2019年7月26日
转录因子(TF)与RNA聚合酶的相互作用通常通过下拉实验进行研究。我们采用生物层干涉技术(BLI)来表征GrgA与衣原体RNA聚合酶之间的相互作用。与下拉实验相比,BLI能够检测实时的结合与解离过程,具有更高的灵敏度,并且定量能力更强。
转录过程中的蛋白质-蛋白质相互作用传统上使用透析法进行研究。然而,透析法仅能提供定量信息。我们采用生物膜干涉技术(biolayer interferometry, BLI)来克服这一局限。
与Por dan相比,BLI可检测结合伙伴之间的实时结合与解离过程,还能生成定量的动力学参数,这些参数可反映相互作用机制。BLI技术听起来可能令人望而生畏,但实际上并不难掌握。要使用该技术,只需具备BLI仪器及配套软件的使用权限即可。
本视频将帮助您轻松掌握BLI技术。在开始检测前约10分钟,用移液器将200微升BLI缓冲液加入PCR管中。戴上手套,用手握住生物传感器较宽的部分,从原始包装中取出一个镍NTA生物传感器。
将生物传感器置于 PCR 管上方,使生物传感器的玻璃尖端浸入 BLI 缓冲液中。保持传感器尖端浸没至少 10 分钟,以确保充分水化。开启 Blitz 仪器。
确保仪器通过其背面的USB数据输出端口连接到计算机。在计算机上打开配套软件,然后点击屏幕左侧的“Advanced Kinetics”(高级动力学)选项。在软件中,根据各个标题,在对应的栏目下输入实验的所有相关信息。
单击“生物传感器类型”,然后从下拉菜单中选择镍 NTA。各步骤的持续时间可根据需要从默认值进行修改。为获得最佳结果,初始基线和基线阶段至少使用 30 秒,结合和解离阶段使用 120 秒。
从PCR管中取出水合的镍NTA生物传感器,并通过将传感器较宽的一端滑入仪器的传感器支架上,将其固定在仪器的传感器安装位置。将一个0.5毫升黑色微量离心管放入仪器的管架中,并用移液器向其中加入400微升BLI缓冲液。关闭仪器盖子,使生物传感器的尖端浸入微量离心管的缓冲液中。
在软件中点击“下一步”以开始记录初始基线。初始基线步骤记录完成后,打开仪器的盖子。将滑块向右移动,使液滴支架位于黑色箭头前方。
用移液器吸取4 µL透析后的His标签配体,滴加到液滴支架上,然后关闭仪器盖子,仪器将自动开始记录上样步骤。上样步骤记录完成后,打开仪器盖子。将滑块向左移动,使管架再次位于黑色箭头前方。
关闭仪器盖子,并确保生物传感器尖端浸入试管架中试管内的BLI缓冲液。仪器和软件将自动开始记录基线步骤。基线步骤记录完成后,打开仪器盖子。
取下液滴架,用移液枪吸出其中的蛋白质溶液,并用双蒸水冲洗,共重复五次。最后一次清洗后,用擦镜纸擦拭液滴架表面。将液滴架重新放回仪器上。
将仪器上的滑块向右移动,使液滴支架再次位于黑色箭头前方。用移液器将4微升透析后的分析物加到液滴支架上,然后关闭仪器盖子,仪器将自动开始记录结合阶段。结合阶段记录完成后,打开仪器盖子。
将仪器上的滑块向右移动,使试管架再次位于黑色箭头前方,然后合上仪器盖子,仪器将自动开始记录解离步骤。解离步骤记录完成后,打开仪器盖子,取下液滴架和试管架。用双蒸去离子水彻底冲洗两者,以洗去任何残留的蛋白质。
取出生物传感器并妥善丢弃。使用不同的分析物浓度,对相同的配体-分析物组合重复上述步骤。所有运行结束后,点击屏幕左侧的“文件”和“另存实验”以保存软件中的数据。
在“运行数据”标题下,选择“步进校正”和“一对一拟合”,然后点击“分析”以生成动力学数据。要将定量数据导出到工作表并生成图表,请点击“导出为CSV”,并将记录的数据保存为CSV文件。使用电子表格软件打开该CSV文件。
全长GrgA由288个氨基酸组成。如图所示,其中一段28个氨基酸的中间区域可直接与Sigma 28结合。此处使用带有C端His标签的中间区域作为配体,首先将其固定在镍NTA生物传感器的探针末端。
展示了三种不同分析物浓度的实验记录,每种记录均从配体结合前30秒开始,至最后一次洗涤开始后两分钟结束。在去除前两个阶段的数据点并重置基线后,可更清晰地观察到配体与分析物的结合与解离过程。在洗去未结合的以及带有末端His标签的GrgA 138至165后,加入Sigma 28,实时记录其与分析物的结合过程。
最后,在洗涤后记录实时解离过程。在进行BLI实验前,需从配体和分析物中去除甘油。如文中所述,我们建议在透析后尽快进行BLI实验。
利用BLI对转录过程中的蛋白质-蛋白质相互作用进行表征后,可以进一步研究该相互作用如何影响转录的起始、延伸和/或终止。
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本研究利用生物层干涉技术(BLI)研究GrgA与沙眼衣原体RNA聚合酶之间的相互作用。相较于传统的下拉实验,BLI能够提供结合与解离的实时数据,并具有更高的灵敏度和定量分析能力。
生物层干涉技术(BLI)通过实现对转录调控中靶点验证至关重要的蛋白质-蛋白质相互作用进行实时、定量分析,解决了早期发现阶段的一项关键挑战。该技术能够检测到传统下拉实验所遗漏的结合事件,从而提高对转录因子通路进行机制性风险评估的预测可信度。这有助于在抗菌靶点的先导化合物筛选和临床前模型选择中做出科学的决策。
BLI 适用于从靶点结合筛选到先导化合物优化的整个发现过程,可提供机制性见解,为调控转录的治疗药物的下游临床前验证提供依据。