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Wir haben eine einfache und kostengünstige Methode entwickelt (PEI kosten viel weniger als im Handel erhältlichen Transfektionsreagenzien lipophile) zur Expression und Reinigung von großen Mengen an rekombinanten Proteinen und Multi-Untereinheiten-Komplexen, die aus Säugetierzellen. Optimale Transfektion und Expressionseffizienz kann erreicht werden, wenn hochreine Plasmid-DNA (260/280 zwischen 1,8 und 2,0) in Kombination mit PEI wie in dem Protokoll beschrieben verwendet. Zellen müssen in serum-und antibiotikafreiem Medium kultiviert werden daher steriler Technik ist streng Passagierung und Transfektion von Zellen, um kostspielige und zeitraubende Infektionen zu vermeiden. Lebensfähigkeit der Zellen sollte 90% oder höher sein und Kulturen sollte nicht auf Dichten von mehr als 2,5 x 10 6 Zellen gezüchtet werden / ml unmittelbar vor einer Transfektion, da dies wird Proteinausbeute reduzieren. Für eine erfolgreiche Transfektion, sollte nur Kulturen enthalten einzelne oder teilenden Zellen. Cluster können durch Kraft gebrochen werdenOrganisationseinheiten Vortex 20 bis 30 sec (Abbildung 5). Das Verhältnis von jedem Plasmid in der Co-Transfektion verwendet werden, können durch den Benutzer gemäß der Stöchiometrie des Komplexes untersucht variiert werden. Expressionseffizienz für das Protein von Interesse optimiert werden, so dass ein geeignetes Expressionszeit hergestellt werden kann. Reinigung sollte durchgeführt halten die Proteinprobe Kälte zu jeder Zeit, um das Risiko von unerwünschten proteolytischen Abbau zu reduzieren. Die Auswahl des Tags und Reinigungspuffer ist kritisch, da sie strukturelle Elemente oder aktive Stellen von bestimmten Proteinen stören, was häufig zu einer reduzierten Löslichkeit und / oder Verlust der enzymatischen Aktivität. Klein Transfektionen sind besonders nützlich für das Testen verschiedener Konstrukte für die Reinigung von großen Proteinkomplexen.
Heute ist eine große Vielfalt von alternativen Methoden sind für die Expression des rekombinanten eukaryontischen Proteinen (Tabelle 2) verfügbar. Zum Beispiel Baculovirus Expression in Insektenzellen wird häufig wegen seiner hohen Transduktionseffizienz und ihre mangelnde Zytotoxizität im Vergleich zu anderen viralen Spezies 6 verwendet. Jedoch ist das Verfahren zur Herstellung des Virus zeitaufwendig und seiner Instabilität nicht den Viren für längere Zeit gelagert werden. Auf der anderen Seite bieten Hefe-Expressionssystemen die Möglichkeit wachsenden Zellen zu sehr hohen Dichten in Fermenter-Kulturen, was zu hohen Proteinausbeuten 7. Aber noch nicht über die volle Vielzahl von post-translationalen Modifikationen für eukaryontische Proteine erforderlich ist, um korrekt zu falten und die Interaktion mit den Proteinpartner. HDAC3 zum Beispiel exprimiert, aber nicht in E. falten coli. Wenn jedoch in 293F-Zellen exprimiert, waren wir in der Lage, ein aktives Enzym im Komplex mit seinem Co-Repressor (SMRT) und einem Molekül von Inositol-Tetraphosphat (IP4) 8, die in prokaryotischen Zellen gefunden wird, zu reinigen. Diese Methode hat sich uns auch die Möglichkeit zu reinigen und lösen das Kristall structure von HDAC1 Interaktion mit MTA1 im NuRD-Komplex, der in ähnlicher Weise durch IP4 9 aktiviert wird. Idealerweise würden wir immer gerne eukaryotischen Proteinen in ihrer natürlichen, physiologischen Umgebung auszudrücken. Säugetier-Expressionssysteme, die HEK 293-Zellen in Bioreaktoren EBNA1 10-12 beschrieben und ergeben sehr hohe Protein, diese können aber komplex in der Anwendung sein.
Unser Verfahren ist eine einfache und leicht zugängliche Alternative zur Expression in Bakterien, Hefe und Bioreaktorsysteme. Expressionsverfahren ist schnell und erfordert nicht die Verwendung von teuren Geräten, insbesondere wenn der Rollflasche oder Kolbenatmosphäre mit 5% CO 2 und Standard Schüttelinkubatoren verwendet werden ersetzt. Wir haben diese Protokolle verwendet, um mehrere Plasmide co-transfizieren und zu reinigen Komplexe mit bis zu fünf Proteine mit Ausbeuten von> 1 mg / l Kultur. Interessant ist, hilft das System die Identifizierung von stabilen brav Komplexe. Zum Beispiel expression des binären Komplex von HDAC1 und Sin3A gab begrenzten Proteinausbeuten, noch Zusatz von SDS3 Folge 5-fach höhere Mengen und somit führt die Strukturbiologe bei der Wahl der geeigneten Konstrukte und stabile Komplexe für die Kristallisation.