Method Article

Mit SECM Arrest Sequenz als Werkzeug zum Ribosom gebunden Polypeptide isolieren

DOI:

10.3791/4027

June 19th, 2012

In This Article

Summary

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Wir beschreiben hier eine Technik, die inzwischen routinemäßig eingesetzt wird, um stabil gebundene Ribosomen entstehenden Kette Komplexen (RNC) zu isolieren. Diese Technik nutzt die Entdeckung, dass ein 17 Aminosäuren langes SecM "Verhaftung Sequenz" können Translationselongation in einem prokaryotischen aufzuhalten ( E. coli)-System, wenn es in (oder fusioniert an den C-Terminus) von praktisch jedem Protein insertiert.

Abstract

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Umfangreiche Forschungen haben genügend Beweise darauf hindeutet, dass Proteinfaltung in der Zelle ein Co-translationalen Prozess 5.1 ist vorgesehen. Allerdings ist der genaue Weg, dass Polypeptidkette folgt während der Co-translationale Faltung seiner funktionellen Form zu erreichen immer noch ein Rätsel. Um diesen Prozess zu verstehen und zu den genauen Konformation der cotranslationale Faltungsintermediate bestimmen, ist es wichtig, Techniken, die die Isolierung von RNCs Durchführung naszierenden Ketten von vorgegebenen Größen, um ihre weitere strukturelle Analyse zu ermöglichen erlauben zu entwickeln.

SecM (Sekretion Monitor) ist ein 170 Aminosäuren E. coli-Protein, das die Expression des stromabwärtigen SecA (Sekretion Fahren) ATPase in der secM-Operon secA 6 regelt. Nakatogawa und Ito ursprünglich gefunden, dass ein 17 Aminosäuren lange Sequenz (150-FSTPVWISQA QGIRA G P-166) in der C-terminalen Bereich des Proteins SecM ausreichend und notwendig ist,verursachen Abwürgen des SECM Dehnung bei Gly165, wodurch Peptidyl-Glycyl-tRNA stabil an der ribosomalen P-Stelle 9.7 gebunden. Noch wichtiger ist, wurde festgestellt, dass diese 17 Aminosäure langen Sequenz zu der C-Terminus von praktisch jedem voller Länge und / oder verkürzte Protein wodurch die Produktion von RNCs Durchführung naszierenden Ketten von vorbestimmten Größen 7 verschmolzen werden können. Somit, wenn es geschmolzen oder in der Ziel-Protein insertiert, produziert SecM Abwürgen Sequenz Verhaftung der Polypeptidkette Dehnung und erzeugt eine stabile RNCs sowohl in vivo in E. coli-Zellen und in vitro in einem zellfreien System. Saccharosegradientenzentrifugation wird weiter genutzt werden, um RNCs zu isolieren.

Die isolierten RNCs kann zur strukturellen und funktionellen Merkmale der Co-translationale Faltungsintermediate zu analysieren. Kürzlich wurde diese Technik erfolgreich eingesetzt, um Einblicke in die Struktur von mehreren Ribosomen gebundenen naszierenden Ketten 10,11 gewinnen. Hier beschreiben wir die Isolierung von Rinder-Gamma-B Crystallin RNCs zu SecM verschmolzen und erzeugt in einem in vitro Translation System.

Protocol

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1. DNA-Schablone Herstellung und in vitro Transkription

  1. Das Gen von Interesse in einem T7 und / oder zB SP6-Promotor kloniert. Um RNCs von Interesse zu erhalten, ist C-Terminus des Zielpolypeptids mit indem Verhaftung induzierende Sequenz von SecM FXXXXWIXXXXGIRAGP 7 verlängert. Um sicherzustellen, dass das Polypeptid-Fragment von Interesse wird extrudieren aus dem ribosomalen Tunnels hat die C-terminale Teil des Proteins mit mindestens 30 Aminosäuren 12-14 verlängert werden. Eine flexible Glycin-Serin-reichen Linker zwischen dem Protein und dem SecM Verhaftung Sequenz eingeführt werden, um etwaige Konformationsrestriktionen ....

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Discussion

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Für reproduzierbare Ergebnisse, Qualität und Konzentration der Komponenten für die in vitro Transkription und Translation verwendet werden, sind kritisch. Wir haben uns verwendeten kommerziell erhältlichen in vitro Transkription und Translation-Extrakte und sie geben eine effiziente und reproduzierbare Ergebnisse, bei sorgfältiger Behandlung. Die Qualität der mRNA enthaltene Übersetzung beeinflussen, so ist es von größter Bedeutung für die Integrität der mRNA, bevor Sie es für in vitro-Translation<.......

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Disclosures

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Keine Interessenskonflikte erklärt.

Acknowledgements

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Diese Arbeit wurde vom Human Frontier Science Program RGP0024 Zuschuss finanziert.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Name des Reagenz / Kit Firma Katalog-Nummer
MEGAscript T7 High Yield Transcription Kit Ambion AM1333
RTS 100 E.coli HY Kit 5 Prime 2401100
Ribonuclease Inhibitor Invitrogen 15518012
Trans [35 S]-Label MP Biomedicals 0151006
Amicon Ultra-4 Zentrifugalfiltereinheit Millipore UFC801008
Speicherleuchtstoffplatte Autoradiographie GE Healthcare Typhoon 9410 Variable Mode Imager
Dichtegradienten Fraktionierung Systeme Teledyne Isco, Inc. ISCO Programmierbare Dichtegradienten-System
Sucrosegradienten CenZentrifugation Beckman Coulter Optima L-90 K präparativen Ultrazentrifuge

References

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  1. Fedorov, A. N., Baldwin, T. O. Cotranslational protein folding. J. Biol. Chem. 272, 32715-32718 (1997).
  2. Hardesty, B., Kramer, G. Folding of a nascent peptide on the ribosome. Prog. Nucleic Acid Res. Mol. Biol. 66, 41-66 (2001).
  3. Kramer, G., Boehringer, D., Ban, N., Bukau, B.

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SecM Arrest SequenceRibosome Nascent Chain ComplexesIn Vitro TranslationSucrose Gradient CentrifugationCo translational FoldingBovine Gamma B CrystallinE coli Extract SystemRadioactive Amino Acid LabelingGel Electrophoresis AnalysisTranslational Arrest Technique

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