات ذات أصل النسخ المتماثل RSF |
| SDS & nbsp ؛ | AppliChem | A2263 | |
| تريس ؛ | AppliChem | A2264 | |
| VC505 سونيكاتور | سونيكس | CV334 | معالج السائل بالموجات فوق الصوتية |
| ZnCl2< / sub> | AppliChem | A6285 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission