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Para ilustrar cómo funciona este método, los marcos de lectura abierta (ORFs) de las proteínas antes2, TNRC6C y Dicer (todos los involucrados en el vía de silenciamiento del gen mediada por miRNA) se clonaron en split-BioID plásmidos. Antes2 es conocida para interactuar con TNRC6C dentro de un inducido por miRNA silenciamiento complejo (miRISC) que reprime la traducción y estimular el decaimiento del objetivo mRNAs14. Antes de montar el miRISC, antes2 interactuar con Dicer, la enzima que produce miRNAs maduros, dentro de un complejo en el que puede llegar cargado con un miRNA15. Por lo tanto split BioID se aplicó al par antes2/Dicer o el par de antes2/TNRC6C. Para cada par de proteínas probadas, antes2 fue bien fundido a NBirA * o CBirA * utilizar nuestros plásmidos de split-BioID (figura 2), y Dicer y TNRC6C a la correspondiente cognada BirA * fragmento. Además, cada proteína fue fundido a la CBirA y emparejado con un NBirA *-fusión de GFP como control negativo. El resultado en la prueba cuatro iteraciones para cada par de proteínas probadas (tabla 1).
Para probar si BioID split se activa con la interacción del par de proteínas probadas, hemos seguido el esquema representado en la figura 1. La plásmidos fueron transfectada transitoriamente en una línea celular HeLa compatible de tet-sistema. La expresión de las proteínas de fusión fue inducida con doxiciclina (dox) y Biotinilación fue estimulada por agregar biotina exceso al medio de crecimiento. Después de un tiempo de incubación de 20 h con dox y biotina, las células fueron lisadas y analizadas por Western Blot utilizando conjugado estreptavidina para detectar proteínas biotiniladas. En células de mamíferos, dos bandas principales son detectados típicamente por la estreptavidina conjugada en la muestra untransfected (figura 3, estrellas) y corresponden a endógeno biotinilado proteínas (carboxilasas mitocondriales probablemente). Estas dos bandas están presentes en todas las muestras y pueden ser utilizadas convenientemente como controles de carga interna, por lo tanto, la detección de una proteína de limpieza para controlar la carga de cantidades de proteína igual es superflua. Típico de un experimento BioID/split-BioID, las bandas principales adicionales que se pueden observar son las proteínas de fusión que tiene uno mismo-biotinilado. Aunque es vista no hay otra proteína biotinilada, detección de Biotinilación de las proteínas de fusión en esta etapa ya indica que las dos proteínas probadas interactuaron en las células. En el experimento representado en la figura 3, está claro que tener un NBirA *-proteína de fusión antes2 con CBirA * fusiones TNRC6C o Dicer es más eficaz que las combinaciones opuestas en que CBirA *-antes2 está emparejado a las NBirA * fusiones de los otros dos proteínas (figura 3, panel superior, comparar las intensidades de 2 a 3 carriles a carriles 6 y 7). Por otra parte, la activación fue específica como podría activar ninguna de las fusiones CBirA * NBirA *-proteína de la fusión de GFP control a niveles apreciables (figura 3, comparar los carriles 1, 4-5 en el carril 8 que corresponde a las células untransfected). Ya que en los plásmidos, NBirA * tiene una etiqueta de myc y CBirA * tiene una etiqueta de bandera (figura 2), los niveles de expresión de cada proteína de fusión pueden ser analizados con los anticuerpos contra estos dos etiquetas (figura 3, panel inferior).
Cuando se observa la Biotinilación inducida por la interacción, el experimento puede ampliarse, y las proteínas biotiniladas aislaron en granos de estreptavidina acoplado como se indica en el párrafo 4 del Protocolo (figura 4). Al realizar el aislamiento de la primera vez, todos los pasos de la purificación pueden ser analizados por Western Blot (figura 5). Por lo general, vinculante a los granos debe ser casi cuantitativa y prácticamente fugas a través de no deben ser observados en los lavados. Antes de procesar las muestras para espectrometría de masas, se recomienda ejecutar un Western blot para asegurar inducida-Biotinilación trabajado como se esperaba y que las proteínas de fusión fueron expresadas. Es la falta de expresión de las proteínas de fusión debido a la eficiencia de transfección deficiente o defectuosa dox inducción. Si se expresan las proteínas de fusión pero no Biotinilación es observado, compruebe si exceso biotina (50 μM) realmente fue agregada al medio y que la biotina stock aún está activa. Cuando el material eluído se analiza en un gel teñido de Coomassie de la proteína (figura 6), por lo general, la banda más fuerte para ser observado funciona en alrededor de 17 kDa y corresponde a estreptavidina monomérica. También se pueden observar bandas correspondientes a las proteínas endógenas biotinilado y las proteínas de fusión. Suele suprimir la zona del carril de la muestra por encima de la banda de estreptavidina hasta la carga bien (figura 6). La banda suprimida puede ser almacenada en un tubo de 1,5 mL y enviada a un centro de espectrometría de masas. Alternativamente, encuadernadas proteínas también pueden ser digerido por la tripsina en las cuentas de estreptavidina acoplado y los digeridos péptidos eluidos forman la columna. Habitualmente utilizamos el software de MaxQuant16 (usando sobre todo los parámetros por defecto y añadiendo lisina Biotinilación como una posible modificación poste-de translación, ver referencia 9 para más detalles y resultados típicos de MS) para analizar los datos raws de MS y la Perseus suite17 para el análisis estadístico posterior, ambos son software libre. Las muestras normalmente se ejecutan en tres réplicas biológicas. Mediante cuantificación de etiqueta-libre, específicamente las proteínas enriquecidas pueden ser identificadas por las condiciones de control. Para filtrar endógeno biotinilado las proteínas y las proteínas que están etiquetados no específicamente por la enzima BirA *, consideramos sólo las proteínas que se enriquecen significativamente en golpes de seis conjuntos de datos generados con seis proteínas no relacionadas. Además, consideramos sólo hits que se enriquecen por un conjunto de datos BioID split en el que las proteínas de fusión de NBirA * han sido reemplazadas por NBirA *-GFP. Se han propuesto otras estrategias de análisis de datos en particular utilizando isótopos estables de etiquetado con aminoácidos en cultura de célula (SILAC) para proteómica cuantitativa18. Además, se han descrito diversas estrategias para el aislamiento directo de péptidos biotinilados usando una variante de estreptavidina con débil afinidad biotina18, las condiciones de elución especial usando disolventes orgánicos19 o biotina específicos anticuerpos20,21. Mientras que no necesariamente conduce al descubrimiento de más proteínas, la identificación de sitios de Biotinilación añadir más confianza en cuanto a la especificidad de los golpes y es útil cuando a la topología de una interacción.

Figura 1: Resumen del procedimiento split BioID. 1 la proteína interactúa con la proteína 2 como parte del complejo A, o con proteína 3 como parte del complejo B. A prueba específicamente la composición del complejo, split-BioID puede aplicarse a las proteínas 1 y 2. La fotografía del espectrómetro de masas está bajo una licencia Creative Commons Atribución Compartir igual 3.0 Unported y fue descargada de https://commons.wikimedia.org con nombre de archivo de ThermoScientificOrbitrapElite.JPG. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2: cassettes de expresión de la plásmidos de split-BioID. Ofrecemos cuatro plásmidos para realizar las pruebas de todas las combinaciones de NBirA * y CBirA * proteínas de fusión. Los plásmidos y mapas completos están disponibles en addgene.org bajo el número indicado. La plásmidos tienen un elemento sensible al tet (7 x tetO) y puede ser empleado en una línea celular que sea compatible con el sistema de expresión de TTE. También cuenta que en plásmidos todos los ORFs de FKBP y FRB se fusionan a la NBirA * CBirA * fragmentos respectivamente. Estas dos proteínas interactúan sólo en presencia de la rapamicina y por lo tanto, la plásmidos pueden utilizarse para probar rápidamente el sistema de la presencia o ausencia de este químico9. Los sitios de restricción indicada son únicos. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3: típico Western blot para un experimento de split-BioID. Panel superior: detección de proteínas biotiniladas con estreptavidina marcada fluorescencia. Panel inferior: detección de las proteínas de fusión con los anticuerpos anti-Myc y de anti-FLAG. Se probaron dos pares de proteínas: antes2/TNRC6C y antes2/Dicer. En los carriles 2 y 3, antes2 fue anexa al fragmento de CBirA *. En los carriles 6 y 7, antes2 fue anexado al fragmento de NBirA *. Ninguna señal significativa fue observada cuando cualquiera de las tres proteínas se combinaron con NBirA *-GFP (carriles 1, 4-5). Las estrellas indican las bandas correspondientes a endógeno biotinilado proteínas que pueden servir como controles de carga interna. Esta figura es una adaptación de la figura 5B de Schopp et al. 9 bajo una licencia Creative Commons Atribución 4.0 International. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4: Resumen del procedimiento de desconexión de estreptavidina. Se representan pasos importantes para el aislamiento de proteínas biotiniladas para el análisis de espectrometría de masas. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 5: típico Western blot para un experimento de telecine estreptavidina. Iguales volúmenes de cada muestra indicado fueron cargadas en un gel de SDS-poliacrilamida. Tras borrar occidental, proteínas biotiniladas fueron detectadas con streptavidin HRP-juntado. Bandas correspondientes a la NBirA-TNRC6C y CBirA *-se indican antes2. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 6: gel de proteína teñido de Coomassie típica para el análisis de espectrometría de masas. La muestra eluída de granos estreptavidina acoplado fue cargada en un gel de proteínas prefabricados y hasta que la muestra migra 2-3 cm. La banda principal en cerca de 17 kDa es estreptavidina. El área directamente sobre esa banda es suprimido y enviado a un centro de espectrometría de masas. Bandas correspondientes a la NBirA-TNRC6C y CBirA *-se indican antes2. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
| Muestra de transfección | Condición de prueba |
| 1 | NBirA *-protein1 / CBirA *-protein2 |
| 2 | CBirA *-protein1 / NBirA *-protein2 |
| 3 | NBirA *-GFP / CBirA *-protein1 |
| 4 | NBirA *-GFP / CBirA *-protein2 |
| 5 | no la transfección |
Tabla 1: Prueba típicamente condiciones al aplicar BioID split a dos proteínas.
| Cartilla de la secuencia | secuencia de |
| Primer revés de cassette 1 (CBirA * fusión) | TATACTTTCTAGAGAATAGGAAC |
| Primer revés de cassette 2 (NBirA * fusión) | GTGGTTTGTCCAAACTCATC |
Tabla 2: Secuencia cartillas para el split BioID plásmidos.