Name: Transmembrandomäne Oligomerisierung Anschaffungsneigung durch ToxR Assay ermittelt (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-05-26T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 45 s
Description: Erfahren Sie, wie Sie die Oligomerisierungsneigung transmembraner Domänen mit dem ToxR-Assay in E. coli quantifizieren. Diese Methode ermöglicht die Untersuchung von Proteininteraktionen in natürlicher Membranumgebung.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Wir danken den National Institutes of Health (1R21CA138373 und Stand Up to Cancer (SU2C) für die finanzielle Unterstützung dieser Arbeit. HY ist dankbar für das Geschäftsjahr 2009 Elion Award von der American Association of Cancer Research, ein Kimmel Scholar Award der Sidney Kimmel Stiftung für Cancer Research (SKF-08 bis 101) und der National Science Foundation Fakultät Early Career Award (NSF0954819).

1. Cloning Überlegungen <ol><li> Kommerziell hergestellte Oligonukleotide, die die TMD von Interesse durch NheI und BamHI Restriktionsstellen und 5'-phosphorylierten flankiert können in pTox7 (modified in unserem Labor durch Insertion von einem Basenpaar direkt nach dem BamHI 14) (Abbildung 3) verdaut nacheinander ligiert werden mit BamHI und NheI. Ein Beispiel Oligonukleotid ist unten dargestellt: 5'ctagcTMDSEQUENCEg3 " 3 'gTMDSEQUENCEcctag5 " </li></ol> Die TMD-Sequenz sollte 12-24 Rückstände (kürzere Sequenzen wird vermutlich durch den Vektor kodierten hydrophobe Reste verlängert werden). Um die Schnittstelle zu untersuchen, sollten vier Varianten des TMD-Design erstellt, wo sequenzielles Rest Insertionen und Deletionen gleichzeitige Rückstände Ergebnis in Rotation der TMD bezogen auf ToxR. 15,16 Schließlich wird die Arabinose-Konzentration zwischen 0,001 und 0,01% variiert werden sollten (w / v) zu Ermittlung der Konzentration, wo maximale Unterschiede in β-Galactosidase-Signale zwischen verschiedenen TMD Sequenzen beobachtet werden; Testen verschiedener Expression wird empfohlen, unter welchen Bedingungen unterschiedliche Affinitäten am besten unterschieden werden identifizieren können. Neben Arabinose und Antibiotika, können 0,4 mM IPTG verwendet werden, um Unterschiede in der Affinität zwischen verschiedenen TMDs zu verbessern. Die ToxR Messung sollten mindestens in vierfacher Ausfertigung durchgeführt werden. Der ganze Vorgang sollte mindestens dreimal mit verschiedenen Plasmid-Transformationen wiederholt werden. 2. Das Wachstum von Bakterienkulturen <ol><li> Vorsichtig auftauen FHK12 kompetente Zellen (200 ul) auf Eis und Überführung in eine 15 ml Kultur Röhre. Add Plasmid-DNA (200 ng) und inkubieren Sie die Zellen auf Eis für 30 min. </li><li> Hitze-Schock-Zellen durch Inkubation für 90 s bei 42 ° C, durch Inkubation auf Eis für 2 min folgte. </li><li> Add SOC Media (800 ul) und inkubieren Sie die Proben bei 37 ° C unter Schütteln (300 rpm) für eine h. </li><li> Impfen 5 ml LB-Medium mit Chloramphenicol (30 ug / ml) und Arabinose (0,0025% w / v) mit 50 ul der Transformation Mischung in 15 ml Kulturröhrchen in dreifacher Ausfertigung. Inkubieren Proben bei 37 ° C unter Schütteln (300 rpm) für 20 h. (Alternativ 5 ul der Kultur kann zu 100 ul Medium in einer 96-Well-Platte zu impfen. Diese Methode ist nützlich, wenn es mit einer großen Anzahl von Proben, obwohl Fehler wird etwas höher sein. Um die Verdunstung, die führen würde vermeiden um Fehler, füllen Sie die äußersten Brunnen mit Medien, sondern verwenden sie nicht für die Proben. Schließlich, Doppel-wrap die Verbindung zwischen dem Deckel und die Platte mit Parafilm). </li></ol> 3. Die Messung der β-Galactosidase-Aktivität <ol><li> Heizen Sie den Platten-Leser bis 28 ° C. </li><li> Übertragen Sie die Z-Buffer in ein Reservoir mit einem großen Pipettenspitze, achten Sie darauf, nehmen nur die obere (wässrige Schicht). Transfer 100 ul frisch zubereitet Z-buffer/chloroform in die Vertiefungen einer 96-Well-Platte. Transfer-5 ul jeder Kultur in die Vertiefungen der Platte in vierfacher Ausfertigung. Lassen Sie die Kultur von vier Brunnen, die als leere dienen wird. </li><li> Messen Sie die OD 595 von der Platte auf die Zelldichte zu bestimmen. </li><li> Add 50 ul Z-buffer/SDS in alle Vertiefungen der Platte. Schütteln Sie die Platte in der Platte-Reader für 10 min auf die Zellen zu lysieren. Sicherstellen, dass die Zell-Suspensionen sind nach der Lyse klar und wiederholen das Schütteln Schritt, wenn erforderlich. Unvollständige Lyse schlägt die Z-buffer/chloroform nicht frisch zubereitet. </li><li> Dann werden 50 ul frisch zubereiteten Z-buffer/ONPG in alle Vertiefungen und kehren die Platte auf die Platte Leser und messen OD 405 alle 30 s für 20 min. </li><li> Berechnen Sie β-Galactosidase-Aktivität mit der folgenden Gleichung (wir erinnern uns, um die leeren subtrahieren). Das Verhältnis von OD 405 / min sollte anhand aller Datenpunkte in der OD 405 Bereich von 0,0 bis 1,0 unter Verwendung eines linearen Modells angepasst werden. <img src="files/ftp_upload/2721/2721eq1.jpg" alt="Gleichung 1"> Miller Einheiten unterscheiden sich manchmal, wenn an verschiedenen Tagen aufgenommen. Deshalb sollte eine Referenz zu konstruieren, wie GpA in jeder Prüfung zu messen. Die Werte können für die Normalisierung der ToxR Werte verwendet werden. </li></ol> 4. Steuerung für die Proteinexpression <ol><li> Führen Western-Blot, auch Protein-Expression von Konstrukten zu überprüfen. Kombinieren Sie 50 ul des dreifachen Kulturen und Zentrifuge (2000 rpm, 4 min) in einer Mikrozentrifuge. Entfernen Sie den Überstand mit einer Pipette resuspendieren und die verbleibende Pellet in 2 x Probe Ladepuffer. </li><li> Last 7,5 ul auf einem Standard 8% Gel und Durchführung Elektrophorese bei 125 V für 1 Stunde 5 min. Nach der Übertragung mit anti-MBP HRP-konjugierten Antikörper inkubiert und zu visualisieren, die chimäre Protein ist bei ca. 70 kDa mit einigen Abbauprodukte manchmal um 48 kDa zu sehen beobachtet. Endogene MBP ist auch bei 45 kDa beobachtet (siehe Abbildung 5). </li></ol>5. Control für Proper Membraninsertion Eine Zelllinie Mangel an Maltose bindendes Protein verwendet wird, um eine ordnungsgemäße Membraninsertion des chimären TMD konstruieren zu beurteilen. Wenn auf Minimalmedium mit Maltose gewachsen als alleinige Kohlenstoff-Quelle, Ausdruck nur Zellen eine Membran-Integral-Ausdruck Produkt mit Maltose-Bindungsprotein richtig in das Periplasma befindet sind in der Lage zu wachsen. <ol><li> Transform PD28-Zellen (wie bei FHK12 Zellen beschrieben) und impfen 2 ml LB-Medium. Wachsen die Zellen bei 37 ° C unter Schütteln (300 rpm) über Nacht. </li><li> Pellet die Zellen durch Zentrifugation bei 3500 rpm, 10 min, 4 ° C und Waschen durch Resuspendieren in PBS (2 ml) durch vorsichtiges Pipettieren mit einer großen Spitze oder sanfte Vortexen. Pellet den Zellen (wie oben), mit PBS waschen ein zweites Mal, Pellet-und schließlich in PBS (1 ml) resuspendieren. </li><li> Verwenden Sie 25 ul der resuspendierten Zellen in 5 ml Minimalmedium in dreifacher Ausfertigung und bei 37 zu impfen ° C unter Schütteln (300 rpm). Nehmen OD 595 Lesungen zwischen 15-25 h, ca. alle 2 Stunden durch die Übertragung von 200 ul von jeder Probe in eine 96-Well-Platte und das Lesen mit dem Platten-Leser. </li></ol> 6. Repräsentative Ergebnisse: Ein Beispiel für die Verwendung des ToxR transkriptionelle Reporter-Assay auf die Oligomerisierung Neigung von Transmembrandomänen in Abbildung 4 zu analysieren. Bisher haben wir die Oligomerisierung von Transmembrandomänen von untersuchten die multispanning Membran-Integral-Protein latent membrane protein-1 (LMP-1) durch verschiedene Techniken, darunter ToxR 14 Transmembrandomäne fünf (TM5) wurde gezeigt, dass eine starke Neigung zur Oligomerisierung aufweisen.; Diese zeichnet sich durch hohe Miller Units, vergleichbar mit der positiven Kontrolle, GPA, eine gut etablierte Dimerisierung Sequenz gezeigt. Eine Mutation in TM5, D150A, reduziert die Fähigkeit der Sequenz oligomerisieren. LMP-1 TM1 nicht wesentlich oligomerisieren und weist einen sehr niedrigen Miller Einheit Signal, gerade über das Signal für leere, nicht-transformierten Zellen FHK12. <img src="/files/ftp_upload/2721/2721fig1.jpg" alt="Abbildung 1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Abbildung 1"> Abbildung 1. Cartoon Darstellung der ToxR Reporter-Assay. Transmembrandomäne (TMD) angetrieben Oligomerisierung Ergebnisse in Dimerisierung von ToxR und Aktivierung von LacZ Transkription. Das Genprodukt von LacZ, können β-Galactosidase als Maß für die Neigung einer TMD zu oligomerisieren quantifiziert werden. <img src="/files/ftp_upload/2721/2721fig2.jpg" alt="Abbildung 2" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Abbildung 2"> Abbildung 2. Die hydrolytische Spaltung von ONPG von β-Galactosidase Ergebnisse in die Produktion von dem Licht absorbierenden Spezies o-nitrophenolat (ONP). <img src="/files/ftp_upload/2721/2721fig3.jpg" alt="Abbildung 3" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Abbildung 3"> Abbildung 3. Plasmidkarte von pToxR7. <img src="/files/ftp_upload/2721/2721fig4.jpg" alt="Abbildung 4" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Abbildung 4"> Abbildung 4. Representative ToxR transkriptionelle Reporter-Assay Analyse der Oligomerisierung Neigung der latent membrane protein-1 Transmembrandomänen. Transmembrandomäne 5 (TM5) oligomerisiert stark, während Transmembrandomäne 1 (TM1) zeigt nur eine schwache Wechselwirkung. Mutation D150A in TM5 reduziert seine Fähigkeit zur Oligomerisierung. GPA ist als eine positive Kontrolle Sequenz für starke Dimerisierung enthalten. Blank stellt transformierten FHK12 Zellen. <img src="/files/ftp_upload/2721/2721fig5.jpg" alt="Abbildung 5" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Abbildung 5"> Abbildung 5. Western Blot für die Proteinexpression. <img src="/files/ftp_upload/2721/2721fig6.jpg" alt="Abbildung 6" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Abbildung 6"> Abbildung 6. PD28 Komplementation Test auf korrekte Membraninsertion in das Periplasma zu kontrollieren. Negative Kontrolle stellt ein Konstrukt Mangel an Maltose bindendes Protein.

<ol><li>Parker, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oligomerization+of+the+heptahelical+G+protein+coupling+receptors%3A+a+case+for+association+using+transmembrane+helices%5BTitle%5D)+AND+%22Mini+Rev+Med+Chem%22%5BJournal%5D)">Oligomerization of the heptahelical G protein coupling receptors: a case for association using transmembrane helices.</a> Mini Rev Med Chem. 9, 329-339 (2009).</li>
<li>Mo, W., Zhang, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oligomerization+of+human+ATP-binding+cassette+transporters+and+its+potential+significance+in+human+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Expert+Opin+Drug+Metab+Toxicol%22%5BJournal%5D)">Oligomerization of human ATP-binding cassette transporters and its potential significance in human disease.</a> Expert Opin Drug Metab Toxicol. 5, 1049-1063 (2009).</li>
<li>von Heijne, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Membrane-protein+topology%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Mol+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Membrane-protein topology.</a> Nat Rev Mol Cell Biol. 7, 909-918 (2006).</li>
<li>Van Horn, W. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solution+nuclear+magnetic+resonance+structure+of+membrane-integral+diacylglycerol+kinase%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Solution nuclear magnetic resonance structure of membrane-integral diacylglycerol kinase.</a> Science. 324, 1726-1729 (2009).</li>
<li>Hattori, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mg%282%2B%29-dependent+gating+of+bacterial+MgtE+channel+underlies+Mg%282%2B%29+homeostasis%5BTitle%5D)+AND+%22Embo+J%22%5BJournal%5D)">Mg(2+)-dependent gating of bacterial MgtE channel underlies Mg(2+) homeostasis.</a> Embo J. 28, 3602-3612 (2009).</li>
<li>Ulmschneider, M. B., Sansom, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amino+acid+distributions+in+integral+membrane+protein+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Biochim+Biophys+Acta%22%5BJournal%5D)">Amino acid distributions in integral membrane protein structures.</a> Biochim Biophys Acta. 1512, 1-14 (2001).</li>
<li>Deber, C. M., Goto, N. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Folding+proteins+into+membranes%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Struct+Biol%22%5BJournal%5D)">Folding proteins into membranes.</a> Nat Struct Biol. 3, 815-818 (1996).</li>
<li>Gerber, D., Shai, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+detection+of+hetero-association+of+glycophorin-A+and+its+mutants+within+the+membrane%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biol+Chem%22%5BJournal%5D)">In vivo detection of hetero-association of glycophorin-A and its mutants within the membrane.</a> J Biol Chem. 276, 31229-31232 (2001).</li>
<li>Langosch, D., Brosig, B., Kolmar, H. p, Fritz, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dimerisation+of+the+glycophorin+A+transmembrane+segment+in+membranes+probed+with+the+ToxR+transcription+activator%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Dimerisation of the glycophorin A transmembrane segment in membranes probed with the ToxR transcription activator.</a> J Mol Biol. 263, 525-530 (1996).</li>
<li>Russ, W. P., Engelman, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((TOXCAT%3A+a+measure+of+transmembrane+helix+association+in+a+biological+membrane%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">TOXCAT: a measure of transmembrane helix association in a biological membrane.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 96, 863-868 (1999).</li>
<li>Berger, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Consensus+motif+for+integrin+transmembrane+helix+association%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Consensus motif for integrin transmembrane helix association.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 107, 703-708 (2010).</li>
<li>Oates, J., King, G., Dixon, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strong+oligomerization+behavior+of+PDGFbeta+receptor+transmembrane+domain+and+its+regulation+by+the+juxtamembrane+regions%5BTitle%5D)+AND+%22Biochim+Biophys+Acta%22%5BJournal%5D)">Strong oligomerization behavior of PDGFbeta receptor transmembrane domain and its regulation by the juxtamembrane regions.</a> Biochim Biophys Acta. 1798, 605-615 (2010).</li>
<li>Sal-Man, N., Gerber, D., Shai, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hetero-assembly+between+all-L-+and+all-D-amino+acid+transmembrane+domains%3A+forces+involved+and+implication+for+inactivation+of+membrane+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Hetero-assembly between all-L- and all-D-amino acid transmembrane domains: forces involved and implication for inactivation of membrane proteins.</a> J Mol Biol. 344, 855-864 (2004).</li>
<li>Sammond, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transmembrane+peptides+used+to+investigate+the+homo-oligomeric+interface+and+binding+hot-spot+of+the+oncogene%2C+latent+membrane+protein+1%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Transmembrane peptides used to investigate the homo-oligomeric interface and binding hot-spot of the oncogene, latent membrane protein 1.</a> , Forthcoming (2010).</li>
<li>Li, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dimerization+of+the+transmembrane+domain+of+Integrin+alphaIIb+subunit+in+cell+membranes%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biol+Chem%22%5BJournal%5D)">Dimerization of the transmembrane domain of Integrin alphaIIb subunit in cell membranes.</a> J Biol Chem. 279, 26666-26673 (2004).</li>
<li>Ruan, W., Becker, V., Klingmuller, U., Langosch, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+interface+between+self-assembling+erythropoietin+receptor+transmembrane+segments+corresponds+to+a+membrane-spanning+leucine+zipper%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biol+Chem%22%5BJournal%5D)">The interface between self-assembling erythropoietin receptor transmembrane segments corresponds to a membrane-spanning leucine zipper.</a> J Biol Chem. 279, 3273-3279 (2004).</li>
<li>Finger, C., Escher, C., Schneider, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+single+transmembrane+domains+of+human+receptor+tyrosine+kinases+encode+self-interactions%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Signal%22%5BJournal%5D)">The single transmembrane domains of human receptor tyrosine kinases encode self-interactions.</a> Sci Signal. 2, ra56-ra56 (2009).</li>
</ol>

Die ToxR transkriptionelle Reporter-Assay ist eine einfache Möglichkeit, transmembrane Sequenzen mit dem Potenzial, oligomerisieren identifizieren. Da die Wechselwirkungen innerhalb der bakteriellen inneren Membran stattfindet, umgeht diesen Test die Probleme mit der Gültigkeit der Untersuchung von Systemen in Membran-Mimetikum-Umgebungen. Da das Klonen von mehreren TMDs in einem einzigen Plasmid leicht können parallel ausgeführt werden und der gesamte Test kann in 96-Well-Platte-Format durchgeführt werden, kann dieser ...

<table border="1"><tbody><tr><th> Name des Reagenzes </th><th> Firma </th><th> Katalog-Nummer </th><th> Kommentare (optional) </th></tr><tr><td> BamHI Restriktionsenzym </td><td> Invitrogen </td><td> 15201023 </td><td> Invitrogen Enzyme erwiesen sich als effizienter als alternative Lieferanten </td></tr><tr><td> NheI Restriktionsenzym </td><td> Invitrogen </td><td> 15444011 </td><td> Invitrogen Enzyme erwiesen sich als effizienter als alternative Lieferanten </td></tr><tr><td> 15 mL Kulturröhrchen </td><td> Fisher Scientific </td><td> 14 bis 956-1J </td><td></td></tr><tr><td> SOC-Medium </td><td> Teknova </td><td> S0225 </td><td> Bis das entsprechende Volumen auf und sterilisiert durch Autoklavieren. </td></tr><tr><td> LB-Medium </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> L7275 </td><td> Bis das entsprechende Volumen auf und sterilisiert durch Autoklavieren. </td></tr><tr><td> Chloramphenicol </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> CO 3 78 </td><td> Stammlösung von 30 mg / mL in Ethanol in Gefrierschrank gelagert </td></tr><tr><td> Arabinose </td><td> Fluka </td><td> 10839 </td><td> Stammlösung von 2,5% (w / v) in Wasser im Gefrierschrank gelagert </td></tr><tr><td> Na 2 HPO 4 </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> S9390 </td><td></td></tr><tr><td> NaH 2 PO 4 </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> S9638 </td><td></td></tr><tr><td> KCl </td><td> Mallinckrodt Chemicals </td><td> 6858-06 </td><td></td></tr><tr><td> MgSO 4 .7 H 2 O </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 63138 </td><td></td></tr><tr><td> Natriumdodecylsulfat (SDS) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> L6026 </td><td></td></tr><tr><td> 2-Nitrophenyl β-D-galactopyranosid (ONPG) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 73660 </td><td></td></tr><tr><td> Z-Puffer </td><td></td><td></td><td> 16,1 g Na 2 HPO 4 5.5g NaH 2 PO 4 0,75 g KCl 0.246g MgSO 4 Machen Sie bis zu 1 l, pH 7,0 </td></tr><tr><td> Z-buffer/chloroform </td><td></td><td></td><td> 200 mL β-Mercaptoethanol, 2 mL Chloroform, machen bis zu 20 ml mit Z-Buffer. Vortex für 1 min, Zentrifuge für 1 min bei 800 Umdrehungen pro Minute. Machen Sie für jede Platte frisch. </td></tr><tr><td> Z-buffer/SDS </td><td></td><td></td><td> 160 mg SDS in 10 mL Z-Puffer </td></tr><tr><td> Z-buffer/ONPG </td><td></td><td></td><td> 40 mg ONPG in 10 mL Z-Buffer. Machen Sie für jede Platte frischer </td></tr><tr><td> β-Mercaptoethanol </td><td> Calbiochem </td><td> 444203 </td><td></td></tr><tr><td> Anti-MBP monoklonalen Antikörper (HRP-konjugiert) </td><td> NEB </td><td> E8038S </td><td></td></tr><tr><td> Minimal-Medien mit Maltose </td><td></td><td></td><td> 1 x M9-Salze, 0,4% Maltose, 1 mg / mL Thiamin, 2 mM MgSO 4 </td></tr><tr><td> 96-well Flachboden Platte </td><td> Sarstedt </td><td> 83.1835.300 </td><td></td></tr><tr><td> Plate-Reader </td><td> Beckman Coulter </td><td> DTX880 Multimode-Detektor </td><td></td></tr><tr><td> Wasserbad </td><td> VWRI </td><td> 89032-204 </td><td></td></tr><tr><td> Schüttelinkubator </td><td> FormaScientific </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

transmembrandomäne oligomerisierung anschaffungsneigung durch toxr assay ermittelt

Transmembrane Domain Oligomerization Propensity determined by ToxR Assay

Die vereinfachte Sicht von Protein Transmembrandomänen lediglich als Anker in Phospholipid-Doppelschichten ist längst widerlegt. In vielen Fällen membrandurchspannende Proteine ​​hochentwickelten Wirkmechanismen entwickelt. 1-3 Ein Weg in die Membranproteine ​​modulieren ihre Strukturen und Funktionen können durch direkten und konkreten Kontakt der hydrophoben Helices bilden strukturierte transmembrane Oligomere. 4,5 Großteil der jüngsten Arbeit über die Verteilung der Aminosäuren bevorzugt in der Membran-Umgebung im Vergleich zu wässrigen Lösung und die verschiedenen intermolekularen Kräfte, die Fahrt Protein-Assoziation. 6,7 Trotzdem Studien der molekularen Erkennung an der Transmembrandomäne von Proteinen immer noch hinter denen der Schwerpunkt gefunden wasserlöslichen Regionen. Eine große Hürde bleibt: Trotz der bemerkenswerten Spezifität und Affinität, die transmembrane Oligomerisierung erreichen können, 8 direkte Messung ihrer Vereinigung ist eine Herausforderung. Traditionelle Methoden angewendet, um das Studium integrale Membranprotein-Funktion kann durch die inhärenten Unlöslichkeit der Sequenzen unter Prüfung behindert werden. Biophysikalische Erkenntnisse aus dem Studium synthetischer Peptide, die Transmembrandomänen gewonnen werden können nützliche strukturelle Einsicht. Allerdings ist die biologische Relevanz des Waschmittels mizellaren oder Liposomen-Systeme in diesen Studien verwendet werden, um Zellmembranen imitieren oft in Frage gestellt; tun Peptide Annahme eines nativen Struktur unter diesen Bedingungen und hat ihre funktionale Verhalten wirklich die Wirkungsweise in einer nativen Membran ? Um die Wechselwirkungen von Transmembran-Sequenzen in natürlichen Phospholipid-Doppelschichten Studie entwickelten die Langosch Labor ToxR transkriptionelle Reporter-Assays. 9 Die Transmembrandomäne von Interesse, wie eines chimären Proteins mit Maltose-Bindungsprotein für die Lage auf dem Periplasma und ToxR ausgedrückt wird, um einen Bericht zu der Grad der Oligomerisierung (Abbildung 1). In den letzten zehn Jahren mehrere andere Gruppen (zB Engelman, DeGrado, Shai) weiter optimiert und wandte diese ToxR Reporter-Assay. 10-13 Die verschiedenen ToxR Assays haben sich zu einem Goldstandard, um Protein-Protein-Interaktionen in Zellmembranen zu testen. Wir hier zeigen einen typischen experimentellen Betrieb in unserem Labor, die vor allem folgende Protokolle, die von Langosch entwickelt durchgeführt. Diese allgemein anwendbare Methode für die Analyse der Transmembrandomäne Selbstassoziation in E. sinnvoll coli, wo β-Galaktosidase Produktion verwendet werden, um die TMD Oligomerisierung Neigung zu beurteilen ist. Bei TMD-induzierte Dimerisierung bindet ToxR die ctx-Promotor verursacht up-Regulierung des LacZ Gen für β-Galactosidase. Eine kolorimetrische Ablesung wird durch Zugabe von ONPG zu lysierten Zellen erhalten. Hydrolytische Spaltung von ONPG von β-Galactosidase Ergebnisse in die Produktion von dem Licht absorbierenden Spezies o-nitrophenolat (ONP) (Abbildung 2).

Ein effizientes Verfahren zur Oligomerisierung Neigung der Single-Pass-Transmembrandomänen (TMD) zu beurteilen ist beschrieben. Chimäre Proteine, bestehend aus dem TMD fusioniert ToxR sind in einer E. coli-Stamm-Reporter zum Ausdruck gebracht. TMD-induzierte Oligomerisierung Ursachen Dimerisierung von ToxR, Aktivierung der Transkription und Produktion von der Reporter-Proteins,-Galactosidase.

Transmembrandomäne Oligomerisierung Anschaffungsneigung durch ToxR Assay ermittelt

Die stark vereinfachte Sichtweise, dass Protein-Transmembrandomänen lediglich als Anker in Phospholipid-Doppelschichten fungieren, ist längst widerlegt worden. In vielen Fällen ...

Das übergeordnete Ziel des folgenden Experiments besteht darin, die Ligamentierungstendenzen von Proteinen, transmembranen Domänen oder TMDs in einer natürlichen Membranumgebung zu untersuchen. Dies wird erreicht, indem die gewünschte transmembrane Domäne in E. coli als chimäres Protein mit Maltose-Bindungsprotein für die Lokalisation in den Periplasma- und ToxR als transkriptionellen Reporter exprimiert wird. Die durch die transmembrane Domäne induzierte Ligamentierung führt zur Dimerisierung von ToxR und zur Aktivierung der LXi-Transkription. In einem zweiten Schritt werden die Zellen lysiert und mit ONPG behandelt, das durch Beta-Galacto zur lichtabsorbierenden Spezies O-Nitro-Phenolat oder ONP hydrolysiert wird.Die nächsten ONP-Stufen werden durch Messung der Lichtabsorption bei 405 Nanometern quantifiziert. Um die Stufen der Transmembrandomäne zu bestimmen, zeigen Ligamentisierungsergebnisse die Ligamentisierungsneigung der Transmembrandomänen basierend auf einem tox R-Reporter-Assay. Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber bestehenden biophysikalischen Methoden wie SDS-Page oder Fluoreszenz besteht darin, dass das Verhalten der Transmembrandomäne in einer natürlichen Phosph

transmembrane-domain-oligomerization-propensity-determined-toxr

Research

Forschung

JoVE Journal

Biology

Biologie

In diesem Bericht beschreiben wir, wie Oberflächen-Plasmon-Resonanz verwendet wird, um Toxin Einreise in den Aufnahmemitgliedstaat Zytosol zu erkennen. Dieser hochempfindliche Methode lassen sich quantitative Daten über die Höhe der zytosolischen Toxin geben, und es kann zu einer Reihe von Toxinen eingesetzt werden.

Nachweis von Toxin Translokation in den Host-Cytosol von Surface Plasmon Resonance

Die Oligomerisierung des Ryanodinrezeptors, eines homo-tetrameren Ionenkanals, der die Freisetzung von Ca2+ aus intrazellulären Speichern vermittelt, ist entscheidend für die Kontraktion von Skelett- und Herzmuskeln. In dieser Arbeit stellen wir komplementäre in vivo und in vitro Methoden zum Nachweis der Selbstassoziation von Proteinen und zur Bestimmung der Homo-Oligomer-Stöchiometrie vor.

Genetische und biochemische Ansätze für<em&gt; In Vivo</em&gt; und<em&gt; In Vitro</em&gt; Beurteilung von Protein Oligomerisierung: Der Ryanodinrezeptor Case Study

Viele Proteine erfüllen ihre Funktion, wenn sie an Membranoberflächen gebunden sind. Die Bindung von extrinsischen Proteinen an Nanodisc-Membranen kann indirekt durch Transmissionselektronenmikroskopie abgebildet werden. Wir zeigen, dass das charakteristische Stapeln (Rouleau) von Nanodiscs, das durch die Negativfärbung Natriumphosphotungat induziert wird, durch die Bindung von extrinsischem Protein verhindert wird.

Verfahren zum Visualisieren und Analysieren Membran interagierender Proteine ​​durch Transmissionselektronenmikroskopie

Dieses Protokoll wurde entwickelt, um den Dimer-Dodecamer-Übergang von TmPep1050, einer M42-Aminopeptidase, auf struktureller Ebene zu untersuchen. Es ist eine einfache Pipeline, die von der Proteinreinigung bis zur Röntgendatenverarbeitung reicht. Crystallogenese, Datensatzindexierung und molekularer Ersatz wurden durch einen Studienfall, TmPep1050H60A H307A Variante, betont.

Röntgenkristallographie zur Untersuchung des oligomeren Zustandsübergangs der Thermotoga maritima M42 Aminopeptidase TmPep1050

Hier stellen wir ein detailliertes Protokoll zur Rekonstitution der Msp1-Extraktionsaktivität mit vollständig gereinigten Komponenten in definierten Proteoliposomen vor.

Rekonstitution der Msp1-Extraktionsaktivität mit vollständig gereinigten Komponenten

Hier stellen wir ein Protokoll vor, um die neueste Version des SeqAPASS-Tools (Sequence Alignment to Predict Across Species Susceptibility) der US Environmental Protection Agency zu verwenden. Dieses Protokoll demonstriert die Anwendung des Online-Tools zur schnellen Analyse der Proteinkonservierung und zur Bereitstellung anpassbarer und leicht interpretierbarer Vorhersagen der chemischen Empfindlichkeit über Spezies hinweg.

Demonstration der Sequenzausrichtung zur Vorhersage über Spezies hinweg Suszeptibilitätstool zur schnellen Bewertung der Proteinkonservierung

Hier wird ein Protokoll vorgestellt, das Leishmania major promastigotes verwendet, um die Bindung, Zytotoxizität und Signalisierung zu bestimmen, die durch porenbildende Toxine induziert werden. Ein Proof-of-Concept mit Streptolysin O wird bereitgestellt. Andere Toxine können auch verwendet werden, um die in L. major verfügbaren genetischen Mutanten zu nutzen, um neue Mechanismen der Toxinresistenz zu definieren.

Entschlüsselung des molekularen Mechanismus und der Funktion von porenbildenden Toxinen mit Leishmania major

Dieses Protokoll beschreibt, wie die TIRF-Mikroskopie verwendet werden kann, um einzelne Ionenkanäle zu verfolgen und ihre Aktivität in geträgerten Lipidmembranen zu bestimmen, wodurch das Zusammenspiel zwischen lateraler Membranbewegung und Kanalfunktion definiert wird. Es beschreibt, wie die Membranen vorbereitet, die Daten aufgezeichnet und die Ergebnisse analysiert werden.

Einzelmolekül-Bildgebung der lateralen Mobilität und Ionenkanalaktivität in Lipiddoppelschichten mittels Totalreflexionsfluoreszenzmikroskopie (TIRF)

In dieser Arbeit beschreiben wir Protokolle zur biophysikalischen Charakterisierung der ternären Komplexbildung, die durch Proteolyse-Targeting-Chimären (PROTACS) induziert wird, an denen die Ubiquitin-Ligasen Von-Hippel-Lindau E3-Ligase (VHL) und Cereblon (CRBN) beteiligt sind.  Zu den hier dargestellten biophysikalischen Methoden gehören die Oberflächenplasmonenresonanz (SPR), die Bioschichtinterferometrie (BLI) und die isotherme Titrationskalorimetrie (ITC).

Entwicklung und Anwendung biophysikalischer Assays zur Evaluierung der Bildung ternärer Komplexe, die durch Proteolyse-Targeting-Chimären (PROTACS) induziert werden

Die Funktionen von Proteinen der Dynamin-Superfamilie hängen von Konformationsänderungen ab, die mit der GTP-Hydrolyse gekoppelt sind. Es wird ein System beschrieben, das die Einzelmolekül-FRET-Technik (smFRET) verwendet, um die Konformationsdynamik von Dynamin-ähnlichem GTPase-Atlastin in verschiedenen Nukleotid-Beladungszuständen zu überwachen.

Einzelmolekül-FRET-Bildgebung zur Beobachtung der Konformationsdynamik von Dynamin-ähnlicher GTPase Atlastin

Erfahren Sie, wie Sie die Oligomerisierungsneigung transmembraner Domänen mit dem ToxR-Assay in E. coli quantifizieren. Diese Methode ermöglicht die Untersuchung von Proteininteraktionen in natürlicher Membranumgebung.

Transmembrandomäne Oligomerisierung Anschaffungsneigung durch ToxR Assay ermittelt

Weitere Videos entdecken