Ketoconazole נקשר ולעוינות pregnane X קולטן הפעלה (PXR). מסכי תפוקת שמרים גבוהים של מוטציות PXR להגדיר אזור ייחודי לketoconazole מחייב. שיטה גנטית המבוסס על שמרים זה מגלה אינטראקציות רצפטור הגרעיני רומן עם ligands שמקשר עם אתרי פני השטח מחייבים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
Ketoconazole נקשר ולעוינות pregnane X קולטן הפעלה (PXR). מסכי תפוקת שמרים גבוהים של מוטציות PXR להגדיר אזור ייחודי לketoconazole מחייב. שיטה גנטית המבוסס על שמרים זה מגלה אינטראקציות רצפטור הגרעיני רומן עם ligands שמקשר עם אתרי פני השטח מחייבים.
כרגולטור קריטי של חילוף חומרים בסמים ודלקת, pregnane X קולטן (PXR), ממלא תפקיד חשוב בפתופיזיולוגיה מחלה המקשר את חילוף החומרים ודלקת (למשל steatosis כבד) 1,2. חל התקדמות רבה בזיהוי של ligands אגוניסט לPXR, לעומת זאת, יש תיאורים מוגבלים של יריבים כמו סמים ואתרי הקישור שלהם על PXR 3,4,5. מכשול קריטי היה חוסר היכולת לטהר את יעילות החלבון באורך מלא ללימודים מבניים עם יריבים למרות שPXR שוכפל ומאופיין ב1998. המעבדה שלנו שפותחה על שמרי תפוקה גבוהה רומן מבוסס assay שני ההיברידי להגדיר אנטגוניסט, ketoconazole של, מחייב שאריות על PXR 6. השיטה שלנו כרוכה ביצירת ספריות מוטאציות שתצלנה את ההשפעה של מוטציות בודדות על פני השטח AF-2 של PXR הצפוי לקיים אינטראקציה עם ketoconazole. הצלה או "רווח של הפונקציה" הערוץמוטציות nd יכולים להתבצע כך שמסקנות לגבי האינטראקציה הגנטית של ketoconazole ושאריות המשטח (ים) בPXR הן ריאלי. לכן, פיתחנו תפוקה גבוהה של שני היברידי שמרי מסך של מוטציות PXR אינטראקציה עם coactivator, SRC-1. שימוש בגישה זו, שבה את השמרים שונה כדי להתאים את המחקר של התרופה נגד פטריות, ketoconazole, אנחנו יכולים להפגין מוטציות ספציפיות על PXR מועשרת בשיבוטים מסוגלים להיקשר ketoconazole. לפי היגיון הפוך, אנו מגיעים למסקנה שהשאריות המקוריות הן שאריות אינטראקציה ישירות עם ketoconazole. assay זה מייצג רומן, assay הגנטי הצייתן למסך לאתרי קישור אנטגוניסט על משטחי קולטן גרעיני. assay זה יכול להיות מיושם על כל תרופה ללא קשר לפוטנציאל ציטוטוקסיות שלה לשמרים, כמו גם לחלבון תאי (ים) שלא ניתן ללמוד באמצעות ביולוגיה מבנית סטנדרטית או שיטות proteomic מבוססות. החסרונות פוטנציאליים כוללים פרשנות של נתונים (שיטות משלימות שימושי), רליאהה בשיטה אחת Y2H, מומחיות בטיפול בשמרים או ביצוע מבחני שני היברידי שמרים, וassay אופטימיזציה.
Assay השמרים שני ההיברידי (Y2H) נעשה שימוש נרחב כדי לגלות אינטראקציות בין חלבונים ולאחרונה לגילוי של מולקולות קטנות, רומן המשבשות קומפלקסי חלבונים אינטראקציה 7, 8, 9, 10, 11. עם זאת, הגישות קונבנציונליות של assay זה, המשמש לגילוי סמים או "להיטים", אינן מאפשרות זיהוי של שאריות allosteric אינטראקציה של תרכובות כימיקלים בתוך משטחי חלבונים, שכאשר שינו עדיין אינטראקציה ולאפשר לחקירה של השאריות שינו 11 . ואכן, שיטה (ים) כזה, אם אפשרי לפתח, תאפשר מערכת שמרים צייתנית להערכת תפוקה גבוהה של שאריות האינטראקציה allosteric קריטיות לשיבוש אינטראקציה בין חלבונים. בהקשר של גילוי תרופות, הדרך הישירה ביותר להקים אינטראקציה של תרכובות עם חלבונים תהיה כרוכה בקביעה מבנית (למשל התגבשות של קומפלקס חלבון מעכב). שיטות אלה הן בהצטיינותbersome, להשתמש במשאבים משוכללים וזה לא אפשרי מבחינה טכנית לבצע מחקרים מבניים על כל חלבון.
מערכות הקרנת סמים גנטיות צייתניות הוקמו בחיידקים 1, 2 ומערכות מודל אחרות כמו שתי ההיברידי של יונקים. עם זאת, מערכות אלו זקוקות לאופטימיזציה ומערכות חלופיות כמו Y2H עדיין נבדקו ביותר בגילוי תרופות. ישנן מגבלות הכוללות רגישות ואמינות של אינטראקציות בשימוש בשיטות ייחודיות 13 עניים, לעומת זאת, assay Y2H אחד יכול להיות שונה כדי לענות על שאלות ספציפיות בנוגע לשאריות אינטראקציה. בתחום מחקר קולטן גרעיני, Y2H נעשה שימוש כדי להגדיר את חלבוני אינטראקציה 14, לעומת זאת, אינטראקציות חלבון אלה רק לעתים נדירות נעשו שימוש כדי להגדיר את האופי שבו ligands / יריבים אינטראקציה עם מתחמי קולטן חלבונים גרעיניים. לפיכך, המעבדה שלנו התמקדה מאמצים בהגדרת שיטה, במיוחד לחלבוני הקולטן שאינםנוח בקלות לproteomic שיטות מבוססות, שיחשוף ליגנד רומן / אנטגוניסט אינטראקציה שאריות באמצעות פלטפורמת גילוי Y2H מבוססת הפוכה.
בהתבסס על הממצא הקודם שלנו שketoconazole משבש PXR וactivator SRC-1, פיתחנו רומן הפוך מערכת Y2H שיאפשר לנו להגדיר ולחקור את שאריות ketoconazole האינטראקציה בPXR 6. השיטה שלנו מבוססת על המאפיינים של חלבון GAL4 שמרים שמורכבת מתחומים להפרדה אחראים להפעלת ה-DNA מחייבת ותעתיק. חלבון PXR LBD מבוטא היתוך לתחום LexA-DNA מחייב (DNA-BD), תוך שיתוף מפעילי אורך המלא SRC-1 (coactivator קולטן סטרואידים 1) חלבונים באים לידי ביטוי כהתכה לתחום הפעלת GAL4 (AD ). אינטראקציה בין PXR וחלבונים היתוך SRC-1 מובילה להפעלת תעתיק של אתרי GAL4 מחייבים המכילים גן כתב β-Lac Z המשתלב בשמרים genomדואר. Ketoconazole, אנטגוניסט PXR, משבש PXR ואינטראקציה SRC-1 15, 16, 17 ואנחנו יכולים לזהות את האינטראקציה של PXR וSRC-1 בנוכחותו או היעדריו של ketoconazole לאחר צביעת מושבות במסננים לפעילות X-gal. עיקרון Y2H מודגם באיור 1 והליך הניסוי מסוכם באיור 2.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. בניית PXR וSRC-1 Fusions בוקטורי שמרים
2. מבחני דו היברידי שמרים
3. Assay סינון X-gal
4. Assay β-gal הנוזלי
חישוב יחידות מילר כדלקמן: מילר יחידות = (Å420 * 1,000) / (A600 * דקות מיליליטר *)
Å420: יחידות הספיגה ב 420 ננומטר; A600: יחידות הספיגה ב 600 ננומטר; דקות: זמן התגובה בדקות; מיליליטר: נפח התגובה במ"ל
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ביצענו assay כדי לראות אם אנחנו יכולים לזהות readout colorimetric של העמותה של PXR וקולטן סטרואידי coactivator-1 (SRC-1). מאז שמרים יש ייצור סטרולים משמעותי, זה כבר בעבר הראה כי ביטוי lacZ בשמרים יכול להיגרם ללא הצורך יגנד אקסוגניים נוסף. מצאנו כי ביטוי lacZ (מושבות כחולות) הוא גם מושרה בזן השמרים הפכו עם PXR וSRC-1, עם זאת, אין אינדוקציה של ביטוי LacZ (מושבות הלבנות) בשמרים הפכה עם וקטורים ריקים, PXR או SRC-1 בנפרד (איור 3). כדי לקבוע אם ketoconazole (25 מיקרומטר...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ב assay Y2H שונה שלנו, זיהינו שאריות חשובות לאינטראקציות ketoconazole על PXR 6. מאז SRC-1 הוא coactivator (ושובט לתוך וקטור pGADNot), אנחנו גם בדקנו האם SRC-1 יכול להפעיל ביטוי lacZ כאשר משובט למערכת הווקטור הפשה והאם זה הייתי משנה את פרופיל ההפעלה ו / או להשפיע על הדליפות של assay שני היברידי השמרים. שימוש בפלסמידים מחדש ביצענו מבחני שני היברידיים בשמרי Δ Δ / erg11 erg3. כמו בעבר, אנו מראים כי ביטוי lacZ (מושבות כחולות) הוא גם מושרה בerg3 שמרי Δ Δ מתח...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אין ניגודי האינטרסים הכריזו.
עבודה זו נתמכה על ידי המכונים הלאומיים לבריאות (NIH) מענקי CA127231 ופרס דיימון רניון קרן החוקר קליני (CI 1502) (לSM). ברצוננו להודות לפרופסור זדנק דבוז'ק מPalacky אוניברסיטת אולומוץ, צ'כיה לתובנה מועילות שלו לדיון בניידות של טכניקה זו למוסד וסטנדרטיזציה של פרוטוקול שלהם.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| זן שמרים CTY10-5d erg3Δ/erg11Δ | המעבדה | CTY10-5d הושלכו פעמיים ERG3 ו-ERG11 (erg3Δ/erg11Δ) גנים6. | |
| YPD Growth Medium BD | Biosciences | 630409 | |
| Difco Yeast Nitrogen Base (YNB) ללא חומצות אמינו ואמוניום סולפט | BD Biosciences | 233520 | |
| Bacto Agar | BD Biosciences | 214010 | |
| CSM-His/-Leu Complete Supplement Blend | MP Biomedicals | 4250-412 | |
| ONPG (o-Nitrophenyl Β-D-Galactopyranoside). | Sigma-Aldrich | N1127 | |
| 2-מרקפטואתנול | סיגמא-אולדריץ' | M6250 | |
| מרק לוריא (LB) | Sigma-Aldrich | L3022 | |
| X-Gal | Fisher | BP-1615 | |
| DNA זרע סלמון סוניקטיבי מבושל (10 מ"ג/מ"ל) | Life Technology | 156-017 | |
| Ampicillin | Acros Organics | 61177 | |
| Ketoconazole | Sigma-Aldrich | K1003 | |
| N,N-Dimethylformamide | Acros Organics | 326871000 | |
| ליתיום אצטט | Sigma-Aldrich | L4158 | |
| 50% תמיסת PEG-3350, סיגמא-אולדריץ | P-3640 | ||
| קרום ניטרוצלולוזה | Whatman | ||
| 10 ס"מ צלחת פטרי | פישר | 875712 | |
| 5'-ACCGGATCCCGATGAAGA AGGAGATCATGTCC-3'המעבדה | PXR LBD קדימה פריימר עבור pSH2-1 | ||
| 5'-AGAGTCGACTCAGCTA CCTGTGATGCC -3'המעבדה | PXR LBD פריימר הפוך עבור pSH2-1 | ||
| 5'-TATAGC GGCCGCATGAGTG GCCTCGGACAGTTCATCC -3'המעבדה | SRC-1 פריימר קדימה עבור pGADNOT | ||
| 5'-GCGGTCGACTTATTCAGTCA GTAGCTG - | 3'המעבדה | SRC-1 פריימר הפוך עבור pGADNOT | |
| פלטינום PCR Supermix | Invitrogen | 11306-016 | |
| BamHI | המעבדה שלנו | R0136 | |
| SalI | המעבדה שלנו | R0138 | |
| NotI | המעבדה שלנו | R0189 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.