Sur la base du mécanisme d’assemblage du complexe protéique INAD, dans ce protocole, une stratégie modifiée de purification d’affinité et de compétition a été développée pour purifier le canal endogène TRP de la drosophile .
Article de méthode
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Sur la base du mécanisme d’assemblage du complexe protéique INAD, dans ce protocole, une stratégie modifiée de purification d’affinité et de compétition a été développée pour purifier le canal endogène TRP de la drosophile .
La phototransduction de la drosophile est l’une des voies de signalisation couplées à la protéine G les plus rapides connues. Pour assurer la spécificité et l’efficacité de cette cascade, le canal cationique perméable au calcium (Ca2+), le potentiel récepteur transitoire (TRP), se lie étroitement à la protéine de l’échafaudage, l’inactivation sans potentiel Après potentiel D (INAD), et forme un grand complexe protéique de signalisation avec la protéine kinase C (ePKC) spécifique à l’œil et le potentiel de récepteur Cβ/No de la phospholipase A (PLCβ/NORPA). Cependant, les propriétés biochimiques du canal TRP de la drosophile restent floues. Sur la base du mécanisme d’assemblage du complexe protéique INAD, une purification d’affinité modifiée et une stratégie de compétition ont été développées pour purifier le canal endogène TRP. Tout d’abord, le fragment NORPA 863-1095 purifié marqué à l’histidine (His) a été lié à des perles de Ni et utilisé comme appât pour extraire le complexe protéique endogène de l’INAD des homogénats de tête de drosophile. Ensuite, un fragment TRP 1261-1275 purifié excessif marqué par la glutathion S-transférase (GST) a été ajouté aux perles de Ni pour concurrencer le canal TRP. Enfin, le canal TRP dans le surnageant a été séparé du peptide TRP 1261-1275 excessif par chromatographie d’exclusion de taille. Cette méthode permet d’étudier le mécanisme de contrôle du canal TRP de la drosophile sous des angles biochimiques et structurels. Les propriétés électrophysiologiques des canaux TRP purifiés de la drosophile peuvent également être mesurées à l’avenir.
La phototransduction est un processus où les photons absorbés sont convertis en codes électriques des neurones. Il relaie exclusivement les opsines et la cascade de signalisation couplée à la protéine G suivante chez les vertébrés et les invertébrés. Chez la drosophile, en utilisant ses cinq domaines PDZ, l’inactivation de la protéine d’échafaudage sans potentiel postérieur D (INAD) organise un complexe de signalisation supramoléculaire, qui se compose d’un canal de potentiel de récepteur transitoire (TRP), de potentiel de récepteur Cβ/No de la phospholipase A (PLCβ/NORPA) et d’une protéine kinase C (ePKC)1 spécifique à l’œil. La formation de ce complexe de signalisation supramoléculaire garantit la localisation subcellulaire correcte, une efficacité élevée et la spécificité de la machinerie de phototransduction de la drosophile. Dans ce complexe, les canaux TRP sensibles à la lumière agissent comme des effecteurs en aval de NORPA et médient l’afflux de calcium et la dépolarisation des photorécepteurs. Des études antérieures ont montré que l’ouverture du canal TRP de la drosophile est médiée par les protons, la perturbation de l’environnement lipidique local ou la force mécanique 2,3,4. Le canal TRP de la drosophile interagit également avec la calmoduline5 et est modulé par le calcium par rétroaction positive et négative 6,7,8.
Jusqu’à présent, les études d’électrophysiologie sur le mécanisme de contrôle des canaux TRP et TRP-like (TRPL) de la drosophile étaient basées sur des patchs membranaires excisés, des enregistrements de cellules entières de photorécepteurs dissociés de type sauvage de la drosophile et des canaux hétéro-exprimés dans les cellulesS2, SF9 ou HEK 2,9,10,11,12,13, mais pas sur les canaux purifiés. Les informations structurelles du canal TRP complet de la drosophile restent également floues. Afin d’étudier les propriétés électrophysiologiques des protéines purifiées dans un environnement membranaire reconstitué et d’obtenir des informations structurelles sur le canal TRP de drosophile sur toute la longueur, l’obtention de canaux TRP purifiés sur toute la longueur est la première étape nécessaire, similaire aux méthodologies utilisées dans les études des canaux TRP des mammifères 14,15,16,17.
Récemment, sur la base du mécanisme d’assemblage du complexe protéique INAD 18,19,20, une stratégie de purification d’affinité et de compétition a d’abord été développée pour purifier le canal TRP des homogénats de tête de drosophile par des billes de streptavidine 5. Compte tenu de la faible capacité et du coût élevé des perles de streptavidine, un protocole de purification amélioré est introduit ici qui utilise la protéine d’appât marquée His et les perles Ni correspondantes à faible coût avec une capacité beaucoup plus élevée. La méthode proposée aidera à étudier le mécanisme de contrôle du canal TRP sous des angles structurels et à mesurer les propriétés électrophysiologiques du canal TRP avec des protéines purifiées.
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1. Purification du TRP étiqueté GST et des fragments NORPA étiquetés His
2. Préparation des têtes de drosophiles
3. Purification du canal TRP de la drosophile
4. Purification de la colonne d’exclusion de taille du canal TRP de la drosophile
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Dans cet article, il est démontré qu’une méthode de purification des protéines purifie le canal endogène TRP de la drosophile (Figure 1).
Tout d’abord, l’expression et la purification des protéines recombinantes sont appliquées pour obtenir les protéines d’appât et concurrentes. Ensuite, un fragment TRP 1261-1275 marqué GST est exprimé dans des cellules E. coli BL21 (DE3) en milieu LB et purifié à l’aide de billes de glutathion et d’une colonne d...
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INAD, qui contient cinq domaines PDZ, est le principal organisateur des machines de phototransduction de la drosophile. Des études antérieures ont montré que INAD PDZ3 se lie à la queue C-terminale du canal TRP avec une spécificité exquise (KD = 0,3 μM)18. Le tandem INAD PDZ45 interagit avec le fragment NORPA 863-1095 avec une affinité de liaison extrêmement élevée (KD = 30 nM). Ces résultats fournissent une base biochimique solide pour concevoir la stratégie de puri...
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Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Ce travail a été soutenu par la National Natural Science Foundation of China (n° 31870746), shenzhen Basic Research Grants (JCYJ20200109140414636) et natural Science Foundation of Guangdong Province, China (No. 2021A1515010796) à W. L. Nous remercions LetPub (www.letpub.com) pour son assistance linguistique lors de la préparation de ce manuscrit.
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| souches bactériennes | |||
| BL21(DE3) Cellules compétentesNovagen | 69450 | Surexpression des protéines | |
| Modèles d’expérience | |||
| D.melanogaster : W1118 souche | Bloomington Drosophila Stock Center | BDSC :3605 | Drosophila préparation de la tête |
| Matériel | |||
| 20/30/40 tamis en acier inoxydable | Jiufeng metal mesh company | GB/T6003.1 | Drosophila préparation de la tête |
| 30 % Acrylamide-N,N&prime ;-Methylenebisacrylamide(29:1) | Lablead | A3291 | Préparation de gel SDS-PAGE |
| Persulfate d’ammonium | Invitrogen | HC2005 | Préparation de gel SDS-PAGE |
| Cocktail inhibiteur de protéase | Roche | 05892953001 | Inhibiteur de protéase |
| Coomassie bleu brillant R-250 | Sangon Biotech | A100472-0025 | Coloration de gel SDS-PAGE |
| DL-Dithiothreitol (DTT) | Sangon Biotech | A620058-0100 | Préparation |
| de tampon de colonne d’exclusion stériqueSel disodique d’acide éthylènediaminetétraacétique (EDTA) | Sangon Biotech | A500838-0500 Préparation de | tampon de colonne d’exclusion stérique |
| Glycine | Sangon Biotech | A610235-0005 | Préparation de tampon SDS-PAGE |
| Glutathion Sepharose 4 Perles à écoulement rapide | Cytiva | 17513202 | Chromatographie d’affinité |
| Imidazole | Sangon Biotech | A500529-0001 | Tampon d’élution préparation pour colonne de nickel |
| Isopropyl-bêta-D-thiogalactopyranoside (IPTG) | Sangon Biotech | A600168-0025 | Induction de la surexpression des protéines |
| LB Poudre de bouillon | Sangon Biotech | A507002-0250 | E.coli. culture cellulaire |
| L-Glutathion réduit (GSH) | Sigma-aldrich | G4251-100G | Préparation du tampon d’élution pour billes |
| de glutathionBilles de Ni-Sepharose excel | Cytiva | 17371202 | Chromatographie d’affinité |
| N-Dodecyl bêta-D-maltoside (DDM) | Sangon Biotech | A610424-001 | Détergent pour la purification des protéines |
| N,N,N',N'-Tétraméthyléthylènediamine (TEMED) | Sigma-aldrich | T9281-100ML | SDS-PAGE préparation de gel |
| PBS | Sangon Biotech | E607008-0500 | Tampon d’homogénéisation pour <>E.coli. |
| PMSF | Lablead | P0754-25G | Inhibiteur de protéase |
| Marqueur protéique précoloré Thermo | Scientific | 26619/26616 | Échelle de protéines précolorées |
| Colonne d’exclusion de taille (grade de préparation) | Cytiva | 28989336 | HiLoad 26/60 Superdex 200 Colonne PG |
| Colonne d’exclusion de taille (grade analytique) | Cytiva | 29091596 | Superose 6 Increase 10/300 Colonne GL |
| Chlorure de sodium | Sangon Biotech | A501218-0001 | Préparation de tampon de purification de |
| protéines Dodécylsulfate de sodium (SDS) | Sangon Biotech | A500228-0001 | Préparation de gel/tampon SDS-PAGE |
| Base Tris | Sigma-aldrich | T1503-10KG | Préparation de tampon de purification de protéines Spin |
| colonne | Millipore | UFC901096/801096 | Concentration en protéines |
| équipement | |||
| Balance analytique | DENVER | APX-60 | Mètre de Drosophila tête |
| Centrifugeuse réfrigérée à grande vitesse de bureau pour tubes de centrifugation coniques de 15 ml et 50 ml | Eppendorf | 5810R | Concentration en protéines |
| Centrifugeuse réfrigérée à grande vitesse de bureau Tubes de centrifugation de 1,5 ml | Eppendorf | 5417R | Centrifugation du lysat de tête Drosophila après homogénéisation |
| Colonne d’écoulement par gravité vide (diamètre intérieur = 1,0 cm) | Bio-Rad | 738-0015 | Purification des protéines TRP |
| Colonne d’écoulement par gravité vide (diamètre intérieur = 2,5 cm) | Bio-Rad | 738-0017 | Purification des appâts et des protéines concurrentes à partir de E.coli. |
| Gel Système | de documentation Bio-Rad | Universal Hood II Gel Doc XR | Système SDS-PAGE imagerie Centrifugeuse |
| réfrigérée à grande vitesse | Beckman Soc | Avanti J-26 XP | Centrifugation des cellules E.coli./lysat cellulaire |
| Homogénéisateur haute pression | UNION-BIOTECH | UH-05 | Homogénéisation des cellules E.coli. |
| Réservoir d’azote liquide | Taylor-Wharton | CX-100 | Préparation de la tête |
| Épurateur de | protéines | Cytiva | Purification des protéines |
| Réfrigérateur (-80° ; C) | Thermo | 900GP | em>Préparation de la tête drosophile |
| Spectrophotomètre | MAPADA | UV-1200 | OD600 Mesure des cellules E.coli. |
| Spectrophotomètre | Thermo Scientific | NanoDrop 2000c | Détermination de la concentration en protéines |
| Ultracentrifugeuse | Beckman Coulter | Optima XPN-100 Ultracentrifuge | Ultracentrifugation |
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