חלקיקים adenovirus מתוכננים להכיל אנלוגי טבעי חומצת אמינו azidohomoalanine או סוכר azido O-GlcNAz. קבוצה אזיד של כל אחד ligated chemoselectively דרך "לחץ" התגובות כימיה כאמצעי שינוי פני ויראלי.
מאמר שיטה
חלקיקים adenovirus מתוכננים להכיל אנלוגי טבעי חומצת אמינו azidohomoalanine או סוכר azido O-GlcNAz. קבוצה אזיד של כל אחד ligated chemoselectively דרך "לחץ" התגובות כימיה כאמצעי שינוי פני ויראלי.
שינוי של חלקיקי נגיף קיבל כמות משמעותית של תשומת לב פוטנציאל אדיר שלו להשפיע על ריפוי גנטי, יישומים oncolytic ופיתוח החיסון. 1,2,3 גישות שוטפות למשקי שינוי משטחים ויראלי, שהם בעיקר גנטיקה מבוסס, לעיתים קרובות סובלים הנחתה התמרה של ייצור וירוס, infectivity ו הסלולר. 4,5 באמצעות כימיה לחץ chemoselective, פיתחנו גישה חלופית פשוטה אשר עוקפת בעיות אלה תוך שמירה הן גמישות מאוד נגיש. 1,2
מטרת פרוטוקול זה היא להדגים את היעילות של שימוש כימיה לחץ bioorthogonal לשנות את פני השטח של סוג adenovirus 5 חלקיקים. תהליך זה שני שלבים ניתן להשתמש גם טיפולית 1 או אנליטי, 2,6 כפי שהוא מאפשר קשירת chemoselective של מולקולות, צבעים מיקוד או מולקולות אחרות של עניין על חלבוניםמראש תווית עם תגי אזיד. שלושת היתרונות העיקריים של השיטה הם (1) תיוג מטבולית מדגים מעט השפעה על כושר ויראלי, 1,7 (2) מגוון רחב של ligands מפעיל יכול להיות מנוצל, ו (3) הוא מהיר להפליא, אמינות קל לגשת. 1,2,7
בשלב הראשון של הליך זה, חלקיקים adenovirus מיוצרים הנושא או azidohomoalanine (אהה, פונדקאית מתיונין) או סוכר טבעי O-linked N-azidoacetylglucosamine (O-GlcNAz), ושניהם מכילים אזיד (N-3) פונקציונלית הקבוצה. לאחר טיהור של אזיד-Modified חלקיקי נגיף, בדיקה alkyne המכיל מחצית ניאון טמרה הוא ligated באופן chemoselective על חלבונים או גליקופרוטאינים מראש שכותרתו. לבסוף, ניתוח SDS-PAGE מתבצע להפגין קשירת מוצלח של החללית על גבי חלבונים נגיפיים קפסיד. שילוב אהה מוצג לתייג כל capsid ויראליחלבונים (Hexon, פנטון ו Fiber), בזמן O-GlcNAz תוצאות לשילוב תיוג של סיבים בלבד.
בתחום זה מתפתחת, מספר שיטות קשירת אזיד-alkyne פותחו בהצלחה, אך רק 2 מצאנו להיות הנוחה ביותר הם הפגינו להלן - זן, לקדם אזיד-alkyne בחיי בן אשר (SPAAC) ונחושת-catalyzed אזיד-alkyne בחיי בן אשר (CuAAC) תחת אווירה deoxygenated.
עיין בטבלה 1 עבור הכנה של כל מדיה, מאגרים ופתרונות המוזכרים בפרוטוקול זה.
1. הפקה של adenovirus אהה שכותרתו
2. הפקה של adenovirus Azido סוכר שכותרתו
3. טיהור אזיד שכותרתו חלקיקים adenoviral
4. ליgation של חלקיקים adenoviral השתנה עם בדיקות alkyne שימוש זן מקודם אזיד-alkyne בחיי בן אשר (SPAAC)
5. קשירת חלקיקים adenoviral השתנה עם בדיקות alkyne שימוש נחושת (אני)-Catalyzed אזיד-alkyne בחיי בן אשר (CuAAC) באטמוספירה Deoxygenated
6. טיהור ואחסון של חלקיקי נגיף שכותרתו
7. SDS-PAGE של adenovirus תווית & סריקה ג'ל פלורסנט
8. נציג תוצאות
התוצאות הנצפות של עמוד SDS & סריקה ג'ל הניאון של טמרה, מצומדות Ad5 מוצגים באיור 3. למרות הסריקות האלה ג'ל ניאון בוצעו על דגימות מודיfied דרך CuAAC, התוצאות צריך להיות דומה, כאשר בדיקות אלה ligated דרך SPAAC. אלה סריקות ג'ל עולה כי הידד תוצאות תיוג של שינוי משלושת Ad5 חלבונים קפסיד (Hexon, פנטון וסיבים), תוך סימון הסוכר משנה רק את החלבון capsid סיבים. יתר על כן, עלייה בריכוז אהה (4 מ"מ לעומת 32 מ"מ) גורמת במידה רבה יותר של שילוב אהה, אבל זה גם הוכח ירידה infectivity. תוצאות קודמות 7 עולה כי עבור Ad5 המיוצר 4 מ"מ אהה, בערך 5% מהאתרים מתיונין הם חשופים טמרה, העדכון האחרון, עם מספר זה גדל ל 10% כאשר 32 מ"מ אהה משמש. זה מתאים כ 280 ו 510, בהתאמה, צבען שכותרתו אתרים לכל חלקיק Ad5. ניתוח של תיוג סוכר 1 ציין כי בערך 22 מתוך 36 אתרים glycosylation על Ad5 תפוסות על ידי סוכר azido ומסומן לאחר מכן עם תמרה.
אם עשר תרבות צלחות רקמות משמשים לייצור אזיד-Ad5 שונה כמתואר בפרוטוקול זה, 200-300 μl של וירוס אזיד-modified יש לקבל הלהקה לבן שנאסף בשלב 3.6, עם כייל של כ -1.5 × 10 12 חלקיקים / מ"ל. הקושי המשותף של הליך זה הוא העדר הלהקה ויראלי בשלב זה טיהור, אשר ניתן לייחס titer ויראלי נמוך. זה בדרך כלל תוצאה של הדבקה של תאים אשר הם או מעל או מתחת confluent, או על ידי שטיפת תאים - אשר הופכים התיר מהצלחת לאחר ההדבקה - בזמן השטיפה במהלך שלב 1.

1. איור פרוטוקול סקירה. אזיד המכיל אהה או GalNAz משולב 1 לחלקיקים adenovirus. קשירת עם החללית alkyne ניאון מתבצע מכן באמצעות כימיה "קליק". לבסוף, SDS-PAGE משמש כדי להדגים קשירת בדיקה ניאון.
igure 2 "/>
איור 2. קשירת בדיקה alkyne על אזיד, שונה וירוס דרך (א) SPAAC, (ב) CuAAC תחת דה מחומצן (ג) האווירה מחומצן.

איור 3. סריקות הניאון של עמוד מסוג SDS-אזיד שכותרתו adenovirus 5 (Ad5) לאחר הצמידה CuAAC עם טמרה-alkyne. (א) אהה, שכותרתו Ad5, תוך שימוש בשני ריכוזי אהה. סימון נראה להתרחש Hexon adenovirus, פנטון ו סיב חלבוני קפסיד, עם היקף של תיוג הגדלת בריכוז אהה מוגברת. (ב) Ac 4 adenovirus GalNAz שכותרתו נראה שכותרתו רק חלבון capsid סיבים.
| פתרון | הכנה | הערות |
| Ad5 אחסון חיץ | 5 מ"מ טריס-HCl חיץ (pH 8.0) המכיל 0.5 מ"מ MgCl 2, 50 מ"מ NaCl, 25% (V / V) גליצרול, ו 0.05% (w / v) שור סרום אלבומין (BSA) | חנות ב -20 ° C |
| Ad5 זיהום חיץ | 2% (V / V) שור נסיוב של עגלים, 1 × פתרון TC, Ad5 במאגר אחסון (נפח נקבע באמצעות משרד הפנים של תא 10 / PFU ו אינדקס infectivity של 01:20). להביא את הפתרון הסופי באמצעות נפח TD חיץ | Ad5 ריכוז ניתן לקבוע באמצעות ספיגת UV. |
| TC פתרון (200 ×) | 136 mM CaCl 2, 100 מ"מ MgCl 2 | לאחסן ב 4 ° C |
| TD חיץ | 137 mM NaCl, KCl 5 מ"מ, 0.07 mM Na 2 HPO 4, ו 25 מ"מ טריס-HCl, pH 7.5 | לאחסן ב 4 ° C |
| HEK 293 צמיחת תאים בינוני | בינוני שינוי Dulbecco של הנשרים (DMEM) השלימו עם 10% (V / V) שור עגל בסרום (BCS) ו 1% (V / V) פן סטרפטוקוקוס | לאחסן ב 4 ° C |
| המניות פתרון Cys (100 ×) | DMEM (-Met /-Cys) בתוספת 200 מ"מ L-ציסטאין | להכין טרי מסנן עם מסנן 0.2 מיקרומטר, מזרק סטרילי לפני השימוש. |
| אהה פתרון המניות (25 ×) | DMEM (-Met /-Cys) בתוספת 100 מ"מ L-Azidohomoalanine | להכין טרי מסנן עם מסנן 0.2 מיקרומטר, מזרק סטרילי לפני השימוש. |
| אהה תיוג בינוני | DMEM (-Met /-Cys) השלימו עם BCS 10%, הפתרון אהה המניות (1 ×), 2 מ"מ L-ציסטאין | להכין טרי לפני השימוש. זה מתאים 4 מ"מ גoncentration של אהה, אם כי בריכוזים שונים וניתן להשתמש בו (ראה תוצאות היציג). |
| פגש את הפתרון המניות (25 ×) | DMEM (-Met /-Cys) בתוספת 100 מ"מ L-מתיונין | להכין טרי מסנן עם מסנן 0.2 מיקרומטר, מזרק סטרילי לפני השימוש. |
| Met בינוני השליטה | DMEM (-Met /-Cys) השלימו עם BCS 10%, נפגש פתרון המניות (1 ×), 2 מ"מ L-ציסטאין | להכין טרי לפני השימוש. |
| AC 4 GalNAz פתרון המניות (1,000 ×) | 50 מ"מ peracetylated N-azidoacetylgalactosamine (AC 4 GalNAz) ב מתנול | לאחסן ב 4 ° C. AC 4 GalNAz הוא מבשר על חילוף החומרים GlcNAz. |
| Azido סוכר תיוג בינוני | 100 μl Ac 4 GalNAz פתרון המניות, 100 מ"ל 293 HEK צמיחה בינוני התא | אפשר מתנול להתאדות לפני הוספת HEK 293 צמיחה בינוני התא. |
| צזיום כלוריד פתרונות | CsCl מומס חיץ TD: 1.25 גרם / מ"ל (18.08 גר '/ 50 מ"ל H 2 O) 1.35 גרם / מ"ל (25.60 גר '/ 50 מ"ל H 2 O) 1.40 גרם / מ"ל (31.00 גר '/ 50 מ"ל H 2 O) | צפיפות הדרגתיים עבור ultracentrifugation |
| אחסון וירוס חיץ | פוספט בופר סליין (PBS), pH 7.2, 0.5 מ"מ המכילים CaCl 2, 0.9 mM MgCl 2, ו -10% (V / V) גליצרול | חנות ב -20 ° C |
| טמרה-BCN (SPAAC) תיוג פתרון | טמרה-BCN ב DMSO:
| זן, לקדם alkyne בדיקה עבור SDS עמודים, titer ויראלי של כ 10 12 חלקיקים / מ"ל מוצע |
| טמרה-alkyne (CuAAC) תיוג פתרון | 50 μl של אזיד-Ad5 שונה במאגר אחסון וירוס (N Ad5 כפי שנקבע לעיל), 1.5 mM batho phenanthroline disulfonate (כלומר 1.5 × ריכוז CuBr הסופית), טמרה, alkyne. טמרה-alkyne molarity (ב ז) נקבע באמצעות: ג ALK = 2 × 10 × 6 (Ad5 N / N AVO) (כך את תערובת התגובה מוכן בשלב 5 מכילה 100 בדיקות alkyne לכל virion) | טריס חיץ ידוע ליגנד תחרותי המעכבת של נחושת. 8 |
| Laemmli חיץ המדגם (2 ×) | 125 מ"מ טריס-HCl (pH 6.8), 4% (w / v) SDS, 20% (V / V) גליצרול, 10% (V / V) 2 mercaptoethanol, ו 0.004% (w / v) bromophenol כחול | |
| הפעלת המאגר | 187 mM גליצין, 19 מ"מ טריס-HCl, 3.5 mM SDS ב H 2 O | לאחסן ב 4 ° C |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
התפתחות של תגובות לחץ chemoselective ו bioorthogonal, כולל אלה של azides, הוא אזור מתפתח במהירות, מחקר, ולאחר מכן יש מספר גדל והולך של התגובות הללו לבחירה עבור יישומים bioconjugation. הגבלנו את היקף פרוטוקול זה כך שיכלול רק שתי שיטות אשר נבחרו בשל התועלת שלהם במעבדה שלנו וזמינות מסחרית של חומרים כימיים כל.
במסלול הראשון מסוג זה - זן, לקדם אזיד-alkyne בחיי בן אשר (SPAAC) - alkyne נכלל בתוך טבעת cyclooctyne
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אין ניגוד עניינים הצהיר.
ברצוננו להודות NSF למימון (CBET-0846259).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| שם מגיב | חברה | מספר קטלוגי | |
| אדנווירוס מסוג 5 (Ad5) המכיל transgene GFP | BCBC | 391 | |
| כליה עובריים אנושיים (HEK 293) תאים | ATCC | CRL-1573 | |
| Dulbecco של שינוי הנשר בינוני (DMEM), גלוקוז גבוהות | Invitrogen | 11965-092 | |
| Dulbecco של שינוי הנשר בינוני, לא מתיונין, לא ציסטאין (DMEM-Met /-Cys), גלוקוז גבוהות | Invitrogen | 21013-024 | |
| בקר עגל סרום | Invitrogen | 16170-078 | |
| פניצילין - סטרפטומיצין 100 × פתרון (עט סטרפטוקוקוס) | Invitrogen | 15140-122 | |
| 0.5% טריפסין-EDTA (10 ×) | Invitrogen | 15400-054 | |
| תא 100 מ"מ צלחת תרבות, רקמות תרבות קלקר שטופלו | BD פלקון | 353003 | |
| תרבית תאים CO 2 באינקובטור | |||
| Hemocytometer | |||
| בטיחות ביולוגית הממשלה | |||
| מזרק מסנן סטרילית (0.2 מיקרומטר, אצטט תאית) | VWR | 28145-477 (NA), 514-0061 (אירופה) | |
| אוואנטי צנטריפוגות י"א | Beckman Coulter | 369001 | |
| צינורות חרוטי (50 מ"ל, סטרילי) | BD פלקון | 352098 | |
| , צינור Thinwall, Ultra-Clear, 13.2 מ"ל, 14 x 89 מ"מ | Beckman | 344059 | |
| Ultracentrifuge מצויד 41 SW ו SW 60 rotor | Beckman | ||
| Eppendorf Biopur Safe-נעל צינורות, 1.5 מ"ל | Eppendorf | 0030 121.589 | |
| סרכזת 5418 | Eppendorf | 5418 | |
| Centri בספט ספין ג'ל סינון עמודות | פרינסטון הפרדות | CS-901 | |
| מחט סטרילית, 18 מד | |||
| חנקן תיק הכפפה (אם CuAAC deoxygenated יש לבצעם) | |||
| בקבוק ויסקי | |||
| חנקן נוזלי | |||
| אלקטרופורזה התא | |||
| ג'ל פלורסנט סורק | |||
| מוכן ג'ל טריס-HCl ג'ל | ביו רד | 161-1105 | |
| L-Azidohomoalanine | AnaSpec | 63669 | |
| Jena Biosciences | CLK-AA005 | ||
| Peracetylated N-azidoacetylgalactosamine (AC 4 GalNAz) | Invitrogen | C33365 | |
| Thermo Scientific | 88905 | ||
| Sigma-Aldrich | A7480 | ||
| Bathophenanthroline disulfonic חומצה (BDA) הרכב: מלח | מגה פיקסל Biomedicals | 0215011201 | |
| Sulfoxide דימתיל (DMSO) | |||
| מתנול | |||
| טריס הבסיס (טריס (hydroxymethyl) aminomethane) | |||
| הרכב: פוספט (Na2 HPO 4) | |||
| פוספט בופר סליין (PBS) | |||
| 1M HCl | |||
| גליצרול | |||
| שור אלבומין בסרום | |||
| L-ציסטאין | |||
| L-מתיונין | |||
| SDS (dodecyl נתרן גופרתי) | |||
| 2-mercaptoethanol | |||
| גליצין | |||
| Bromophenol כחול | |||
| כלוריד צסיום (CsCl) | & Nbsp; | ||
| (אני) נחושת ברומיד (CuBr) | |||
| סידן כלוריד (CaCl 2) | |||
| אשלגן כלורי (KCl) | |||
| מגנזיום כלוריד (MgCl 2) | |||
| נתרן כלוריד (NaCl) | |||
| Alkyne בדיקה עבור * CuAAC | |||
| טמרה alkyne | Invitrogen | T10183 | |
| בדיקה מאומצת alkyne עבור * SPAAC | |||
| טמרה DIBO alkyne | Invitrogen | C10410 | |
* Quick הספקים הבולטים של כימיה לחץ ריאגנטים וערכות כוללים Invitrogen, Jena Biosciences, ברי Associates, Sigma-Aldrich, גלן מחקר, לחץ על כלים כימיה Baseclick. מגוון של צבעים alkyne ו ligands המיקוד ניתן למצוא בקטלוגים של אותם ספקים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה