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Research Article
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Ce protocole combine la caractérisation d’un échantillon de protéines par électrophorèse capillaire et une projection de liaison rapide avec les ligands chargés par électrophorèse capillaire en affinité. Il est recommandé pour les protéines avec une structure souple, comme les protéines intrinsèquement désordonnées, afin de déterminer les différences dans la liaison des différents conformères.
Les plantes sont fortement dépendantes de leur environnement. Pour s’adapter à des changements stressants (par exemple, la sécheresse et à une salinité élevée), les plantes supérieures évoluent classes de protéines intrinsèquement désordonnées (PDI) pour réduire le stress oxydatif et osmotique. Cet article utilise une combinaison de l’électrophorèse capillaire (CGE) et de la mobilité Maj affinité électrophorèse (ACE) pour décrire le comportement de liaison de différents conformères de l’IDP AtHIRD11 d’Arabidopsis thaliana. CGE est utilisé pour confirmer la pureté de AtHIRD11 et d’exclure les fragments, modifications post-traductionnelles et autres impuretés comme raisons de modèles complexes de pointe. Dans cette partie de l’expérience, les différents exemples de composants sont séparés par un gel visqueux à l’intérieur d’un tube capillaire par leurs différentes masses et détectés par un détecteur à barrettes de diodes. Par la suite, le comportement de liaison de l’échantillon vers différents ions métalliques est étudié par l’ACE. Dans ce cas, le ligand est ajouté à la solution tampon et le décalage dans le temps de migration est mesuré afin de déterminer si un événement de liaison a eu lieu ou non. Un des avantages de l’utilisation de la combinaison de la CGE et ACE pour déterminer le comportement de liaison d’un PCI est la possibilité d’automatiser l’électrophorèse de gel et l’essai de liaison. En outre, CGE indique une limite inférieure de détection que l’électrophorèse de gel classique et ACE est en mesure de déterminer le mode de liaison d’un ligand d’une manière rapide. En outre, ACE peut également être appliqué à d’autres espèces chargées que les ions métalliques. Cependant, l’utilisation de cette méthode pour les expériences de liaison est limitée dans sa capacité à déterminer le nombre de sites de liaison. Néanmoins, la combinaison de la CGE et ACE peut être adaptée pour caractériser le comportement de liaison de n’importe quel échantillon de protéines vers nombreux ligands chargés.
Les plantes sont plus dépendantes de leur environnement que beaucoup d’autres formes de vie. Étant donné que les plantes ne peuvent pas se déplacer à d’autres endroits, ils doivent s’adapter à des changements dans leur environnement (p. ex., sécheresse, froides et hautes concentrations salines). Par conséquent, plantes supérieures développé des protéines de stress spécialisés comme les alignements, qui remplissent des tâches multiples afin de réduire le stress cellulaire lié à une salinité élevée. Ces protéines se lient l’eau et des ions à l’intérieur des cellules, réduire le stress oxydatif en liant Cu2 +-ions et d’interagir avec les phospholipides ainsi que les cytosquelettes. En outre, liaison Zn2 +-ions permet ces protéines d’agir comme des facteurs de transcription. Leur capacité à fixer Ca2 +-ions après phosphorylation a été également rapporté1.
Le comportement multifonctionnel de ces protéines est lié à l’absence de résidus d’acides aminés hydrophobes. Par conséquent, ils n’ont pas toutes les interactions hydrophobes à l’intérieur de la chaîne peptidique et aussi une structure restreinte. Toutefois, étant donné que ces protéines n’ont pas une structure restrictive, ils peuvent occuper différents conformères dans les mêmes conditions. Donc, ils peuvent mieux décrits comme un ensemble de structures plutôt que comme une seule conformation. Les protéines possédant ces propriétés sont connues comme intrinsèquement désordonnées des protéines (PDI) et sont un concept largement utilisé pour les protéines de stress et de la diaphonie entre les différentes voies dans les cellules eucaryotes2.
Un de ces déplacés liés au stress est AtHIRD11. C’est un des déplacés de sécheresse fortement exprimés la plupart de Arabidopsis thaliana. Par conséquent, les conformères différents peuvent être séparées par leur rayon effectif pour charger le rapport et électrophorèse capillaire (EC) a été utilisé pour complément d’enquête. Des expériences antérieures de ACE a démontré les interactions entre les AtHIRD11 et les ions de métaux de transition tels que Cu2 +- Zn2 +-, Co2 +et Ni2 +-ions. Les résultats détaillés se trouvent dans le Hara et al. 3 et Nachbar et al. 4.
La méthode ACE qui sera utilisée ici est issue de nos plus tôt les œuvres publiées6. Toutefois, l’ajout de l’acétanilide de marqueur du folklore à l’échantillon de protéines n’est pas adapté. AtHIRD11 montre motifs pic large et ajouter le marqueur du folklore à l’échantillon serait dissimuler deux pics. Par conséquent, le marqueur est utilisé dans un run séparé. Avant que le comportement de liaison est examiné, il est confirmé que les pics trouvées au cours d’expériences précédentes proviennent de différents conformères. Ainsi, CGE est utilisé pour distinguer entre les conformères de protéine, le poteau-de translation modifiées protéine et impuretés, telles que des fragments de AtHIRD11, par leurs masses différentes. Ensuite, le comportement de liaison de l’échantillon AtHIRD11 caractérisée vers divers différents ions métalliques est étudiée.
Le but de cet article est de décrire un dispositif expérimental de distinguer entre un IDP et autres composants d’un échantillon afin d’évaluer les différences dans le comportement de liaison de différents conformères.
1. préparation des Instruments électrophorèse capillaire
2. préparer les Solutions
3. capillaire Gel séparation électrophorétique
Remarque : Préparer la séparation selon la méthode décrite dans une étude antérieure par Nachbar et al. 4.
4. l’analyse par électrophorèse capillaire affinity
Remarque : Préparer la séparation selon la méthode décrite dans des travaux antérieurs par Nachbar et al. 4 et Alhazmi et al. 5.
La figure 1 montre l’électrophorégramme pour l’échantillon de AtHIRD11 obtenu au cours des expériences de la CGE. La taille de peptide augmente de gauche à droite. Nombre maximum 4 possède la plus grosse masse et indique la protéine intacte. Les petits pics 2 et 3 représentent les impuretés plus petites (p. ex., produits de dégradation). Le premier pic et l’incohérence de la ligne de base avant pourraient également être reproduites sans l’échantillon de protéine. Par conséquent, il est lié à la SDD gel lui-même et ne représente pas toutes les impuretés associées à échantillon.
La figure 2 représente l’électrophorégramme pour acétanilide au cours des expériences de l’ACE. La solution de l’acétanilide montre seulement 1 pic élevé puisqu’il ne devrait avoir aucune impureté. Le temps de détection pour la pic maximal indique le temps de migration de l’écoulement électroosmotique (EOFt) et est utilisé pour le calcul de l’interaction.
La figure 3 est l’électrophorèse de l’échantillon AtHIRD11 pendant l’expérience ACE en l’absence de SDS et des ions métalliques. Il montre, outre les 2 impuretés de l’électrophorégramme CGE, au moins 5 pics qui sont liées à la protéine elle-même. PIC 1 et 2 peut être assigné à impuretés puisque leur temps de migration indiquent qu’ils sont petits ou très positivement chargés. Cette hypothèse est soutenue par l’augmentation de la hauteur du PIC et de la région au fil du temps. AtHIRD11 pics 3 et 4 étant à proximité de l’EOF, ils sont facturés guère et ne peuvent être séparés dans chaque course. Ils ont presque aucune interaction et représentent des conformations sans résidus accessibles essentiels pour les interactions avec les ions métalliques. AtHIRD11 montre plusieurs différentes-à-taille-rapports charge en raison de différents rayons efficaces des différents conformères. Ces conformères peuvent fusionner en permanence. Par la suite, pics de 5 à 7 sont plus larges que les pics de protéines habituelles. Les pics larges donnent un indice sur la cinétique des interactions. Étant donné que les sommets ne sont pas étroits, un rapide et une conversion très lente entre les différents conformères peuvent être exclus. Dans les deux cas, les pics serait séparée de base4. Dans ce cas, une étape préalable d’équilibration peut changer le modèle de pointe et donnerait une meilleure compréhension des interactions avec une cinétique plus lente.
La figure 4 montre que l’évaluation graphique du temps mesuré migration déplace en présence de différents ions métalliques pour max. 6. Il est représenté par la valeur calculée ΔR/Rf. Cette valeur indique la force un changement est (par sa valeur) et le changement global de la charge de complexes protéine-metal ions (par son signe). Afin de différencier une interaction significative et un changement d’une coïncidence, les intervalles de confiance pour α = 0,05 sont calculées ainsi. Dans les cas où l’intervalle de confiance n’est pas intersection avec la ligne du zéro, l’interaction est considérée comme aussi importante. Résultats sont pris en compte si le Sommet était présent dans au moins 6 des 10 électrophérogrammes. PIC 6 n’était pas présent à n’importe quel terme avec 500 µM Co2 +. La liste complète des interactions pour chaque pic AtHIRD11 est publiée dans un ouvrage antérieur par Nachbar et al. 4.
ΔR/Rf est calculée d’après les rapports de temps de migration Rj’ai (en présence du ligand) et les rapports de temps de migration Rf (en l’absence du ligand) :

Rj’ai et Rf sont calculés à l’aide de la pointe fois supérieure tprotéine pour les pics d’échantillon de protéines et le dépaysement de pic correspondant pour le marqueur EOF- tEOF :

Pour Rj’ai, le temps en présence du ligand est utilisé pour le Rfet le times en absence.

Figure 1 : Electrophoregramme pour la séparation de la CGE de l’échantillon de AtHIRD11 dans le tampon de gel de. PIC 1 et les sommets de son gauche peuvent être observés même sans une injection de l’échantillon, alors qu’ils sont des objets d’art. Depuis les masses et l’ensemble des pics du pic 2 et 3 sont plus petits que celui du pic 4, ce sont les impuretés probables, tels que les produits de dégradation. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 2 : Électrophorèse de l’acétanilide EOF-marqueur exécuter. La figure montre seulement 1 pic du composé sans ions métalliques et tampon de gel SDS. Le temps du haut sommet marque l’écoulement électroosmotique. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 3 : Exemple d’électrophorégramme de la séparation de l’échantillon au cours des expériences ACE montrant un motif complexe pointe en l’absence de toute ions métalliques. Au moins 7 pics pourraient être identifiés et associés à la protéine et de ses 2 impuretés. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 4 : Graphical évaluer le comportement de liaison vers les ions métalliques étudiés en utilisant une concentration de 500 µM pour max. 6. Les valeurs de ΔR/Rf donner un indice sur l’intensité de la Maj de temps de migration et par conséquent sur la force des changements conformationnels sur la liaison de l’ion métallique. Le signe de ΔR/Rf indique si le complexe est plus positivement ou négativement chargé par rapport à la protéine non liée. Les barres d’erreur indiquent les intervalles de confiance pour α = 0,05. Par la suite, ils montrent la zone où le vrai ΔR/Rf-valeur peut être trouvée avec une certitude de 95 %. Les barres rouges indiquent les résultats calculés obtenus par insuffisant (le pic était présent dans moins de 6 électrophérogrammes). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Ce protocole combine la caractérisation d’un échantillon de protéines par électrophorèse capillaire et une projection de liaison rapide avec les ligands chargés par électrophorèse capillaire en affinité. Il est recommandé pour les protéines avec une structure souple, comme les protéines intrinsèquement désordonnées, afin de déterminer les différences dans la liaison des différents conformères.
Nous remercions remercier Masakuza Hara (Research Institute of Green Science et technologie, Université de Shizuoka, Japon) pour fournir les échantillons de protéine AtHIRD11.
| AtHIRD11 | échantillon Université de Shizuoka (Groupe Prof. M. Hara) | - | Protéine de déshydrine de Arabidopsis thaliana exprimée en Escherichia coliBarefused |
| silica capillaire | Polymicro Technologies (Phoenix, USA) | 106815-0017 | TSP050375, 50 &mu ; m diamètre intérieur, 363 &mu ; m diamètre extérieur, revêtement polyimide |
| Agilent 1600A | Agilent Technologies (Waldbronn, Allemagne) | commercialement plus disponible Instrument | d’électrophorèse capillaire ; Agilent 7100 CE peut être utilisé à la place |
| Agilent 7100 CE | Agilent Technologies (Waldbronn, Allemagne) | G7100A | Instrument d’électrophorèse capillaire |
| Injekt 2 mL | B. Braun (Melsungen, Allemagne) | 4606051V | Seringue pour filtration |
| Filtres à seringue Rotilabo | Carl Roth GmbH + Co. KG (Karlsruhe, Allemagne) | KY62.1 | Filtre à membrane PVDF pour la filtration |
| en solutionEppendorf Research plus 10 &mu ; L | Eppendorf (Wesseling-Berzdorf, Allemagne) | 3121 000.023 | Micropipette pour la manipulation d’échantillons |
| Eppendorf Research plus 10 &mu ; L | Eppendorf (Wesseling-Berzdorf, Allemagne) | 3121 000.120 | Micropipette pour la manipulation des solutions de ligands |
| Pipette à bulbe 10 mL | Duran Group GmbH(Mayence, Allemagne) | 24 338 08 | Préparation de la solution de NaOH |
| Pipette à bulbe 25 mL | Duran Group GmbH (Mayence, Allemagne) | 24 338 14 | Préparation de la solution de ligand |
| Fiole jaugée en verre Duran 25 mL | Duran Group GmbH(Mayence, Allemagne) | 24 671 1457 | Préparation de la solution mère de ligand |
| Fiole jaugée en verre Duran 10 mL | Duran Group GmbH (Mayence, Allemagne) | 24 671 1054 | Préparation de la solution mère de ligand |
| Proteome Lab SDS MW Gel Buffer | Beckman Coulter (Brea, USA) | commercialement non disponible Séparation | lors de l’électrophorèse sur gel capillaire / Tampon SDS alternatif : Tampon de fonctionnement CE-SDS des laboratoires Bio-Rad (Mü ; nchen, Allemagne) Numéro de catalogue : 1485032  ; |
| Acétanilide | Sigma-Aldrich (Steinheim, Allemagne) | 397229-5G | Marqueur d’écoulement électroosmotique |
| Chlorure de manganèse(II) | Sigma-Aldrich (Steinheim, Allemagne) | 13217 | Ligand |
| Acide éthylènediaminetétraacétique (EDTA) | Sigma-Aldrich (Steinheim, Allemagne) | 431788-100G | Ingrédient de rinçage |
| Chlorure de baryum | Sigma-Aldrich (Steinheim, Allemagne) | 202738-5G | Ligand |
| Dodécylsulfate de sodium | Sigma-Aldrich (Steinheim, Allemagne) | 71729-100G | Protéine solublante pour électrophorèse sur gel capillaire |
| Chlorure de nickel(II) hexahydraté | Sigma-Aldrich (Steinheim, Allemagne) | 654507-5G | Ligand |
| chlorure de sélénium(IV) | Sigma-Aldrich (Steinheim, Allemagne) | 323527-10G | Ligand |
| 2- amino-2-hydroxy-méthylpropane-1.3-diol (Tris) | Sigma-Aldrich (Steinheim, Allemagne) | 252859-100G | Ingrédient tampon |
| Chlorure de zinc(II) | Merck Millipore (Darmstadt, Allemagne) | 1088160250 | Ligand |
| Nitrate de strontium | Merck Millipore (Darmstadt, Allemagne) | 1078720250 | Ligand |
| Chlorure de calcium dihydraté | Merck Millipore (Darmstadt, Allemagne) | 1371015000 | Ligand |
| 37 % acide chlorhydrique | Merck Millipore ( Darmstadt, Allemagne) | 1003171000 | Ajustement du pH |
| Chlorure de cuivre(II) dihydraté | Riedel-de Haë ; n (Seelze, Allemagne) | 31286 | Ligand |
| Sonorex Longlife RK 1028 CH 45L | Allpax (Papenburg, Allemagne) | 10000084 ; 0 | Bain à ultrasons |
| Agilent ChemStation Rev. 8.04.03-SP1 | Agilent Technologies (Waldbronn, Allemagne) | G2070-91126 | Progiciels pour faire fonctionner les instruments CE, acquérir des données et les évaluer |