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1. Insertion de peptide Coding Séquence de séquençage dans pBAD BirA-eCPX-AP
REMARQUE: Pour sélectionner pour les variantes de BirA qui biotinylate une protéine cible indigène, commencez par identifier une séquence de peptide d'acide 15-amino dans la séquence primaire de protéines qui contient au moins un résidu de lysine (K).
- Allez à la suite de manipulation de séquence12.
- Collez la séquence de peptide de 15 acides aminés identifiée dans la boîte d'entrée en format EXPRES et appuyez sur Soumettre.
- Sélectionnez et copiez la traduction inversée de 45 nucléotides de la séquence peptidique.
- Téléchargez le fichier GenBank pour pBAD-BirA-eCPX-AP à partir de http://n2t.net/addgene:121907.
- Chargez le fichier dans un éditeur plasmide (p. ex., ApE) et, dans la fenêtre de fonctionnalité, sélectionnez la séquence AP désignée « AviTag(TM) ».
- Cliquez à droite sur la séquence AP mise en surbrillance dans la fenêtre de séquence d'ADN et sélectionnez Paste Rev-Com dans le menu contextuel.
REMARQUE: La séquence de codage d'eCPX est dans la direction inverse et la séquence de codage peptidique doit, par conséquent, être collée comme un complément inverse.
- Cliquez à droite sur la séquence mise en surbrillance et sélectionnez Nouvelle fonctionnalité.
- Ajoutez un nom descriptif de la séquence insérée et appuyez sur OK.
- Sélectionnez Enregistrer As dans le menu Fichier pour enregistrer le fichier modifié.
- Concevoir l'apprêt avant pour inclure les 30 derniers nucléotides du complément inverse de la séquence de codage peptidique et ajouter la séquence de nucléotide de liaison plasmide (3'-GCGGCCGCCTGC-5') à sa fin de 5'.
- Concevoir l'amorce inverse pour inclure les 30 premiers nucléotides du complément inverse de la séquence de codage peptidique et ajouter la séquence de nucléotide de liaison plasmide (3'- CTTAAGTAATGTTTAAACGAATTCGAG-5') à sa fin de 5'.
- Configurez une réaction PCR de 20 L dans un tube PCR à parois minces en ajoutant les réactifs énumérés dans le tableau 1.
- Transférer le tube à un cycleur thermique et effectuer pcR à l'aide d'un programme avec une dénaturation initiale à 98 oC pour 30 s, 30 cycles de [15 s à 98 oC, 15 s à 60 oC et 3 min à 72 oC], extension finale de 2 min à 72 oC et maintienà 4 oC.
- Exécuter 5 ll de la réaction PCR sur un gel d'agarose de 1% pour confirmer l'amplification d'un produit PCR de 6 kb.
REMARQUE: Si aucun produit PCR n'est observé, optimisez l'état PCR selon les instructions du fabricant. Le protocole peut être mis en pause ici.
- Ajouter 1 l de DpnI à la réaction PCR et couver pendant 1 h à 37 oC
- Transformez la bactérie E. coli compétente avec une réaction et une assiette de PCR digérées de DpnI sur le bouillon lysogénique (LB)/assiettes d'ampli. Incuber toute la nuit à 37 oC.
- Inoculer 5 mL lb contenant 100 ampicilline de 100 g/mL avec une seule colonie. Incuber toute la nuit à 37 oC en secouant à 200 tr/min.
REMARQUE: Il est recommandé de tester au moins 6 colonies.
- Faire des stocks de congélation de 850 l de chaque culture du jour au lendemain en ajoutant du glycérol à une concentration finale de 15 % à la culture. Conserver à -80 oC.
- Extraire l'ADN plasmide de la culture restante de 4 mL par kit d'extraction d'ADN de mini-préparation.
- Confirmer l'insertion correcte de la séquence de codage peptide par séquençage de l'ADN à l'aide de l'amorce terminale T7 (GCTAGTTATTGCTCAGCGG).
2. Génération d'une bibliothèque BirA
REMARQUE: La bibliothèque mutationnelle BirA initiale(figure 1c,étape 1) est créée par PCR sujette aux erreurs. D'autres méthodes pour générer la bibliothèque mutationnelle BirA sont susceptibles de fonctionner ainsi.
- Synthétiser les mégaprimeurs mutants avec BirA-6xHis forward (ATGAAGGATAACACCGTGCC) et inversement (TCAATGATGATGATGATGATGATGATGATGTTT) à l'aide de 1 ng de pBAD-BirA-eCPX avec la séquence de peptide cible (préparée et confirmée à l'étape 1.20) comme modèle et 35 cycles PCR avec une température d'annealing de 60 oC selon les instructions du fabricant.
- Exécuter 5 L de la réaction d'amplification sur un gel d'agarose de 1% pour vérifier l'amplification d'un produit PCR de 984 pb.
- Purifiez le produit PCR des 45 l restants de la réaction d'amplification à l'aide d'un kit commercial de purification PCR et utilisez un spectrophotomètre pour quantifier le rendement de l'ADN.
REMARQUE: La purification d'une seule réaction d'amplification de 45 L produit généralement un rendement suffisant (à 250 ng).
- Préparer la réaction de l'échantillon dans un tube PCR à parois minces en ajoutant les réactifs énumérés dans le tableau 2.
- Transférer le mélange de réaction à un cycleur thermique et faire fonctionner le PCR avec les mégaprimeurs mutants préparés à l'étape 2.3 en utilisant les paramètres suivants : 1 min à 95 oC et 25 cycles de 50 s à 95 oC, 50 s à 60 oC et 12 min à 68 oC. Conserver la réaction à 4 oC.
- Ajouter 1 L d'enzyme de restriction DpnI directement à la réaction d'amplification et mélanger doucement.
- Faire tourner le mélange de réaction et couver pendant 2 h à 37 oC.
- Transformez les cellules E. coli t7 Express lysY/Iq compétentes avec 2 l l de la réaction DpnI.
- Inoculer 100 mL lb contenant 100 ampicilline de 100 g/mL avec les cellules transformées et incuber pendant la nuit à 37 oC en secouant à 200 tr/min.
- Faire des stocks de congélateur avec 10 ml de la culture de nuit en LB avec 15% de glycérol et stocker à -80 oC.
3. Sélection de bactéries exprimant le peptide biotinylated
REMARQUE: Cette partie du protocole couvre l'étape 2-5 de la figure 1c. Il est fortement recommandé que l'approche de sélection soit mise en place en utilisant pBAD-BirA-eCPX-AP et pBAD-BirA-eCPX-AP(K10A) comme contrôles positifs et négatifs.
- Inoculer 100 ml de LB contenant 1 % de glucose et 100 'g/mL d'ampicilline avec 1 ml de bibliothèque BirA et incuber pendant la nuit à 37 oC en secouant à 200 tr/min.
- Inoculer 5 ml de LB contenant 1 % de glucose et 100 ampicilline de 100 g/mL avec 100 ll de la culture du jour au lendemain.
- Incuber pendant 2 h et 30 min jusqu'à ce que la culture atteigne un OD600 d'environ 0,5.
- Induire l'expression eCPX et BirA avec 0,2% w/v L-arabinose, 100 'M Isopropyl '-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG) et 100 'M biotine et secouer la culture à 200 tr/min pour 1 h à 37 'C.
- Centrifuger la culture pendant 10 min à 5 000 x g et retirer le supernatant.
- Resuspendre les cellules dans 1 ml du PBS glacé et la centrifugeuse à 5 000 x g pendant 5 min.
- Jeter le supernatant et resuspendre les cellules dans 400 L de PBS glacé et entreposer les cellules sur la glace.
- Enlever 10 l de cellules resuspensionets sur la glace dans un tube de 1,5 ml étiqueté « Entrée ».
- Laver 20 l de perles magnétiques streptavidin dans 1 ml de PBS glacé et placer le tube dans un séparateur de particules magnétiques supérieure de banc avant d'enlever soigneusement le supernatant.
- Resuspendre les perles magnétiques streptavidin dans 20 L de PBS glacé et transférer à la 390 L de cellules suspendues à partir de l'étape 3.8.
- Mélanger en pipetilage en douceur, puis couver pendant 30 min à 4 oC.
REMARQUE: Ne pas vortex car cela peut lyser les cellules. L'agrégation des perles est souvent observée avec une forte abondance de bactéries affichant un peptide biotinylated.
- Placer une colonne avec des sphères ferromagnetic dans un séparateur de particules magnétiques et laver avec 5 ml de PBS glacé.
- Transférer les cellules et les perles magnétiques streptavidin à la colonne attachée dans le séparateur.
- Une fois que le réservoir de la colonne est vide, ajouter 500 l de PBS glacé et répéter jusqu'à ce que la colonne ait été lavée avec un volume total de 5 ml de PBS glacé.
- Retirez la colonne du séparateur et placez-la dans un tube de 1,5 ml.
- Pipette 1 ml du PBS glacé sur la colonne et éliuer les cellules étiquetées magnétiquement en appliquant le piston fourni avec la colonne.
- Transférer le tube de 1,5 ml dans un séparateur de banc et laver la cellule étiquetée magnétiquement avec 1 ml de PBS glacé.
- Resuspendre délicatement les cellules étiquetées magnétiquement dans 1 ml du PBS glacé avant d'enlever et de stocker 10 l de la suspension dans un tube de 1,5 ml étiqueté « Sortie ».
- Inoculer 100 ml de LB contenant 1 % de glucose et 100 'g/mL d'ampicilline avec les cellules étiquetées magnétiquement et incuber pendant la nuit à 37 oC en secouant à 200 tr/min.
- Le lendemain, utilisez 10 ml de la culture de la nuit pour faire des stocks de congélateur avec des cellules en LB avec 15% de glycérol et entreposez-en -80 oC et 1 ml de la culture de la nuit pour la prochaine ronde de sélection, c'est-à-dire l'étape 3.2.
REMARQUE: En général, 3-5 tours de sélection sont recommandés pour l'enrichissement des bactéries liant streptavidin.
4. Quantification de l'enrichissement
REMARQUE: La quantification des bactéries vivantes dans les échantillons d'« entrée » et de « sortie » est effectuée après chaque ronde de sélection par le placage des dilutions en série des échantillons et le comptage subséquent des unités de formation de colonies (UFC).
- Ajouter 990 l PBS glacé à l'entrée (à partir de l'étape 3.8) et à la sortie (à partir de l'étape 3.18) échantillons et étiqueter les tubes "Input 10-2"et "Output 10-2",respectivement.
- Faire des dilutions sérielles 10 fois des échantillons « Input 10-2» et « Output 10-2» dans le PBS glacé jusqu'à ce qu'une dilution finale de 10-10 soit atteinte dans l'échantillon d'entrée et de 10à 4 dans l'échantillon de sortie.
- Plaque 100 l d'échantillons de "Input 10-6", "Input 10-8", "Input 10-10", "Output 10-2", "Output 10-3" et "Output 10-4"sur LB/Amp plaques et incuber la nuit à 37 oC.
- Comptez le nombre de colonies sur les plaques avec des colonies clairement séparées. Multipliez le nombre de colonies avec le facteur de dilution pour obtenir le nombre de concentration bactérienne/100 L.
- Calculez le nombre total de bactéries dans les échantillons d'entrée et de sortie en multipliant la concentration cellulaire avec l'entrée (400 l) et le volume de sortie (1 mL), respectivement, et estimez l'enrichissement en divisant la production avec le nombre de cellules d'entrée.
REMARQUE: Un enrichissement significatif devrait être visible après 3-5 tours de sélection
5. Caractérisation de la variante BirA sélectionnée
REMARQUE: La caractérisation peut être effectuée après avoir sélectionné les variantes BirA de la première bibliothèque BirA; cependant, les variantes de BirA ont généralement une faible activité vers le peptide. Par conséquent, un cycle supplémentaire de mutation et de sélection peut également être effectué avant la caractérisation. Habituellement, 10 clones de la ronde de sélection finale sont isolés pour une caractérisation ultérieure.
- Inoculer 5 mL LB contenant 100 ampicilline de 100 g/mL avec des clones sélectionnés de la ronde de sélection finale. En outre, inoculer 5 mL LB contenant 100 'g/mL d'ampicilline avec T7 Express lysY/Iq E. coli transformé avec pBAD-BirA-eCPX-AP, qui sera utilisé comme un contrôle positif pour la tache occidentale décrite ci-dessous.
- Incuber toute la nuit à 37 oC en secouant à 200 tr/min.
- Faire des stocks de congélation de 850 l de chaque culture du jour au lendemain en ajoutant du glycérol à une concentration finale de 15 % à la culture. Conserver à -80 oC.
- Inoculer 5 ml de LB contenant 100 'g/mL d'ampicilline avec 100 oL de culture de nuit et incuber à 37 oC avec secouer à 200 tr/min pendant 2 h.
- Extraire l'ADN plasmide de la culture restante de 4 mL par s commercialement mini-préparation kit d'extraction d'ADN. Effectuez la séquence d'ADN dans les directions avant et inverse des variantes de BirA avec des amorces pBAD (ATGCCATAGCATTTTTATCC) et pTrcHis rev (CTTCTGCGTTCTGATTTAATCTG).
- Ajoutez 0,2 % w/v L-arabinose et 100 M IPTG et 100 M de biotine aux cultures à partir de l'étape 5.4 et secouez la culture à 200 tr/min pour 1 h à 37 oC pour induire l'expression des variantes eCPX et BirA.
- Transférer 65 l de la culture dans des tubes de 1,5 ml contenant 25 l de la mémoire tampon de chargement de l'échantillon et 10 l de l'agent réductur.
- Incuber à 95 oC pendant 5 min.
- Chargez l'échantillon (y compris le contrôle positif) sur un gel SDS-polyacrylamide de 12 % avec un marqueur de taille et effectuez une électrophorèse de gel à 200 V pendant environ 45 min jusqu'à ce que les bandes standard de 20, 25 et 37 kDa soient clairement séparées.
- Relâchez le gel de la cassette et assemblez le sandwich pour le ballonnement du gel sur une membrane PVDF.
- Electroblot à 35 V pour 2 h sur glace.
- Retirez la membrane PVDF et incubez-la en bloquant le tampon [PBS, 0,05% Tween-20, 3% Poudre de lait écrémé] pendant 1 h à température ambiante avec secousses.
- Préparer la solution de détection de la biotine en diluant la streptavidine-HRP 1:1,000 en PBST.
REMARQUE: Le tampon de blocage contient de la biotine et ne doit donc pas être utilisé comme tampon de dilution pour la streptavidine-HRP.
- Jetez le tampon de blocage, lavez la membrane rapidement dans PBST [PBS, 0.05% Tween-20] et ajoutez la solution de détection de biotine. Incuber pendant 1 h à température ambiante en secouant.
- Jeter la solution de détection de biotine et laver la membrane à fond en PBST pendant 5 min deux fois et 10 min une fois avec des secousses douces à température ambiante.
- Jeter le PBST, ajouter 2 mL de mélange ECL et incuber pendant 1 min en secouant.
- Séchez la membrane rapidement sur un papier de soie et développez l'image sur un film à rayons X ou dans un système d'imagerie numérique en gel.
REMARQUE: Dans la voie chargée du contrôle positif, deux bandes distinctes de réaction streptavidine doivent être clairement visibles : une protéine biotinylated de 30 kDa et la bande eCXP-AP de 22 kDa. Si les 10 colonies sélectionnées peuvent biotinylate le peptide affiché, une bande à 22 kDa doit être visible. L'intensité de ces bandes est généralement inférieure au contrôle positif et peut, par conséquent, nécessiter des temps d'exposition plus longs.