$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Un excellent substrat de test de cette méthode est l'hexokinase. Ceci présente l'avantage d'être facilement disponibles dans le commerce, et ayant deux substrats que l'on trouve dans la plupart des laboratoires, et qui fournissent des résultats reproductibles, claires dans l'essai. Un écran de concentration initiale (protocole 1), en utilisant l'hexokinase et de glucose (figure 2A), suggère que le K d sera probablement dans la gamme de 0,2 à 1,7 mm. Par conséquent, un plus grand écran (protocole n ° 2) a été réalisée en utilisant les concentrations indiquées dans le tableau 4 Les résultats (figure 2B) montrent un bon ajustement à l'équation de liaison du ligand à un seul site (section Protocole 3.3) [9], et a donné un K d de 1,2 ± 0,1 mM.
Le putatif heptose guanyl-transférase WCBM 19,20 montre une forte dérive thermique de la liaison de GTP (figure 3A). Un écran initial suggéré que le Kd est dans l'intervalle d'environ 100 pM. Par conséquent, un grand écran a été mis en place, en utilisant les concentrations indiquées dans le tableau 5 Montage des résultats à l'équation 3.3 a montré un ajustement raisonnable (R 2 de 0,981; figure 3B). .Toutefois, Il ya une différence évidente entre les données et la modèle, ce qui suggère que d'une équation différente est nécessaire. La recherche de la banque de données de protéines 21 avec la séquence WCBM montré que les homologues les plus proches pour lesquels les structures ont été déterminées forment des dimères. Les données ont donc été analysées en utilisant les trois équations de coopérative, séquentielle, et indépendant de liaison de deux ligands (protocole n ° 4). Les statistiques de montage pour un modèle coopératif a donné une valeur R 2 de 0,998 et l'écart type des résidus (Sy.x) de 0,215, tandis que les deux modèles de fixations successives et indépendantes ont une valeur R 2 de 0,992 et une Sy.x de 0,480 et 0,461 respectivement. Ceci suggère que le modèledonne le meilleur ajustement aux données a été le modèle coopératif: ici, un K ½ de 230 ± 10 pM a été observée, avec une valeur de n de 0,52 ± 0,02 (figure 3C). Ceci indique une coopérativité négative à la liaison. Notez qu'une ½ K a été utilisé dans ce cas, plutôt que de Kd, comme les unités de K d seraient plutôt insatisfaisante la uM 0,52.
Le PIB-6-désoxy-β-D-manno putatif -heptopyranose 2 O -acetylase, WcbI 22, montre un résultat plutôt inhabituel dans différentielle à balayage fluorimétrie. En l'absence de ligands, il montre une dénaturation clair et simple (figure 4A). Coenzyme A (CoA) a été identifié comme un ligand de cette protéine en utilisant DSF, et l'affinité de la protéine pour ce partenaire a été étudiée de la manière décrite dans le protocole. En présence de concentrations élevées de CoA, une forte shift à une température plus élevée est observée, avec un changement de la température de fusion de 15 ° C. Cependant, à des concentrations intermédiaires, plutôt que d'un passage à une fusion monophasique à une température de fusion intermédiaire, WcbI montré une fusion à deux phases, avec la protéine apparaissant à l'état fondu à une ou l'autre de la température de droits ligand, ou la température de fusion entièrement lié (figure 4A) . Les proportions des deux espèces modifiées d'une manière dépendante de la dose, avec des concentrations croissantes de substrat augmentant la proportion qui fond à une température plus élevée (figure 4B). L'analyse directe de ces données a été difficile: le montage de l'équation de Boltzmann a donné, elle s'adapte très pauvres, tandis que les méthodes dérivés mis en évidence que deux événements de fusion se produisaient, mais n'ont pas aidé à démontrer un changement avec l'augmentation de la concentration de ligand.
Une approche moins conventionnelle pour analyser ces données a donc été adopté (protocole n ° 5). La fluorescence drésultats erivative sans ligand et à la concentration de ligand plus ont été prises comme représentant la quasi-totalité des protéines de la température de fusion plus bas, ou l'état de la température de fusion plus élevé. Les données dérivés restants ont été installés à chaque point comme la somme d'une partie de chacun de ces deux Etats, la proportion a résumé à l'unité (figure 4C). Les données obtenues ont ensuite été montés comme précédemment pour obtenir un Kd apparent, en utilisant les mêmes équations que précédemment. Cela a fait ressortir que le point de ligand "haute" est susceptible d'être seulement 95% ligand lié. Les données ont été ensuite extrapolés à une prédiction du résultat pour une protéine liée de 100%, et les données raccord répétées pour donner un Kd apparent de 58 ± 2 uM. Cela a donné un excellent ajustement des résultats expérimentaux pour le modèle de liaison (figure 4D).
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Figure 1: Exemples de configuration du test et de l'analyse. (A) Exemple de la forme attendue d'un profil de dénaturation thermique (pris à partir de données de l'hexokinase de levure). La forme caractéristique des données brutes montre une augmentation progressive de la fluorescence au maximum, suivie d'une baisse peu profond (discuté plus en détail en 9). Ceci est accompagné par un seul pic dans la dérivée première de la fluorescence (B). Exemple de saisie de données dans Graphpad. concentration de ligand est indiquée sur l'axe des X, et observer les températures de fusion sur l'axe des ordonnées (C). Exemple de définition de l'équation dans Graphpad. (D) Exemples de mise correctement les valeurs initiales des variables et de la fixation de la concentration de protéine, afin de permettre une détermination correcte de la constante de dissociation.m / fichiers / ftp_upload / 51809 / 51809fig1highres.jpg "target =" _blank "> S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

. Figure 2 l'interaction de l'hexokinase de glucose mesuré par analyse différentielle fluorimétrie (A) Une expérience initiale tester une large gamme de concentrations en glucose suggère que le Kd est susceptible d'être comprise dans l'intervalle de 0,2 -. 1,7 mM (B) Un détaillée expérience, tester 16 concentrations de glucose, permet de déterminer le Kd apparent que 1,12 ± 0,05 mM. Les données s'adapte très bien au modèle pour un seul cas de liaison (avec le fond (T1) et supérieure (T2) des températures raccord à 35,4 ± 0,2 ° C et 49,3 ± 0,5 ° C respectivement). Noter queces données ont été recueillies en présence de 10 mM MgCl 2. Ces images ont été préparés en utilisant GraphPad. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 3 Interaction de WCBM avec GTP révèle une liaison anti-coopérative. (A) Une expérience initiale tester une large gamme de concentrations de GTP suggère que le Kd est susceptible d'être dans la plage de 200 -. 500 uM (B) Une expérience détaillée, en testant 16 les concentrations de GTP, indique une valeur pour le ressort Kd de 120 ± 20 pM. Cependant, quand une échelle logarithmique est utilisée pour l'axe des abscisses, il est important discrétionpation entre le modèle et les données. (C) L'analyse des mêmes données avec un modèle coopératif représente un excellent ajustement aux données où le modèle coopératif simple est utilisé. Ici, un K ½ de 230 ± 20 pM a été déterminée, le coefficient de coopérativité de n = 0,52 ± 0,02 (avec le fond (T1) et supérieure (T2) à des températures de montage 69,63 ± 0,06 ° C et 79,9 ± 0,1 ° C, respectivement). Comme WCBM semble être dimère, ce qui implique que l'enzyme est parfaitement anticooperative dans sa liaison au GTP. Ces images ont été préparés en utilisant GraphPad. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

La figure 4 montre un schéma WcbI de fusion biphasiqueen présence de son ligand coenzyme A (CoA). (A) WcbI, en l'absence de ligand (bleu), représente un motif de fusion monophasique simple. À des concentrations élevées de ligand (1 mM; ligne verte), une tendance similaire est observée. Cependant, à des concentrations de ligand intermédiaire. (60 uM; ligne rouge), deux pics de fusion distincts, correspondant à des états de libre-ligand et un ligand lié sont observés (B) La transition entre les deux séries de pics est proportionnelle à la dose sur toute la gamme de concentrations. (C) Modélisation de la fusion biphasique comme la somme d'une partie des ligands résultats ligand libre et de haute donne un bon ajustement aux données (ligne violette en pointillés, par rapport à la ligne rouge). Cette coupe est améliorée en extrapolant le résultat observé pour une forte concentration de ligand (où le modèle suggère ~ 95% d'occupation) à la pleine occupation (ligne pointillée bleue). (D) Les données obtenues pour la proportion de WcbI lié à CoA sho ws un excellent ajustement à un modèle de liaison simple, avec un Kd de 58 ± 2 pM (les données représentent les données recueillies sur deux jours différents, avec des concentrations de ligand légèrement différentes, choisies pour le deuxième jour sur la base du premier ensemble de résultats). Panneaux. (A - C) ont été préparés en utilisant Excel, et le panneau (D) à l'aide de Graphpad S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Tableau 1 Recette pour les premières expériences.
| Réactif | Volume en mélange (pl) |
| Protéine | Pour une concentration finale de 0,11 mg / ml |
| 0,3 |
| HEPES 0,5 M pH 7,0 | 3.7 |
| 5 M de NaCl | 5.6 |
| Eau | Pour 180 ul |
; "> 5000X SYPRO orange
Il décrit le "master mix" de protéines, réactif de détection et de tampon pour une expérience de dépistage initial de fournir une estimation de K d, tel que décrit dans la section du protocole 1 Ce mélange tampon est appropriée pour des protéines génériques. Lorsque les résultats précédents suggèrent d'autres tampons doivent être utilisés, ils devraient être remplacés. Si la protéine stock est à une faible concentration (par exemple, moins de 0,3 mg / ml), il peut être nécessaire de réduire la quantité de tampon supplémentaire ajouté au tampon pour compenser une présence dans l'échantillon de protéine.
Tableau 2 Recette pour la détermination de
K d. | Réactif | Volume en mélange (pl) |
| Protéine | Pour une concentration finale de 0,11 mg / ml |
| 5,000X SYPRO orange | 1,78 |
| HEPES 0,5 M pH 7,0 | 22.2 |
| 5 M de NaCl | 33,3 |
| Eau | Pour 180 ul |
Il décrit le "master mix" de protéines, réactif de détection, et buffer pour une détermination complète de K d pour un échantillon de protéine, tel que décrit dans la section 2 du protocole Ce mélange tampon est appropriée pour des protéines génériques. Lorsque les résultats précédents suggèrent d'autres tampons doivent être utilisés, ils devraient être remplacés. Si la protéine stock est à une faible concentration (par exemple, moins de 0,3 mg / ml), il peut être nécessaire de réduire la quantité de tampon supplémentaire ajouté au tampon pour compenser une présence dans l'échantillon de protéine.
Tableau 3 équations et des paramètres d'analyse des données.
d| Étape dans le protocole expérimental | Équation nécessaire | Paramètres nécessaires | Description des variables et des paramètres |
| 3.3 | | | |
| Seul site de liaison du ligand | Y = Bas + ((Haut-Bas) * (1 - ((PK-X d + sqrt (((P + X + K d) ^ 2) - (4 * P * X))) / (2 * P )))) | | P: concentration en protéine. Kd: constante de dissociation. P et Kd sont donnés dans les mêmes unités qui ont été utilisées pour les concentrations de ligand. Haut, Bas: des températures de fusion à une concentration de ligand infinie et aucune concentration de ligand respectivement. |
| 3.4 | | Bas = * YMIN | YMIN: valeur minimum de Y (plus bas protéine expérimentale Tm, dans ce cas) |
| | Haut = * YMAX |
| | K d = * X à ymid | Ymid: valeur de Y qui correspond à la moyenne de YMIN et YMAX. X est la valeur correspondant à X (ici, la concentration de ligand pertinent) |
| | P = (valeur initiale, pour être en forme) | |
| 4.1 | | | |
| Modèle coopératif simple | Y = Bas + ((Haut-Bas) * (((X / Kd) ^ n) / (1 + ((X / Kd) ^ n)))) | | n: Hmauvais coefficient. Ceci décrit la coopérativité, ou d'autres propriétés biochimiques de la protéine, et n'est pas nécessairement une estimation du nombre de sites de liaison de ligand dans la protéine. Un coefficient de Hill de l'un représente pas coopérativité; des valeurs inférieures à un indiquent coopérativité négative, et les valeurs supérieures à un coopérativité positive. |
| | Bas = * YMIN | |
| | Haut = * YMAX | |
| | K d = * X à ymid | |
| | P = (valeur initiale, pour être en forme ) | |
| | n = (valeur initiale, pour être en forme) | |
| Séquentiel de liaison de deux ligands | Y = Bas + ((Haut-Bas) * ((X ^ 2) / (K d * K2)) / (1 + (X / K d) + ((X ^ 2) / (K d * K2))) ) | | K2: constante pour la deuxième événement de liaison dissociation. |
| | Bas = * YMIN | |
| | Haut = * YMAX | |
| | |
| | K2 = * X à ymid | |
| | P = (valeur initiale, pour être en forme) | |
| Indépendant et contraignant de deux ligands | Y = Bas + ((Haut-Bas) * ((X ^ 2) / (K d * K2)) / (1 + (2 * X / K d) + ((X ^ 2) / (K d * K2) ))) | | |
| | Bas = * YMIN | |
| | |
| | K d = * X à ymid | |
| | K2 = * X à ymid | |
| | P = (valeur initiale, pour être en forme) | |
| 5.5 | | | |
| Analyse des changements binaires de la température de fusion | Y = 1 - ((PK-X d + sqrt (((P + X + K d) ^ 2) - (4 * P * X))) / (2 * P)) | |
| | Bas = * YMIN | |
| | Haut = * YMAX | |
| | K d = * X à ymid | |
| | P = (valeur initiale, pour être en forme) | |
| 5.8 | | | |
| L'extrapolation à la concentration de ligand infini | (C2 - ((1 $ R $ 2) * B2)) / $ R $ 2 | | B2: cellule contenant le résultat sans ligand. C2: cellule contenant le résultat avec le ligand maximale. $ R $ 2: cellule contenant la proportion liée à la concentration de ligand maximale. |
YMAX: valeur maximale de Y (le plus élevé de protéines expérimental Tm) dth: 123px; "> K = * X à ymid h: 123px; "> Haut = * YMAX 23px; ">
Les étapes 3, 4 et 5 nécessitent l'ajout d'équations détaillées dans le logiciel d'analyse et de définition précise des paramètres de départ pour l'analyse des données. Les équations pour chaque étape pertinente sont présentés, avec les sélections correctes des paramètres. Une explication de la signification des variables et des paramètres est fourni à titre de référence.
Tableau 4: Concentrations pour le dépistage de l'interaction de l'hexokinase avec du glucose.
| point de l'échantillon | Ligand (glucose) la concentration (mM) |
| 1 | 0 |
| 2 | 0,001 |
| 3 | 0,005 |
| 4 | 0,01 |
| 5 | 0,03 |
| 6 | 0,1 |
| 7 | 0,3 |
| 8 | 0,4 |
| 9 | 0,7 |
| 10 | 1.1 |
| 11 | 2.1 |
| 12 | 3.7 |
| 13 | 5.3 |
| 14 | 7 |
| 15 | 9 |
| 16 | 11 |
L'hexokinase de la bourgeonnante Saccharomyces cerevisiae de la levure a été ajoutée au mélange maître tel que décrit dans le protocole, additionné de 10 mM de MgCl2 en tant que magnésium est un cofacteur connu. L'estimation initiale de la valeur de Kd était entre 0,5 et 2 mM. Les expériences ont été mises en place pour fournir des concentrations finales indiquées de glucose.
Tableau 5: Concentrations pour le dépistage de l'interaction de WCBM PIB.
| point de l'échantillon | Ligand (GTP) concentration (M) |
| 1 | 0 |
| 2 | 0,5 |
| 3 | 1 |
| 4 | 5 |
| 5 | 10 |
| 6 | 25 |
| 7 | 50 |
| 8 | 100 |
| 9 | 250 |
| 10 |
| 11 | 1000 |
| 12 | 2500 |
| 13 | 5000 |
| 14 | 7500 |
| 15 | 10000 |
| 16 | 20000 |
Cellspacing "0" = "0"> 8px; "> 500
WCBM de Burkholderia pseudomallei a été ajouté au mélange maître tel que décrit dans le protocole. L'estimation initiale de la valeur de Kd est d'environ 100 pM. Des expériences ont été mis en place pour obtenir les concentrations finales indiquées de GTP, visant à couvrir au moins deux ordres de grandeur ci-dessus et ci-dessous K d.