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Des récepteurs situés à la surface des cellules détectent l'environnement extracellulaire et de répondre à une variété de stimuli, tels que des agents odorants, des ions, des neurotransmetteurs petites et de grandes hormones protéiques. La nature du fluide des membranes cellulaires permet des mouvements de récepteurs et d'autres protéines membranaires. Ceci est essentiel pour la formation de complexes de protéines et la survenue d'interactions protéine-protéine transitoires, telles que celles utilisées par les récepteurs de s'assembler en des unités fonctionnelles et la transduction de signaux à l'intérieur de la cellule. Par exemple, G-récepteurs couplés aux protéines (RCPG), qui constituent la plus grande famille de récepteurs de surface cellulaire 1, ont été proposées pour former di-/oligomers, ce qui semble être impliquée dans la régulation de fine de la transduction du signal et pourrait avoir des conséquences physiologiques et pharmacologiques importantes 2-5.
Microscopie seule molécule a le grand potentiel de visualiser directement avec grande spatiotemprésolution par voie orale le comportement dynamique de récepteurs individuels situés sur la surface de cellules vivantes, y compris leur association pour former des dimères et des complexes moléculaires d'ordre supérieur 10.6. Cette offre plusieurs avantages par rapport aux méthodes biochimiques et de microscopie standard, qui relèvent habituellement le comportement moyen des milliers ou des millions de molécules.
étiquetage des protéines avec un fluorophore suffisamment lumineux et photostable est essentiel pour la microscopie de molécule unique. Ce protocole prend avantage de l'étiquette SNAP récemment introduit 11 à fixer de façon covalente les petites et les fluorophores organiques lumineuses à des récepteurs de surface cellulaire. SNAP est une étiquette 20 kD de la protéine dérivée de la réparation de l'ADN enzyme O 6-alkylguanine-ADN alkyltransférase humaine, qui peut être irréversiblement marqué avec un fluorophore conjugué benzylguanine des dérivés (fluorophore-BG). CLIP, un tag en outre conçu dérivé de SNAP, peut être à la place marquée avec un fluorophore cles dérivés de benzylcytosine onjugated 12.
Le protocole rapporté dans ce manuscrit explique comment transfecter et étiquette SNAP-étiqueté 11 récepteurs avec des petits fluorophores organiques et l'utilisation totale de fluorescence à réflexion interne (FRBR) de microscopie pour visualiser les récepteurs simples ou complexes de récepteurs à la surface des cellules vivantes 10. Les résultats de protocole signalés dans> 90% d'efficacité de l'étiquetage d'un SNAP-protéine marquée extracellulaire à la surface cellulaire 10. De plus amples informations sur la manière d'utiliser les données d'une seule molécule à analyser la taille et la mobilité des complexes de récepteurs, ainsi que pour capturer des interactions récepteur-récepteur transitoire, il est prévu. Un flux de travail schématique de l'ensemble du protocole est donné dans la figure 1. A titre d'exemple, la transfection de cellules ovariennes de hamster chinois (CHO) avec G-récepteurs couplés aux protéines SNAP-tag (RCPG) suivie par marquage avec un dérivé fluorophore BG que ainsi que son application à QUANTIFy et moniteur récepteur di-/oligomerization sont décrits. Ce protocole peut être étendu à d'autres protéines de surface cellulaire et des marqueurs fluorescents (par exemple., CLIP), ainsi que d'autres méthodes de transfection et d'étiquetage.