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Utilisation de la séquence d'arrêt SecM comme un outil pour isoler les polypeptides Ribosome Bound

DOI:

10.3791/4027

June 19th, 2012

In This Article

Summary

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Nous décrivons ici une technique qui est maintenant couramment utilisé pour isoler de manière stable liés ribosome complexes de la chaîne naissante (RNC). Cette technique tire parti de la découverte que de 17 acides aminés de long "séquence d'arrêt" SecM peut arrêter élongation de la traduction dans un procaryote ( E. coli) Du système, lorsqu'il est inséré dans (ou fusionné à l'extrémité C-terminale) de pratiquement toute la protéine.

Abstract

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Des recherches approfondies ont fourni des preuves suffisantes indiquant que repliement des protéines dans la cellule est un processus de co-traductionnelle 1-5. Toutefois, la voie exacte que la chaîne polypeptide suit au cours de co-traductionnelle de pliage pour réaliser sa forme fonctionnelle est encore une énigme. Afin de comprendre ce processus et de déterminer la conformation exacte des intermédiaires co-traductionnelles de pliage, il est essentiel de développer des techniques qui permettent l'isolement des porteurs de chaînes naissantes RNC de tailles prédéterminées afin de permettre leur analyse ultérieure structurelle.

SecM (moniteur sécrétion) est un acide aminé 170 E. protéines coli qui régule l'expression de l'aval Seca (conduite sécrétion) ATPase dans l'opéron SECM-secA 6. Nakatogawa et Ito initialement que une séquence de 17 acides aminés de longueur (G 150-FSTPVWISQA QGIRA P-166) dans la région C-terminale de la protéine SecM est nécessaire et suffisant pourprovoquer de décrochage de l'allongement SecM à Gly165, produisant ainsi peptidyl-glycyl-ARNt stable lié à la ribosomal P place 7-9. Plus important encore, il a été constaté que cette séquence de 17 acides aminés de long peut être fusionné à l'extrémité C-terminale de pratiquement n'importe quelle protéine de pleine longueur et / ou tronquée permettant ainsi la production de RNC porteurs de chaînes naissantes de tailles prédéterminées 7. Ainsi, lorsqu'il est fondu ou est insérée dans la protéine cible, la séquence de décrochage SecM produit arrêt de l'allongement de la chaîne polypeptidique et génère RNC stables in vivo dans E. coli et les cellules in vitro dans un système acellulaire. Centrifugation en gradient de saccharose est en outre utilisé pour isoler RNC.

Les RNC isolés peuvent être utilisés pour analyser les caractéristiques structurales et fonctionnelles des intermédiaires co-traductionnelles de pliage. Récemment, cette technique a été utilisée avec succès pour mieux comprendre la structure de plusieurs chaînes de ribosomes liés naissantes 10,11. Ici on décrit l'isolement de bovin gamma-B cristallin fusionné à RNC SecM et généré dans un système de traduction in vitro.

Protocol

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1. Préparation Patron de l'ADN et la transcription in vitro

  1. Le gène d'intérêt est cloné dans un T7 et / ou, par exemple sur la base promoteur SP6 plasmide. Pour obtenir RNC d'intérêt, C-terminale du polypeptide cible est étendu par adjonction séquence inducteur d'arrêt de SecM FXXXXWIXXXXGIRAGP 7. Afin d'assurer que le fragment polypeptide d'intérêt se extruder hors du tunnel ribosomique, la partie C-terminale de la protéine cible doit être augmentée d'au moins 30 acides aminés 12-14. Un flexible glycine-sérine lieur riche peut être introduite entre la protéine et la séquence d'arrêt SecM à éviter toutes contraintes ....

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Discussion

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Pour obtenir des résultats reproductibles, la qualité et la concentration des composants utilisés pour la transcription in vitro et la traduction sont essentielles. Nous avons utilisé commercialement disponibles dans la transcription in vitro et des extraits de la traduction et elles donnent des résultats efficaces et reproductibles, s'il est manipulé avec soin. Qualité de l'ARNm peut affecter la traduction, de sorte qu'il est d'une importance capitale pour tester l.......

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Disclosures

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Pas de conflits d'intérêt déclarés.

Acknowledgements

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Ce travail a été financé par Human Frontier Science Program de subvention RGP0024.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Nom de réactif / Kit Entreprise Numéro de catalogue
MEGAscript T7 haute Kit de transcription rendement Ambion AM1333
RTS 100 E. coli HY Kit 5 Prime 2401100
Inhibiteur de la ribonucléase Invitrogen 15518012
Trans [35 S]-Label MP Biomedicals 0151006
Amicon Ultra-4 Unité de filtre centrifuge Millipore UFC801008
Luminophore de mémorisation autoradiographie GE Healthcare Typhoon 9410 imageur mode variable
Systèmes gradient de densité de fractionnement Teledyne Isco, Inc CITP système programmable gradient de densité
Le saccharose dégradé Centrifugation Beckman Coulter Optima L-90 K préparative Ultracentrifugeuse

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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