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Article de méthode

Optimiser la constitution génétique de produit chimique sondes dans RCPG pour Photo-réticulation cartographie et de la chimie de Bioorthogonal dans les cellules de mammifères vivants

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DOI :

10.3791/57069

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9 avril 2018

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* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

Un test facile de fluorescence est présenté afin d’évaluer l’efficacité des paires d’amino-acyl-ARNt-synthétase/ARNt intégrant les amino-acides non canoniques (ANAC) protéines exprimées dans des cellules de mammifères. L’application de l’ANAC à étudier G-récepteurs couplés aux protéines (RCPG) est décrite, y compris la cartographie photo-réticulation de liaison de sites et bioorthogonal GPCR étiquettes apposées sur des cellules vivantes.

Résumé

La constitution génétique des acides aminés non canoniques (ANAC) via la suppression de codon stop ambre est une technique puissante pour installer des sondes artificiels et réactives moitiés sur protéines directement dans les cellules vivantes. Chaque ncAA est constituée par deux (RAA) orthogonal dédié suppresseur-/ amino-acyl-ARNt-synthétase de tRNA qui est importé dans l’organisme hôte. L’efficacité de l’incorporation de différents ANAC peut diffèrent grandement et insatisfaisante dans certains cas. Orthogonaux paires peuvent être améliorées en manipulant les RAA ou l’ARNt. Cependant, évolution dirigée des ARNt ou RAA à l’aide de grandes bibliothèques et les méthodes de sélection morts/vivants ne sont pas réalisables dans les cellules de mammifères. Est présenté ici, un essai basés sur la fluorescence facile et robuste pour évaluer l’efficacité des paires orthogonales en cellules mammifères. Le test permet de dépistage des dizaines ou des centaines de variantes de RAA/ARNt avec un effort modéré et dans un délai raisonnable. Utilisation de ce test pour générer de nouveaux ARNt qui améliorent considérablement l’efficacité du système orthogonal pyrrolysine est décrite, ainsi que l’application de l’ANAC à l’étude des protéines G récepteurs couplés (RCPG), qui contestent les objets de la ncAA mutagenèse. Tout d’abord, en intégrant systématiquement les une ncAA photo-réticulation tout au long de la surface extracellulaire d’un récepteur, les sites de liaison des ligands différents sur le récepteur intact sont mappés directement dans les cellules vivantes. Deuxième, incorpore un RCPG de dernière génération ANAC, ultrarapide récepteur sans catalyseur marquage avec un colorant fluorescent est démontrée, qui exploite bioorthogonal cycloaddition contrainte-favorisé inverse Diels Alder (SPIEDAC) sur les cellules vivantes. ANAC peut être généralement appliquée à n’importe quelle protéine indépendamment sur sa taille, la méthode est d’intérêt général pour un certain nombre d’applications. En outre, incorporation de ncAA ne nécessite pas d’aucun équipement spécial et est facilement effectuée dans les laboratoires de biochimie standard.

Introduction

L’incorporation génétique des sondes chimiques dans les protéines est une méthode puissante pour faciliter l’étude des aspects structurels et dynamiques de la fonction des protéines directement dans le contexte autochtone de la cellules vivantes. De nos jours, des centaines d’amino-acides non canoniques (ANAC) équipés de groupes chimiques plus disparates peuvent être relativement incorporés dans les protéines par biosynthèse1,2,3,4. Entre eux, on trouve photosensibles ANAC comme photo-agents réticulants5, mis en cage-....

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Protocole

1. fluorescence-based Screening des efficacités d’Incorporation (Figure 1)

  1. Maintenir les cellules HEK293 dans le milieu de l’aigle de la modification de Dulbecco (DMEM ; taux de glycémie élevé, 4 mM de glutamine, pyruvate) additionné de 10 % (v/v) sérum fœtal (SVF), 100 U/mL de pénicilline et 100 µg/mL de streptomycine à 37 ° C, humidité de 95 % et 5 % de CO2.
  2. Les cellules des graines la veille de la transfection.
    1. Détacher les cellules pendant 5 min à 37 ° C à 0.05 % trypsine/PBS additionné de 0,5 mM EDTA. Utiliser 1 mL trypsine/EDTA pour un plat de 10 cm. Étancher avec 10 volumes de milieu complet e....

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Résultats

Les grandes lignes de l’essai de fluorescence sont représenté dans la Figure 1. Le dosage est utilisé dans trois applications. En premier lieu, un certain nombre de variantes de l’ARNt pour incorporation de Lys(Boc) par la paire orthogonale Pyl est examiné. Lys(BOC) est un acide aminé stériquement semblable à Pyl. Pyl n’étant pas disponible dans le commerce, Lys(Boc) est couramment utilisé comme substrat standard pour la PylRS. Les ARNt filtré sont basées sur.......

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Discussion

Le protocole décrit une analyse simple et fiable pour évaluer l’efficacité des paires orthogonales pour l’incorporation de l’ANAC protéines exprimées dans des cellules de mammifères. Le principal avantage de cette méthode en ce qui concerne les tests couramment issu des FACS est qu’il permet la préparation simultanée et la mesure d’un plus grand nombre d’échantillons et fournit des données qui sont analysées facilement à l’aide d’un logiciel ordinaire. La disponibilité d’une méthode de débit moyen pour analyser des paire.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont aucun conflit à déclarer.

Remerciements

Ce travail a été fondé par la Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) au titre de subventions CO822/2-1 (programme Emmy Noether) et CO822/3-1 à c. i.

....

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Produits chimiques
Acryamide/Bisacrylamide 30 % (37,5:1)Carl Roth3029.1
Persulfate d’ammonium (APS)Carl Roth9592.2
p-Azidophénylalanine (Azi)BachemF-3075.0001
Acide boriqueSigma AldrichB6768
BromphenolblueSigma-AldrichB0126-25G
Albumine sérique bovine (BSA)Carl Roth8076.2
Carbobenzyloxy-L-lysine (Lys(Z))NovaBiochem8540430100
Cyclooctyne-L-lysine (SCOK)SichemSC-8000
DMEMLife Technologies41966052
DMSOCarl RothA994.2
DTTCarl Roth6908.1
réactif de chimiluminescence amélioré (ECL)  ;10 mg/l de luminol dans 0,1 M Tris-HCl pH 8,6 ; 1100 mg/l  ; acide p-coumarique dans le DMSO ; 30 % H2O2 (1 000 : 100 : 0,3)
Gibco)10270106
FluoroBrite DMEMThermo Fisher (Gibco)A1896701
GlycérolCarl Roth7533.1
GlycineCarl Roth3908.3
HEPESCarl Roth9105.3
Hoechst 33342Sigma AldrichB2261
KClCarl Roth6781.3
Lipofectamine 2000  ;Thermo Fisher11668019
LuminolApplichemA2185,0005
MéthanolCarl Roth0082.3
MgCl2Carl Roth2189.2
NaClCarl RothHN00.2
Na-LactateSigma-Aldrich71718-10G
NaOHGrü ; ssing121551000
PBSSigma-AldrichP5493-1L
Acide p-coumariqueSigma-AldrichC9008-1G
poly-D-chlorhydrate de lysineCorning354210
PEIPolysciences23966
Pénicilline/StreptomycineThermo Fisher (Gibco)11548876 (15140-122)
PMSFCarl Roth6367.1
PNGase FNEBP0704L
Inhibiteur de protéaseRoche11873580001
Membrane PVDF Immobilon-PMilliporeIPVH00010
Lait écrémé en poudre  ;Sigma70166
Dodécylsulfate de sodium (FDS)Carl RothCN30.2
Tetrazine-Cy3Jena BioscienceCLK-014-05
Tétraméthyléthylènediamine (TEMED)Carl Roth2367.3
trans-Cyclooctène-L-lysine (TCO*K)SichemSC-8008
TRISSigma-AldrichT1503
Triton X-100Carl Roth3051.4
Trypsine 2.5 %Thermo Fisher (Gibco)15090046
Tween 20Carl Roth9127.2
Wasserstoffperoxid (30 %)Merck1.07210.0250
Cell lines
HEK293 cellsCollection allemande de Micro-organismes et cultures cellulaires GmbH (DSMZ)ACC-305
HEK293T cellulesCollection allemande de micro-organismes et de cultures cellulaires GmbH (DSMZ)ACC-635
Equipment
Crosslinker Bio-Link 365 nmBio-Budget Technologies GmbH40-BLX-E3655 tubes de 8 watts
Lecteur de plaques BMG LABTECH FLUOstar Omega  ;BMG LABTECH
strong>Plasmides
Plasmide E2AziRSLe gène huminisé de E2AziRS a été synthétisé par Geneart (Life Technologies)Plasmide contenant 4 copies en tandem de l’ARNt suppresseur Bst-Yam piloté par le promoteur U6 humain et une copie d’un gène humanisé pour la variante améliorée de l’Azi-tRNA synthétase (EAziRS) pilotée par un promoteur
PGKplasmides mutants POI-TAGPlasmide codant pour le POI piloté par le promoteur CMV, fusionné C-terminalement au FLAG-tag, portant un codon TAG à la position souhaitée  ;
CRF1R-95TAG-EGFPCloné dans le MCS de pcDNA3.1
HA-PTH1R-79TAG-CFPCloné dans le MCS de pcDNA3.1
Arrestin3-FLAGsynthétisé par Genart (Life Technologies)Cloné dans le MCS de pcDNA3.1
Antibodies
Anti-FLAG-HRP M2 conjugué  ;Sigma-AldrichA8592  ;monoclonal, produit dans le clone de souris M2
Anticorps anti-HRP de chèvreSanta Cruzsc-2004
Anticorps anti-CRF de lapinPBL #rC69polyclonal
Turnbull, A.V., Vaughan, J., Rivier, J.E., et Vale, W.W. Endocrinology, 140, (1), 71-78 (1999)
Anticorps anti-Ucn1 de lapinPBL#5779polyclonal
Turnbull, A.V., Vaughan, J., Rivier, J.E., et Vale, W.W. Endocrinology, 140, (1), 71-78 (1999)
EDTA Carl Roth 8043.1 EGTA Carl Roth 3054.1 endo-bicyclo[6.1.0]nonyne-L-lysine (BCNK)Sichem SC-8014 FBS Thermo Fisher (<

Références

  1. Liu, C. C., Schultz, P. G. Adding new chemistries to the genetic code. Annu Rev Biochem. 79, 413-444 (2010).
  2. Lang, K., Chin, J. W. Cellular incorporation of unnatural amino acids and bioorthogonal labeling of proteins. Chemical reviews. 114 (9), 4764-....

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Réimpressions et autorisations

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