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Untersuchen Assemblierungsintermediate mit rekombinantem Archaeal Proteasomen und nicht denaturierenden PAGE: Die Argumente für einen kombinierten Ansatz

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DOI:

10.3791/54860

17. Dezember 2016

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Dieses Protokoll nutzt sowohl die Untereinheit Koexpression und postlysis Untereinheit für eine gründlichere Untersuchung der rekombinanten Assemblierungsintermediate mischen.

Zusammenfassung

Proteasomen sind in allen Bereichen des Lebens zu finden. Sie bieten den Hauptweg der intrazellulären Proteinabbaus in Eukaryoten, obwohl ihre Montage nicht vollständig verstanden wird. Alle Proteasomen enthalten einen strukturell konservierten Kernpartikel (CP) oder 20S-Proteasoms, die zwei heptameren Ringe β-Untereinheit zwischen zwei heptameren α-Untereinheit Ringe eingeklemmt. Archaeal 20S Proteasomen sind kompositorisch einfacher im Vergleich zu ihren eukaryotischen Kollegen, aber sie beide teilen eine gemeinsame Montagemechanismus. Folglich weiterhin Archaea 20S Proteasomen wichtige Modelle für eukaryotische Assemblierungsintermediate zu sein. Insbesondere wurde die rekombinante Expression von Archaea-20S Proteasomen in Verbindung mit nicht-denaturierenden Polyacrylamid-Gelelektrophorese (PAGE) viele wichtige Einblicke in Proteasom-Biogenese ergab. Hier diskutieren wir ein Mittel auf die übliche Strategie der Co-Expression von Archaea-Proteasom-α zu verbessern und ß-Untereinheiten vor nondenaturing PAGE. Wir zeigen, dass, obwohl eine schnelle und effiziente, eine Co-Expression Ansatz allein Schlüssel Assemblierungsintermediate verpassen. Im Falle des Proteasoms, Koexpression erlauben nicht Detektion des Halb Proteasom, ein Zwischenprodukt, enthaltend ein vollständiges α-Ring und eine vollständige β-Ring. Jedoch ist dieses Zwischenprodukt wird leicht über Lysat Mischen detektiert. Wir schlagen vor, dass die Co-Expression mit Lysat Mischung kombiniert einen Ansatz ergibt, die bei der Analyse der Montage gründlichere ist, bleibt doch Arbeit nicht-intensiven. Dieser Ansatz kann für die Untersuchung von anderen rekombinanten Multiproteinkomplexen nützlich sein.

Einleitung

Multiproteinkomplexen führen zahlreiche kritische zelluläre Aktivitäten 1. Für viele dieser Komplexe wird über ihre Struktur und Funktion viel mehr bekannt als über ihre Montage 2,3. Das Proteasom ist ein solcher Komplex und wird in allen Lebensbereichen zu finden. In Eukaryonten ist diese molekulare Maschine am Kern des Ubiquitin / Proteasom - System (UPS) und stellt den Hauptweg der intrazellulären Proteinabbau 4. Die eukaryotische Proteasom (bezeichnet als 26S Proteasom) besteht aus zwei Hauptunterbaugruppen: eine 20S Proteasom oder Kernteilchen (CP) 5, die durch einen 19S Regulatory Particle (RP) 6 an einem o....

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Protokoll

1. Bakterielle Expression.

Anmerkung: Expressionsplasmide in dieser Studie verwendet wurden, sind in Tabelle 1 beschrieben. Lösungen, Medien und Puffer in dieser Studie verwendet wurden, sind in Tabelle 2 beschrieben. Die Klonierung von Archaea - Proteasom - Untereinheit - Gene und die Erzeugung von Expressionsplasmiden sind an anderer Stelle beschrieben 18,20. Kurz gesagt, Plasmide für die rekombinante Koexpression von Untereinheiten verwenden eine bizistronischen Operon - Strategie , die bei der Beschaffung von 18,20 vergleichbaren Expressionsniveaus der einzelnen Un....

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Ergebnisse

Assemblierungsintermediate (Abbildung 1) beginnt , wenn alpha - Untereinheiten zu bilden Ringe 9 zu kombinieren. Dies kann veranschaulicht werden , wenn & agr; -Untereinheiten von der archaeon Methanococcus maripaludis S2 in E. coli exprimiert werden , wie C-terminal Hexahistidin - markierte (His-tagged) -derivate (Tabelle 1). Wenn die rekombinante α-His - Protein durch ICAR und analysiert wurde gereinigt durch nicht - denaturierende PAGE, zwei Banden be.......

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Diskussion

Wir zeigen den Nutzen eines kombinierten Ansatzes Assemblierungsintermediate zur Analyse von PAGE unter Verwendung von rekombinanten Archaea Proteasomen nicht denaturierenden. Die übliche Methode 9,11 von bakteriellen Co - Expression von Proteasom - Untereinheiten ermöglicht eine schnelle Analyse kann aber keine Schlüssel Assemblierungsintermediate offenbaren. Wir schlagen vor, die Kombination von Co-Expression mit Lysat Mischen ein umfassenderes Bild von Montage Ereignisse zu entwickeln.

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Danksagungen

Diese Arbeit wurde teilweise durch einen Research Support Funds Grant (RSFG) von der Indiana University-Purdue University, Indianapolis, und teilweise durch eine Auszeichnung von der American Heart Association 14GRNT20390154, zu ARK unterstützt

....

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Acrylamid (40%) LösungBiorad1610104Unpolymerisiertes Acrylamid ist ein Neurotoxin. Tragen Sie die richtige Schutzausrüstung
Amicon ultra 0,5 mL ZentrifugalfilterEMDMilliporeUFC501024
AmmoniumpersulfatSigmaA3678
ATPSigmaA7699
BCA AssayKit Pierce23225
Bisacrylamid (2%) LösungBiorad1610142
BromphenolblauSigmaB8026
DNaseISigmaDN25
Dithiothreitol (DTT)Thermo FisherBP172
E. coli BL21 kompetente ZellenEMD Millipore69450
GelCode BlueThermo Fisher24592Kolloidales Coomassie-Färbereagenz für Gele
Gel doc EZ SystemBiorad1708270Gel-Dokumentationssystem
GelabscheiderBiorad1653320Keilförmiger Kunststoff zur Trennung von Gelplatten; nützlich zum Verteilen von Flüssigkeiten.
GlasstabThermo Fisher11-380B
GlycerolSigma49767
GlycinThermo FisherBP3865
Hamilton SpritzeThermo Fisher14-813-38Glasspritze zum Laden von Gelen
HEPESUS BiologicalsH2010
HMW Natives KalibrierkitGE Healthcare170445-01Proteinstandards mit hohem Molekulargewicht
Hoefer SG30Thermo Fisher03-500-277Gradientenmacher
ImidazolUS Biologicals280671
IPTGUS BiologicalsI8500Zur Induktion der Proteinexpression
IsopropanolThermo FisherBP26181
KanamycinsulfatUS BiologicalsK0010
LysozymeSigmaL6876
MgCl2Fluka analytical630680
Mini Protean Tetra CellBiorad1658002EDUGel-Elektrophoresegerät
NaClThermo FisherS640-3
NaOHThermo FisherS318-1
Pefabloc SCRoche11429876001Proteaseinhibitor
pET42EMD Millipore70562Expression Plasmid
Precision plus all bluestandard Biorad1610373Molecular protein standard for SDS-PAGE
Quickchange MutageneseKit Agilent Technologies200521
Natriumdodecylsulfat (SDS)Thermo FisherBP166
Suc-LLVY-AMCEnzo lifesciencesBML P802-0005Fluorogenes Substrat
Talon Metal Affinity ResinClontech635502Immobilisiertes Kobalt-Affinitätsharz
TEMEDSigmaT7024
TrisUS BiologicalsT8600
Triton-X100Sigma93426
TryptonBacto BD
UV-ProbentablettBiorad1708271Für die UV-Bildgebung von Gelen
HefeextraktBacto BD212720
211699

Referenzen

  1. Wan, C., et al. Panorama of ancient metazoan macromolecular complexes. Nature. 525, 339-344 (2015).
  2. Marsh, J. A., Teichmann, S. A. Structure, dynamics, assembly, and evolution of protein complexes. Annu Rev Biochem. 84, 551-575 (2015).
  3. Williamson,....

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Schlagwörter

CoexpressionsansatzLysatmischungNachweis des Halbe Proteasomsarch elles 20S ProteasomAlpha Beta Untereinheitenbakterielle ExpressionProteinkomplexanalyse

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