אנו מציגים פרוטוקול מפורט לבנייה וסינון של ספריות מוטנטיות עבור מסעות אבולוציה מכוונים ב-Saccharomyces cerevisiae.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
אנו מציגים פרוטוקול מפורט לבנייה וסינון של ספריות מוטנטיות עבור מסעות אבולוציה מכוונים ב-Saccharomyces cerevisiae.
אבולוציה מכוונת ב שמר אפייה מציעה יתרונות רבים אטרקטיביים בעת תכנון אנזימים עבור יישומים ביוטכנולוגיים, תהליך כרוך בבנייה, שיבוט וביטוי של ספריות מוטציה, מצמיד את רקומבינציה DNA בתדר גבוה ההומולוגית in vivo. כאן, אנו מציגים פרוטוקול ליצור ספריות מוטציה מסך בשמרים המבוססת על הדוגמא של מונואמין aryl-אלכוהול פטרייתי (AAO) כדי לשפר את הפעילות הכוללת שלה. שני מקטעי חלבון היו נתונים האבולוציה ממוקד בבימויו של mutagenesis אקראי וב רקומבינציה DNA vivo. מסוכך של ~ 50 נ"ב איגוף בכל מגזר אפשר וההרכבה הנכונה של גן AAO-פיוז'ן וקטור לינארית והוליד פלסמיד משכפלים מלא באופן אוטונומי. ספריות Mutant מועשרות גרסות פונקציונליות AAO הוקרנו ס supernatants cerevisiae עם assay תפוקה גבוהה רגיש המבוססת על התגובה פנטון. התהליך הכללי שלבניית ספרייה ב ס cerevisiae המתואר כאן יכול בקלות להיות מיושם להתפתח גני האיקריוטים רבים אחרים, הימנעות PCR תגובות נוספות, ב- DNA במבחנת צעדי רקומבינציה קשירה.
אבולוציה מולקולרית בימוי היא שיטה חזקה, מהירה ואמינה לעצב אנזימים 1, 2. דרך סיבובים איטרטיבי של מוטציות אקראיות, רקומבינציה הקרנה, הגירסות משופרות של אנזימים יכולות להיוצר שפועלים על מצעים חדשים, בתגובות רומן, ב שאינו טבעי סביבות, או אפילו כדי לסייע התא כדי להשיג את המטרות מטבוליות חדשות 3-5. בין המארחים המשמשים אבולוציה מכוונת, את cerevisiae Saccharomyces שמרי בירה מציע רפרטואר של פתרונות עבור הביטוי הפונקציונלי של חלבונים איקריוטיים מורכבים שאינם זמינים אחרת עמיתיהם פרוקריוטים 6,7.
משומשים ממצה מחקרים בביולוגיה של התא, מודל אוקריוטים הקטן הזה יש יתרונות רבים מבחינת שלאחר translational שינויים, קלות ויעילות מניפולציה וטרנספורמציה, שכולן הן התכונות החשובות להנדס אנזימים על ידי אבולוציה מכוונת 8. יתר על כן, תדירות גבוההשל רקומבינציה DNA ההומולוגית ס cerevisiae מצמיד את מנגנון הוכחת הקריאה היעיל בה פותח מגוון רחב של אפשרויות ליצירת ספרייה והרכבת גני in vivo, טיפוח האבולוציה של מערכות שונות אנזימים יחידים מסלולים מלאכותיים מורכבים 9-12. המעבדה שלנו בילתה את העשור האחרון בעיצוב כלים ואסטראטגי עבור האבולוציה המולקולרית של ligninases השונה בשמרים (oxidoreductases מעורב השפלה של ליגנין במהלך דעיכת עץ טבעית) 13-14. בתקשורת זו, אנו מציגים פרוטוקול מפורט להכין וספריות מוטצית מסך ס cerevisiae עבור מודל flavooxidase, מונואמין -aryl-אלכוהול (AAO 15) -, כי יכול להיות מתורגם בקלות אנזימים רבים אחרים. הפרוטוקול כרוך שיטת אבולוציה ממוקדת מכוון (Morphing: תהליך רקומבינציה מוטגנים מאורגן על ידי הומולוגי in vivo קיבוץ) נעזרה במנגנון שמרים תא 16, גידולassay ההקרנה מאוד רגיש דה המבוססת על התגובה פנטון על מנת לזהות פעילות AAO מופרש לתוך המרק תרבות 17.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. בניית ספריית Mutant
2. תפוקה גבוהה הקרנת Assay (איור 3)
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
AAO מ פ eryngii הוא flavooxidase תאי המספק peroxidases פטרייתי עם H 2 O 2 כדי להתחיל לתקוף ליגנין. שני קטעים של AAO היו נתוני אבולוציה ממוקדת בבימויו של Morphing כדי לשפר את פעילותה וביטויו ס cerevisiae 19. בלא קשר עם אנזימים חוץ שטיפחו ס cerevisiae, הנושא הקריטי ביותר בעת בניית ספריות מוטציה בשמרים נוגעת ההנדסה של אזורים חופפים ספציפיים להעדיף את השחבור בין שברי השיבוט שלהם לתוך הווקטור ל...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
במאמר זה, יש לנו סכמתי רוב הטיפים והטריקים המועסקים במעבדה שלנו להנדס אנזימים על ידי אבולוציה מכוונת ס cerevisiae (באמצעות AAO כדוגמא), כך שהם יכולים להיות מותאמים לשימוש עם מערכות אנזימים האיקריוטים רבות אחרות על ידי ביצוע הגישה הנפוצה פשוט המתואר כאן.
במונחים של יצירת ספרייה, Morphing היא שיטה בסיר אחד מהר כדי להציג ולשלב מחדש מוטציות אקראיות בתוך רצועות חלבון קטנות תוך השארת האזורים הנותרים של החלבון ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
החוקרים אין לי מה לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי פרויקט Indox-FP7-KBBE-2013-7-613549 של הנציבות האירופית; ביוקטליזה של Cost-Action CM1303-Systems; והפרויקטים הלאומיים Dewry [BIO201343407-R] ו-Cambios [RTC-2014-1777-3].
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| <חזק>1. אמצעי תרבית | |||
| אמפיצילין מלח נתרן | סיגמא-אולדריץ' | A0166 | CAS Nº 69-52-3 M.W. 371.39 |
| Bacto Agar | Difco | 214010 | |
| Cloramphenicol | Sigma-Aldrich | C0378 | CAS Nº 56-75-7 M.W. 323.13 |
| D-(+)-Galactose | Sigma-Aldrich | G0750 | CAS Nº 59-23-4 M.W. 180.16 |
| D-(+)-גלוקוז | סיגמא-אולדריץ' | G5767 | CAS Nº 50-99-7 M.W. 180.16 |
| D-(+)-Raffinose pentahydrate | Sigma-Aldrich | 83400 | CAS Nº 17629-30-0 M.W. 594.51 |
| פפטון | דיפקו | 211677 | |
| אשלגן פוספט מונו-בסיסי | Sigma-Aldrich | P0662 | CAS Nº 7778-77-0 M.W. 136.09 |
| Uracil | Sigma Aldrich | U1128 | |
| תמצית שמרים | Difco | 212750 | |
| בסיס חנקן שמרים ללא חומצות אמינו | Difco | 291940 | |
| שמרים סינתטיים נשירה בינונית תוספי תזונה ללא uracil | Sigma-Aldrich | Y1501 | |
| שם | חברה | מספר קטלוגי | Comments |
| 2. PCR Reactions | |||
| dNTP Mix | Agilent genomics | 200415-51 | 25 mM כל אחד |
| iProof High-Fidelity DNA פולימראז | Bio-rad | 172-5301 | |
| מנגן (II) כלוריד טטרהידראט | Sigma-Aldrich | M8054 | CAS Nº 13446-34-9 M.W. 197.91 |
| Taq DNA פולימראז | סיגמא-אולדריץ' | D4545 | לשגיאה נוטה PCR |
| <חזק>שם | <חזק>חברה | <חזק>מספר קטלוגי | <חזק>הערות |
| <חזק>3. ליניאריזציה של פלסמיד | |||
| BamHI אנזים הגבלת | ניו אינגלנד Biolabs | R0136S | |
| סרום בקר אלבומין | ניו אינגלנד Biolabs | B9001S | |
| אנזים הגבלת XhoI | ניו אינגלנד Biolabs | R0146S | |
| לא I אנזים הגבלה | ניו אינגלנד Biolabs | R0189S | |
| ג'ל אדום | ביוטיום | 41003 | לצביעה של DNA |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 4. בדיקות FOX | |||
| אמוניום ברזל (II) סולפט הקסהידראט | סיגמא-אולדריץ' | F3754 | CAS Nº 7783-85-9 M.W. 392.14 |
| Anysil אלכוהול | סיגמא אולדריץ' | W209902 | CAS Nº 105-13-5 M.W. 138.16 |
| D-סורביטול | סיגמא-אולדריץ' | S1876 | CAS Nº 50-70-4 M.W. 182.17 |
| מי חמצן 30% | Merck Millipore | 1072090250 | FOX עקומה סטנדרטית |
| קסילנול כתום מלח דיסודיום | סיגמא-אולדריץ' | 52097 | CAS Nº 1611-35-4 M.W. 716.62 |
| שם | חברה | Catalog Number | Comments |
| 5. חומר ג'ל אגרוז | |||
| Agarose | Norgen | 28035 | CAS Nº 9012-36-6 |
| ג'ל | אדום ביוטיום | 41003 | צבע ניתוח DNA |
| GeneRuler 1kb סולם | Thermo Scientific | SM0311 | DNA M.W. |
| צבע טעינה סטנדרטי 6x | Thermo Scientific | R0611 | |
| טמפרטורת התכה נמוכה אגרוז | Bio-rad | 161-3112 | CAS Nº 39346-81-1 |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 6. ערכות ותאים | |||
| S. cerevisiae זן BJ5465 | LGC Promochem | ATTC 208289 | זן חסר פרוטאז עם גנוטיפ: MATα ura3-52 trp1 leu2-delta1 his3-delta200 pep4::HIS3 prb1-delta1.6R can1 GAL |
| E. coli XL2-Blue תאים מוכשרים | Agilent גנומיקה | 200150 | לטיהור והגברה של פלסמיד |
| NucleoSpin ג'ל וערכת | ניקוי PCRMacherey-Nagel | 740,609,250 | מיצוי ג'ל DNA |
| ערכת פלסמיד NucleoSpin | Macherey-Nagel | 740,588,250 | ערכת מיני-הכנה לעמודות |
| ערכת טרנספורמציה של שמרים | Sigma-Aldrich | YEAST1-1KT | כלול נשא DNA (אשכי סלמון) |
| Zymoprep שמרים פלסמיד miniprep I | מחקר Zymo | D2001 | מיצוי פלסמיד משמרים |
| <חזקים>שם | Company | Catalog Number | Comments |
| 7. צלחות | |||
| צלחות 96 בארות | גריינר ביו-וואן | 655101 | פוליסטירן שקוף, לא סטרילי, (למדידות פעילות) |
| צלחות 96 בארות | גריינר ביו-וואן | 655161 | שקוף, סטרילי, פוליסטירן (למיקרו-תסיסות) |
| מכסה צלחת 96 בארות | גריינר ביו-וואן | 656171 | שקוף, סטרילי, פוליסטירן (למיקרו-תסיסות) |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.