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Artículo de método

Estructura cristalina del dominio N-terminal del Receptor de rianodina de Plutella xylostella

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DOI:

10.3791/58568

30 de noviembre de 2018

* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

En este artículo se describen los protocolos de determinación de la expresión, purificación, cristalización y la estructura de la proteína del dominio N-terminal del receptor de rianodina de polilla del diamondback (xylostella de Plutella).

Resumen

Desarrollo de insecticidas potentes y eficientes dirigidos a receptores de insectos rianodina (RyRs) ha sido de gran interés en el área de control de plagas agrícolas. Hasta la fecha, varios de diamida de insecticidas contra plagas que ryrs han sido comercializados, que genera ingresos anuales de 2 billones de dólares. Pero la comprensión del modo de acción de insecticidas dirigidas a RyR es limitada por la falta de información estructural sobre insectos RyR. Esto a su vez restringe la comprensión del desarrollo de resistencia a los insecticidas en las plagas. La polilla del diamondback (DBM) es una plaga devastadora destruyendo cultivos crucíferos a nivel mundial, que también se ha reportado que muestran resistencia a los insecticidas de la diamida. Por lo tanto, es de gran importancia práctica para el desarrollo de nuevos insecticidas contra el RyR DBM, especialmente dirigidos a una región diferente del sitio de unión de la diamida tradicional. Aquí, presentamos un protocolo para caracterizar estructuralmente el dominio N-terminal de RyR de DBM. La estructura cristalina de la radiografía fue solucionada por reemplazo molecular con una resolución de 2.84 Å, que muestra un motivo plegamiento beta-trébol y una hélice alfa que flanqueaban. Este protocolo puede ser adaptado para la expresión, purificación y caracterización estructural de otros dominios o proteínas en general.

Introducción

Receptores de rianodina (RyRs) son canales iónicos específicos que median la penetración de iones de Ca2 + en las membranas del retículo sarcoplásmico (SR) en las células musculares. Por lo tanto, juegan un papel importante en la contracción excitación proceso de acoplamiento. En su forma funcional, la RyR monta como un homo-tetrámero con una masa molecular de > 2 MDa, con cada subunidad compuesta por residuos del aminoácido del ~ 5000. En los mamíferos, existen tres isoformas: RyR1 de tipo músculo esquelético, músculo cardiaco tipo de RyR2 - y RyR3-ubicuo se expresa en diferentes tejidos1.

En insectos hay....

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Protocolo

1. clonación de genes, expresión de la proteína y purificación

  1. PCR amplificación ADN correspondiente a la proteína de interés (residuos 1-205 de DBM RyR, Genbank según no. AFW97408) y clonar en pET-28a-HMT vector de clonación de ligadura-independiente (LIC)25. Este vector contiene una etiqueta histidina, etiqueta MBP y un sitio de la hendidura de proteasa TEV en el N-terminal15.
    1. Diseño Lic. primers para la amplificación del gene de la blanco con 5' extensiones de LIC-compatible con:
      Primer avance de LIC:
      5' TACTTCCAATCCAATGCAATGGCGGAAGCGGAAGGGG 3'
      Cartilla LIC inversa:
      5' ....

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Resultados

Purificación del

El dominio N-terminal de DBM RyR se expresó como proteína de fusión con una etiqueta de hexahistidine, una etiqueta MBP y un sitio de la hendidura de proteasa TEV. Hemos seguido una estrategia de cinco pasos de purificación para obtener una proteína altamente pura, adecuada para el propósito de la cristalización. En primer lugar, la proteína de fusión fue purificada de la fracción soluble de lisado de células por c.......

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Discusión

En este papel, describimos el procedimiento para expresar por vía recombinante, purificar, cristalizar y determinar la estructura de DBM RyR NTD. Para la cristalización, un requisito crucial es obtener proteínas con homogeneidad, pureza y alta solubilidad. En nuestro protocolo, decidimos utilizar vector pET-28a-HMT ya que contiene un hexahistidine etiqueta y etiqueta de la MBP, que pueden ser utilizados para que la purificación obtener una mayor pureza de doblez. Además, el MBP etiqueta SIDA en la solubilidad de la prote.......

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Divulgaciones

Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

La financiación para esta investigación fue proporcionada por: nacionales de investigación clave y programa de desarrollo de China (2017YFD0201400, 2017YFD0201403), nacional naturaleza ciencia Fundación de China (31320103922, 31230061) y proyecto de nacional investigación básica (973) programa de China (2015CB856500, 2015CB856504). Estamos muy agradecidos al personal en la línea BL17U1 en instalaciones de Radiación Sincrotrón Shanghai (SSRF).

....

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
pET-28a-HMTEste vector pET modificado contiene una marca de hexahistidina, una proteína de fusión MBP y un sitio de escisión de la proteasa TEV en el extremo N-terminal (Lobo y Van Petegem, 2009)
E. coli BL21 (DE3) cepaNovagen69450-3CN
Columna HisTrapHP (5 mL)GE Healthcare45-000-325
Columna de resina de amilosaNueva Inglaterra BiolabsE8021S
Q Columna de alto rendimiento Sepharose GE Healthcare17-1154-01
Concentradores Amicon (10 kDa MWCO)MilliporeUFC901008
Superdex 200 26/600 columna de filtración de gel GE Healthcare28-9893-36
Sistema robótico automatizado de manejo de líquidos Art Robbins InstrumentsGryphon
96 Well CrystalQuickGreiner bio-one82050-494
Uni-PuckDimensiones molecularesMD7-601
CryoLoop montado - 20 micrasHampton ResearchHR4-955
CryoWandDimensiones molecularesMD7-411
Herramienta de carga Puck dewarMolecular DimensionesMD7-607
Nano dropThermo ScientificIncubadora NanoDrop One
CrystalDimensiones molecularesMD5-605
Difracactor de rayos XRigakuFRX
Máquina de PCREppendorfNexus GX2
Mini-kit de preparación de plásmidosQiagen27104
Extracción de gel kitQiagen28704
SspI endonucleasa de restricciónNEBR0132S
T4 ADN polimerasaNovagen2868713
KanamicinaScientific Chemical25389940
IPTGGenview 367931
HEPESGenview7365459
β-mercaptoetanolCentrífuga Genview60242
ThermoScientificSorvall LYNX 6000 
SonnicatorScientzII-D
Sistema de purificación de proteínasGE HealthcareAkta Microscopio de luz pura
NikonSMZ745
IzIt tinte cristalinoHampton ResearchHR4-710
Unidad de electroforesisBio-Rad1658005EDU
Incubadora agitadoraZhichengZWYR-D2401
Pantalla de cristal de índiceHampton ResearchHR2-144
Estructura pantalla de cristalDimensiones molecularesMD1-01
Pantalla de cristal ProPlexDimensiones molecularesMD1-38
PACT pantalla de cristal premierDimensiones molecularesMD1-29
Pantalla de cristal JCSG-plusMolecular DimensionesMD1-37
Vector

Referencias

  1. Giannini, G., Sorrentino, V. Molecular structure and tissue distribution of ryanodine receptors calcium channels. Medicinal Research Reviews. 15 (4), 313-323 (1995).
  2. Takeshima, H., et al. Isola....

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Reimpresiones y permisos

Etiquetas

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