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Usar secuencias de detención SecM como una herramienta para aislar Ribosome polipéptidos enlazados

DOI:

10.3791/4027

June 19th, 2012

In This Article

Summary

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Se describe aquí una técnica que ahora se utilizan habitualmente para aislar de forma estable consolidados complejos ribosoma cadena naciente (RNC). Esta técnica aprovecha el descubrimiento de que un joven de 17 aminoácidos de longitud SecM "secuencia de la detención" puede detener la elongación de la traducción en un procariota ( E. E.) Del sistema, cuando se inserta en (o fusionado al extremo C-terminal) de virtualmente cualquier proteína.

Abstract

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Una amplia investigación ha proporcionado evidencias que sugieren que la proteína de amplios plegado en la célula es un proceso de co-traduccional 1-5. Sin embargo, el camino exacto que sigue la cadena polipeptídica durante la co-translacional de plegado para alcanzar su forma funcional es todavía un enigma. A fin de comprender este proceso y para determinar la conformación exacta de los compuestos intermedios plegables co-traduccionales, es esencial para desarrollar técnicas que permiten el aislamiento de RNC que transportan las cadenas nacientes de tamaños predeterminados para permitir su análisis estructural adicional.

SecM (monitor de secreción) es una E. 170 aminoácidos E. proteína que regula la expresión de la corriente abajo Seca (secreción de conducción) ATPasa en el operón SECM-seca 6. Nakatogawa e Ito originalmente encontrado que una secuencia de 17 aminoácidos de largo (150-FSTPVWISQA QGIRA G P-166) en la región C-terminal de la proteína SecM es suficiente y necesaria paraoriginar la detención de la elongación en el SecM Gly165, produciendo de esta manera peptidil-tRNA-glicil estable vinculado a la P-ribosomal sitio de 7-9. Más importante aún, se encontró que esta secuencia de 17 amino ácido larga se pueden fusionar a la C-terminal de virtualmente cualquier proteína de longitud completa y / o truncado permitiendo así la producción de RNC llevan cadenas nacientes de tamaños predeterminados 7. Así, cuando se fusiona o se inserta en la proteína diana, la secuencia SecM estancamiento produce detención de la elongación de la cadena polipeptídica y genera RNC estables tanto in vivo en E. células de E. e in vitro en un sistema libre de células. Centrifugación en gradiente de sacarosa se utiliza además para aislar RNC.

Los RNC aisladas pueden ser utilizados para analizar las características estructurales y funcionales de los compuestos intermedios plegables co-traduccionales. Recientemente, esta técnica se ha utilizado con éxito para obtener información sobre la estructura de los ribosomas varias cadenas unidas nacientes 10,11. Aquí se describe el aislamiento de las especies bovina Gamma-B Cristalina RNC fusionado a SecM y generada en un sistema de traducción in vitro.

Protocol

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1. Preparación del ADN de plantilla y la transcripción in vitro

  1. El gen de interés se clona en cualquier T7 y / o, por ejemplo promotor SP6 basado plásmido. Para obtener RNC de interés, C-terminal de la meta de polipéptido se extiende mediante la adición de secuencia detención inductor de SecM FXXXXWIXXXXGIRAGP 7. Con el fin de asegurar que el fragmento de polipéptido de interés fluirá hacia fuera del túnel ribosómico, la parte C-terminal de la proteína diana tiene que extenderse por lo menos 30 aminoácidos 12-14. Un flexible glicina-serina enlazador rica puede introducirse entre la proteína y la secuencia de detenció....

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Discussion

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Para obtener resultados reproducibles, la calidad y la concentración de los componentes utilizados para la transcripción y traducción in vitro son críticos. Hemos utilizado comercialmente disponible la transcripción in vitro y los extractos de traducción y que dan resultados eficaces y reproducibles, si se maneja con cuidado. Calidad de ARNm pueden afectar a la traducción, por lo que es de suma importancia para probar la integridad del ARNm antes de usarla para traducción in .......

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Disclosures

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No hay conflictos de interés declarado.

Acknowledgements

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Este trabajo fue financiado por el Programa de Ciencias Humanas de subvención RGP0024 Frontera.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Nombre del reactivo / Kit Empresa Número de catálogo
Megascript T7 Kit de Transcripción de alta rentabilidad Ambion AM1333
RTS 100 Kit de E. coli HY 5 Prime 2401100
Inhibidor de ribonucleasa Invitrogen 15518012
Trans [35 S]-Label MP Biomedicals 0151006
Amicon Ultra-4 Unidad de filtro centrífugo Millipore UFC801008
De almacenamiento de fósforo autorradiografía GE Healthcare El tifón 9410 Imager modo variable
Los sistemas de gradiente de densidad de fraccionamiento Teledyne Isco, Inc. CIUO Densidad programable sistema de gradiente
Gradiente de sacarosa Centrifugation Beckman Coulter Optima L-90 K Preparativo Ultracentrífuga

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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