August 31st, 2012
奈米圆盘是小盘状颗粒结合成一小片的磷脂双分子层膜蛋白。我们提供了一个可视化的协议,一步一步注册成立的MalFGK2转运到光盘。
该程序的总体目标是结合 A、b、C 转运蛋白。在这种情况下,麦芽糖转运蛋白 malf GK 二转化为可溶性膜纳米盘颗粒。这是通过首先将膜支架蛋白 MSP 与转运蛋白和去污剂mycells中适量的脂质混合来实现的。
第二步是添加聚苯乙烯珠子,轻轻摇动混合物过夜,洗涤剂逐渐吸收到珠子上,从而形成纳米盘颗粒。接下来,通过沉淀去除珠子。最后一步是通过凝胶过滤色谱将正确形成的圆盘与聚集体和未组装的支架蛋白分离。
最后,通过天然凝胶电泳或光散射光谱评估光盘的质量。与脂质体等其他方法相比,该技术的主要优点是膜蛋白和圆盘完全溶于水溶液。此外,现在可以从两侧访问蛋白质结构域。
由于现在不再有膜隔室使用不同长度的膜支架蛋白,我能够捕获和研究膜蛋白的不同韧带状态。最重要的是,这种方法可以帮助回答膜蛋白质组学领域的关键问题,例如鉴定 a、b、C 转运蛋白的新型结合伴侣。事实上,这项技术的影响进一步延伸到治疗,因为它可以帮助发现膜蛋白和受体的激活剂或抑制剂。
虽然这种方法看起来很简单,但在选择正确的蛋白质脂质比例时应谨慎。一般来说,刚接触这种方法的人在努力计算正确的模塑率或进行正确的控制以确保准备质量时。因此,这种方法的可视化演示对于新学生学习各个步骤和潜在困难非常有用。
在大肠杆菌菌株 BL 21 DE three 中开始 gro hexa 组氨酸标记的 MSP,从质粒 P MSSP 1D one 诱导蛋白质生产,当测得的 600 纳米光密度约为 0.5 时,在 37 摄氏度下持续 3 小时,通过在 4 摄氏度下以 5, 000 Gs 离心 10 分钟收获细胞。将沉淀重新悬浮在含有 100 微摩尔 PMSF 的 TSG 10 缓冲液中,用法式压榨机以 8, 000 PS 的速度对细胞进行 3 次。我通过在 4 摄氏度下以 5, 000 Gs 离心 10 分钟来去除不溶性物质。然后以 125, 000 Gs 超速离心 45 分钟,分离含有 MSP 的可溶性组分。
在 TSG 10 缓冲液中使用约 1.5 毫升高性能镍浆液,通过镍螯合色谱纯化 MSP。用含有 50 毫摩尔 ILE 洗脱液的 T SG 10 缓冲液洗去污染物。透析后含 TSG 10 缓冲液的 MSP 含有 600 毫摩尔 I midaz。
TSG 10 缓冲液 MSP 中的纯化蛋白质可在零下 70 摄氏度下储存,蛋白质浓度约为 10 至 15 毫克/毫升。MALF GK 两个复合物,his 标记在 MAL K 的 C 末端,由质粒表达。在大肠杆菌菌株 BL 21 DE 中生长的 PED 22 FG K 在细胞裂解和离心后,当 600 纳米测得的光密度约为 0.5 时,使用 0.2%L 阿拉伯人在 37 摄氏度下 3 小时诱导蛋白质产生。
和以前一样,我们将膜沉淀悬浮在 TSG 20 缓冲液中,最终浓度为 5 毫克/毫升。接下来,在 4 摄氏度下以 1% 重量的 GDM 溶解材料 3 小时,同时轻轻摇晃。通过超速离心除去不溶性物质,用于纯化 MAL FTK two。
然后收集含有溶解的 mal FTK 二复合物的上清液,并再次用镍螯合色谱纯化。通过在 SUEx 200、HR ten 300 色谱柱上的 TSGD 缓冲液中以每分钟 0.5 毫升的流速在 TSGD 缓冲液中进行凝胶过滤色谱进一步纯化复合物。为了制备磷脂,将溶解在氯仿中的大肠杆菌总脂质提取物在螺旋盖缩微胶片管中分离成 1000 个异常等分试样,在温和的氮气流下蒸发溶剂,并在真空中进一步驱动过夜。
接下来干燥,将脂质膜溶解在 TS 缓冲液中,终浓度为 5 NMO,并剧烈涡旋,然后脉冲超声处理 5 次,持续约 5 秒。由于溶解的脂质通常不溶于水性 TS 缓冲液,因此会显得略微不透明,但它们应保持悬浮状态。添加 DDM 至终浓度为 0.5%此时,溶液将变为澄清,将脂质混合物置于水浴中,脉冲超声处理 5 次,持续约 5 秒。
脂质混合物可在 4 摄氏度下储存最多一周。为了制备生物珠,将大约 10 到 15 毫升的生物珠放入 50 毫升的试管中。首先,用 50 毫升 100% 甲醇洗涤珠子。
让珠子在重力作用下沉淀,然后轻轻倒出溶液。对甲醇重复该过程一次,然后对 95% 乙醇、毫 Q 水重复该过程,最后对 TS 缓冲液重复该过程。通过在 TSGD 缓冲液中将 MSP 稀释至终浓度约为 7 毫克/毫升或 0.3 毫摩尔来开始纳米离散构建。
为确保实验成功,选择正确的脂质和蛋白质比例混合在一起非常重要。在 TSGD 缓冲液中以蛋白质与 MS P 与脂质的比例为 1 比 3 比 60 混合大约 2 M 纯化的 malf GK two 复合物,最终体积为 300 微升,此处,还制备了 1 比 3 比 400 比例的过量脂质样品作为阴性对照,将 50 微升生物珠悬浮液制备到试管中,并将混合物在第二天在 4 摄氏度的摇床上,通过重力沉淀珠子。一旦珠子通过狭窄的尖端在溶液中沉淀管道,以尽可能多地避免生物珠子。
通过在 100, 000 GS 下超速离心 20 分钟去除大沉淀物。继续通过凝胶过滤色谱纯化圆盘,如之前在 TSG 10 缓冲液中进行的那样。接下来,在同一凝胶过滤柱上注入 Eloqua 以测试制剂的稳定性。
然后合并包含光盘的馏分。通过非变性凝胶电泳评估制备的质量。分析一微摩尔的纳米圆盘以评估重建的质量。
还要评估 mal E 与纳米圆盘中重构的 mal ftk 两个复合物的结合。电泳后,用 kumasi 蓝对凝胶染色 10 分钟,然后保留约 1 小时。为了进行动态光散射或 DLS,首先像以前一样通过凝胶过滤色谱纯化纳米圆盘,使用 SUEx 200 HR ten 300 色谱柱,流速为每分钟 0.1 毫升。
汇集含有纳米圆盘的馏分,并使用 AmCon 离心过滤器浓缩至每毫升约 10 毫克。然后过滤样品两次。使用 dynapro nano star 仪器通过 DLS 对 1 微升内体积石英 vete 拟合数据进行分析。
使用动态软件估计颗粒的直径和分子量,使用碳胆测定法测定 mal FTK 两个重组纳米圆盘的 A TPAs 活性。首先将 1 微摩尔的纯化圆盘和 1 毫摩尔的 TP 与增加的 mal e 混合。将样品在 37 摄氏度下孵育 20 分钟。
然后测量 660 纳米处无机磷酸盐的释放。将磷酸盐释放量与磷标准溶液生成的标准曲线进行比较。纳米圆盘通过凝胶过滤色谱纯化。
色谱图显示,大多数重构的圆盘以单峰的形式洗脱,而用过量脂质制成的圆盘在空隙体积中洗脱,并且作为一系列宽峰,通过用有限量脂质重构的天然凝胶电泳圆盘进一步分析圆盘制备的质量,在天然凝胶上以尖锐条带的形式迁移, 而那些在过量脂质存在下重构的细胞会以弥散片的形式迁移。DLS 分析表明,圆盘群是均匀的,平均半径为 5.0 纳米。基于 DLS 近似值,重构的圆盘具有 215 道尔顿的表观分子量,在过量脂质存在下重构的样品显示出 100 纳米左右的广泛分布半径,这对于非均质样品来说是典型的。
通过测量 TP 水解速率和对相互作用伴侣(如麦芽糖结合蛋白、麦芽糖结合蛋白 MAL E)的亲和力来评估 MAL FTK 二复合物的活性。MAL E 使用非变性凝胶电泳以高亲和力与 MAL FTK 二转运蛋白结合。可以检测到 MAL E 和 MAL ftk 2 之间的复合物,MAL E 对 MAL KA TPA 活性的刺激在此处显示为 MAL e 浓度的函数。
纳米圆盘的制作相对简单,但一旦掌握了最佳条件的微小偏差就会导致不可逆的蛋白质聚集,这项技术可以在不到两天的时间内完成。在尝试此程序时,重要的是要记住选择正确的蛋白质脂质比例的重要性,因为过量的脂质会导致产生大的多分散脂质体样颗粒。使用凝胶过滤以外的技术仔细分析复溶材料的质量至关重要,例如光散射光谱、分析超速离心或更简单的天然凝胶电泳。
请记住,掺入椎间盘的磷脂类型以及膜支架蛋白的类型有助于提高重建的效率。观看此视频后,我们希望您对如何生成包含所选膜蛋白的可溶性和均质纳米圆盘有很好的了解。祝你的实验好运。
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该协议展示了将MalFGK2转运蛋白整合到纳米圆盘中的方法,纳米圆盘是由磷脂双层组成的小型圆盘状颗粒。该方法涉及将膜支架蛋白与转运蛋白和脂质混合,然后通过一系列步骤形成和纯化纳米圆盘。
Reconstituting membrane proteins into nanodiscs enables soluble, homogeneous systems for studying ligand-receptor interactions and transporter function. This approach supports target validation by providing a near-native lipid environment while allowing biochemical and biophysical analyses from both sides of the membrane. It addresses a key discovery-stage challenge: accessing membrane targets in a format compatible with screening and mechanistic de-risking workflows.
This method fits within the discovery continuum from target validation through lead identification, providing a reproducible platform for assessing membrane protein function before preclinical commitment.