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Methodenartikel

Analyse der AtHIRD11 inneren Unordnung und Bindung in Richtung Metallionen durch Kapillare Gelelektrophorese und Affinität Kapillarelektrophorese

5.6K Aufrufe

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DOI:

10.3791/57749

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22. August 2018

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In diesem Artikel

Zusammenfassung

Dieses Protokoll verbindet die Charakterisierung einer Protein-Probe durch Kapillare Gelelektrophorese und ein schnell-Bindung-Screening für geladene Liganden durch Affinität Kapillarelektrophorese. Es empfiehlt sich für Proteine mit einer flexiblen Struktur, wie zum Beispiel intrinsisch ungeordneten Proteine, um irgendwelche Unterschiede für verschiedene Konformere verbindlich festzustellen.

Zusammenfassung

Pflanzen sind stark abhängig von ihrer Umgebung. Höhere Pflanzen entwickeln um stressige Veränderungen (z.B., Trockenheit und hohe Salzgehalt) anpassen, Klassen von intrinsisch ungeordneten Proteinen (IDPs), oxidativen und osmotischen Stress zu reduzieren. In diesem Artikel verwendet eine Kombination von Kapillaren Gelelektrophorese (CGE) und Mobilität Verschiebung Affinität Elektrophorese (ACE) um das Bindungsverhalten von verschiedenen Umformer von IDP AtHIRD11 von Arabidopsis Thalianazu beschreiben. CGE wird verwendet, um die Reinheit des AtHIRD11 bestätigen und Fragmente, posttranslationale Modifikationen und andere Verunreinigungen als Gründe für komplexe Peak Muster auszuschließen. In diesem Teil des Experiments sind die verschiedenen Beispielkomponenten getrennt durch ein zähflüssiges Gel in einer Kapillare durch ihre unterschiedlichen Massen und mit einer Diode Array Detektor erkannt. Danach wird das Bindungsverhalten der Probe gegenüber verschiedenen Metallionen von ACE untersucht. In diesem Fall der Liganden wird hinzugefügt, um die Pufferlösung und die Verschiebung der Migrationszeit wird gemessen, um festzustellen, ob eine verbindliche Ereignis oder nicht aufgetreten ist. Einer der Vorteile der Verwendung von der Kombination von CGE und ACE um zu bestimmen, das Bindungsverhalten des IDP ist die Möglichkeit zur Automatisierung der Gelelektrophorese und Bindung-Assay. Darüber hinaus CGE zeigt eine Untergrenze der Erkennung als die klassische Gelelektrophorese und Ass ist in der Lage, die Art der Bindung eines Liganden in einer schnellen Weise bestimmen. ACE kann darüber hinaus auch auf andere geladene Spezies als Metallionen angewendet werden. Allerdings ist die Verwendung dieser Methode für verbindliche Experimente in seiner Fähigkeit, die Anzahl der Bindungsstellen bestimmen begrenzt. Dennoch kann die Kombination von CGE und ACE angepasst werden, charakterisieren das Bindungsverhalten einer Protein-Probe gegenüber zahlreichen geladenen Liganden.

Einleitung

Pflanzen sind stärker abhängig von ihrer Umgebung als viele andere Lebensformen. Da Pflanzen auf andere Orte übertragen können, müssen sie auf Veränderungen in ihrem Umfeld (z.B., Trockenheit, Kälte und hohe Salzkonzentrationen) einzustellen. Daher entwickelt höhere Pflanzen spezialisierten Stress-Proteine wie Dehydrins, die vielfältige Aufgaben zur Zelle Stressabbau im Zusammenhang mit hohem Salzgehalt zu erfüllen. Diese Proteine binden Wasser und Ionen innerhalb der Zellen, reduzieren oxidativen Stress durch verbindliche Cu2 +-Ionen, und die Interaktion mit Phospholipide sowie die Cytoskeletons. Darüber hinaus binden Zn2 +-Ionen können....

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Protokoll

1. Vorbereitung der Kapillarelektrophorese Instrumente

  1. Bereiten Sie die Kapillaren
    1. Verwenden Sie einen Glasschneider eine bare verschmolzen Kieselsäure in 33 cm (für die CGE-Experiment) und 30 cm (für das ACE-Experiment) langen Kapillaren Kapillare mit einem Polyimid-Außenbeschichtung und einem Innendurchmesser von 50 µm geschnitten. Führen Sie das Schneiden auf einer Glasplatte.
      Hinweis: Die 2 verschiedenen Versuchsaufbauten wurden für 2 verschiedene Instrumente entwickelt. Um sie an andere Instrumente benutzen, ist eine Übertragung der richtigen Methode durchzuführen und die Kapillarlänge hat die zulässige Länge des Instrumen....

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Ergebnisse

Abbildung 1 zeigt die Electropherogram für die AtHIRD11 Probe während der CGE-Experimente. Die Peptid-Größe erhöht sich von links nach rechts. Gipfel Nummer 4 hat die größte Masse und zeigt das intakte Protein. Die kleineren Gipfel 2 und 3 Stellen kleinere Verunreinigungen (z.B. Abbauprodukte). Der erste Gipfel und die Widersprüchlichkeit der Baseline vor könnte auch ohne die Protein-Probe reproduziert werden. Daher ist es im Zusammenhang mit der SDS.......

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Diskussion

Für alle CE-Experimente ist die Vorbereitung der Kapillare ein entscheidender Schritt. Da es ein Glasrohr mit kleinem Durchmesser ist, kann es leicht an den Stellen brechen, wo die Beschichtung entfernt wird, wenn es behandelt wird. Die Installation der Kapillare in das Instrument sollte sehr sorgfältig durchgeführt werden.

Mit der ACE-Methode vor allem kritische Schritte beziehen sich auf den Versuchsaufbau. Ein weiterer wichtiger Schritt ist die richtige Probe Spritzparameter finden. Die ein.......

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Danksagungen

Für die Bereitstellung der AtHIRD11 Proteinproben danken wir dankbar Masakuza Hara (Research Institute of Green Science and Technology, Universität von Shizuoka, Japan).

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
AtHIRD11-ProbeShizuoka University (Gruppe Prof. M. Hara)Dehydrin-Protein aus Arabidopsis thaliana exprimiert in Escherichia coli
Barefused Kieselsäure-KapillarePolymicro Technologies (Phoenix, USA)106815-0017TSP050375, 50 μ m Innendurchmesser, 363 μ m Außendurchmesser, Polyimid-Beschichtung
Agilent 1600AAgilent Technologies (Waldbronn, Deutschland)kommerziell nicht mehr lieferbarKapillarelektrophorese-Gerät; Agilent 7100 CE kann anstelle verwendet werden
Agilent 7100 CEAgilent Technologies (Waldbronn, Deutschland)G7100AKapillarelektrophorese-Instrument
Injekt 2 mLB. Braun (Melsungen, Deutschland)4606051VSpritzenvorsatz für die Filtration
Rotilabo-SpritzenvorsatzfilterCarl Roth GmbH + Co. KG (Karlsruhe, Deutschland)KY62.1PVDF-Membranfilter für die Lösungsfiltration
Eppendorf Research plus 10 μ LEppendorf (Wesseling-Berzdorf, Deutschland)3121 000.023Mikropipette für das Probenhandling
Eppendorf Research plus 10 μ LEppendorf (Wesseling-Berzdorf, Deutschland)3121 000.120Mikropipette für die Handhabung von Ligandenlösungen
Kugelpipette 10 mLDuran Group GmbH (Mainz, Deutschland)24 338 08Herstellung der NaOH-Lösung
Kugelpipette 25 mLDuran Group GmbH (Mainz, Deutschland)24 338 14Herstellung der Ligandenlösung
Duran Glas-Messkolben 25 mLDuran Group GmbH (Mainz, Deutschland)24 671 1457Aufbereitung der Ligandenstammlösung
Duran Glas Messkolben 10 mLDuran Group GmbH (Mainz, Deutschland)24 671 1054Aufbereitung der Ligandenstammlösung
Proteome Lab SDS MW Gel BufferBeckman Coulter (Brea, USA)kommerziell nicht mehr erhältlichTrennung während der Kapillargelelektrophorese / Alternativer SDS-Puffer: CE-SDS Laufpuffer von Bio-Rad Laboratories (Mü nchen, Deutschland) Katalognummer: 1485032 
AcetanilidSigma-Aldrich (Steinheim, Deutschland)397229-5GElektroosmotischer Flussmarker
Mangan(II)-chloridSigma-Aldrich (Steinheim, Deutschland)13217Ligand
Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA)Sigma-Aldrich (Steinheim, Deutschland)431788-100GSpülbestandteil
BariumchloridSigma-Aldrich (Steinheim, Deutschland)202738-5GLigand
NatriumdodecylsulfatSigma-Aldrich (Steinheim, Deutschland)71729-100GLösliches Protein für die Kapillargelelektrophorese
Nickel(II)-chlorid-HexahydratSigma-Aldrich (Steinheim, Deutschland)654507-5GLigand
Selen(IV)-chloridSigma-Aldrich (Steinheim, Deutschland)323527-10GLigand
2- Amino-2-hydroxy-methylpropan-1,3-diol (Tris)Sigma-Aldrich (Steinheim, Deutschland)252859-100GPufferbestandteil
Zink(II)-chloridMerck Millipore ( Darmstadt, Deutschland)1088160250Ligand
StrontiumnitratMerck Millipore ( Darmstadt, Deutschland)1078720250Ligand
Calciumchlorid-DihydratMerck Millipore ( Darmstadt, Deutschland)1371015000Ligand
37 % SalzsäureMerck Millipore ( Darmstadt, Deutschland)1003171000Einstellung des pH-Werts
Kupfer(II)-chlorid-DihydratRiedel-de Haë n (Seelze, Deutschland)31286Ligand
Sonorex Longlife RK 1028 CH 45LAllpax (Papenburg, Deutschland)10000084; 0Ultraschallbad
Agilent ChemStation Rev. 8.04.03-SP1Agilent Technologies (Waldbronn, Deutschland)G2070-91126Softwarepakete zur Bedienung der CE-Geräte, zur Datenerfassung und -auswertung
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Referenzen

  1. Hara, M. The multifunctionality of dehydrins: An overview. Plant Signaling & Behavior. 5 (5), 1-6 (2010).
  2. Uversky, V. N. Dancing protein clouds: the strange biology and chaotic physics of intrinsically disordered proteins.

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Nachdrucke und Genehmigungen

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