מאמר זה מתאר פרוטוקול פשוט ומהיר להערכת המצב האוליגומרי של חלבון GTPase MxA דמוי דינמין מליזאטים של תאים אנושיים באמצעות שילוב של PAGE שאינו דנטורציה עם ניתוח כתמים מערביים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מאמר זה מתאר פרוטוקול פשוט ומהיר להערכת המצב האוליגומרי של חלבון GTPase MxA דמוי דינמין מליזאטים של תאים אנושיים באמצעות שילוב של PAGE שאינו דנטורציה עם ניתוח כתמים מערביים.
היווצרות קומפלקסים אוליגומריים היא תנאי הכרחי למבנה ותפקוד תקינים של חלבונים רבים. חלבון האפקטור האנטי-ויראלי MxA המושרה על ידי אינטרפרון מפעיל פעילות אנטי-ויראלית רחבה נגד נגיפים רבים. MxA הוא GTPase דמוי דינמין ויש לו יכולת ליצור מבנים אוליגומריים מסדר גבוה יותר. עם זאת, האם אוליגומריזציה של MxA נדרשת לפעילותו האנטי-ויראלית היא נושא לוויכוח. אנו מתארים כאן פרוטוקול פשוט להערכת המצב האוליגומרי של MxA המתבטא באופן אנדוגני או אקטופי בחלק הציטופלזמי של קווי תאים אנושיים על ידי אלקטרופורזה של ג'ל פוליאקרילאמיד ללא דנטורציה (PAGE) בשילוב עם ניתוח כתמים מערביים. שלב קריטי בפרוטוקול הוא בחירת חומרי ניקוי למניעת צבירה ו/או משקעים של חלבונים הקשורים במיוחד לממברנות תאיות כגון MxA, מבלי להפריע לפעילותו האנזימטית. היבט מכריע נוסף של הפרוטוקול הוא ההגנה הבלתי הפיכה על קבוצות התיול החופשיות של שאריות ציסטאין על ידי יודואצטמיד כדי למנוע אינטראקציות מלאכותיות של החלבון. פרוטוקול זה מתאים להערכה פשוטה של המצב האוליגומרי של MxA ויתר על כן מאפשר מתאם ישיר של הפעילות האנטי-ויראלית של מוטציות ממשק MxA עם המצבים האוליגומריים שלהם.
המבנה הרביעון של חלבון ממלא תפקיד מכריע בתהליכים תאיים רבים. מסלולי איתות, ביטוי גנים, ואנזים הפעלה / ביטול הפעלה כל מסתמכים על ההרכבה הנכונה של קומפלקסי חלבונים 1-4. תהליך זה ידוע גם בשם שָׁוֶה או-oligomerization הטרו נובע קוולנטי בלתי הפיך או הידרופובי אלקטרוסטטית הפיך אינטראקציות חלבון-חלבון. Oligomerization לא רק מגוונת את תהליכים תאיים שונים מבלי להגדיל את גודל הגנום, אלא גם מספק אסטרטגיה חלבונים לבנות מתחמי יציבה כי הם עמידים יותר כלפי denaturation והשפלה 5. פגמים oligomerization להשפיע על תפקודם של חלבונים והוא יכול להוביל להתפתחות של מחלות. לדוגמה, hydroxylase פנילאלנין האנזים יוצר מורכבות tetrameric. כמה מוטציות במתחם חלבון יכול להחליש את היווצרות tetramer ולהוביל פנילקטונוריה מחלת 6.
s = "jove_content"> חלבון MxA האדם הוא אינטרפרון (IFN) -induced חלבון מפעיל אנטי הפעלת פעילות אנטי רחבה נגד RNA השונה וכן נגיפי DNA 7. היא שייכת superfamily של GTPases גדול דמוי dynamin ויש לו את היכולת ליצור מבנים oligomeric גדול במבחנה 8. Oligomerization הוצע להגן MxA מפני השפלה המהירה 9,10. למרות ניסיונות נמרצים מצד קבוצות מחקר רבות, את המנגנון המולקולרי של פעולה נותר חמקמק בעיקר ואת תפקידה של מדינת oligomerization של MxA לתפקוד אנטי שלה נמצא תחת דיון 9,11,12. בהקשר זה, גאה ועמיתים לעבודה הציעו מודל שבו MxA מפעיל הפעילות אנטי שלה על ידי אינטראקציה עם נוקלאופרוטאינים ויראלי בצורה של מבני oligomeric גדולים דמוית טבעת 11. עם זאת, ולאחרונה, הראינו כי הדימרים MxA תערוכת פעילות אנטי אינטראקציה עם nucleoprotein של נגיף שפעת A 12. Based על המבנה הגבישי של MxA, גאו ועמיתים לעבודה זיהו מספר שאריות חומצת אמינו באזורי ממשק כי הם קריטיים עבור oligomerization שלה במבחנה ותפקוד אנטי שלה 11,13. לכן, על מנת להבהיר הקובעות oligomeric של MxA מפעיל פעילות אנטי, ביקשנו להקים פרוטוקול פשוט במהירות כדי לקבוע את המצב oligmeric של מוטציות ממשק MxA לידי ביטוי בתאים אנושיים, כמו גם אנדוגני MxA הביע לאחר גירוי IFNα.
אמנם יש טכניקות רבות שאינם בשימוש נפוץ כדי לחקור את האינטראקציה בין חלבונים כגון החלבון המפוצל גרין פלורסנט (פיצול-GFP) assay השלמה 14, תהודת plasmon משטח 15 והעברת אנרגית תהודת פורסטר (סריג) 16, הם אינם מספקים מידע של stoichiometry המדויק של קומפלקס חלבוני oligomeric. לקבלת חקירה של היבט מסוים זה, טכניקות כגוןפיזור רב-זווית אור (יונקים) 17 ו ultracentrifugation אנליטית 18 הם מאוד שימושיים. בדרך כלל, את החלבונים נותחו באמצעות שיטות אלה הם חלבונים מטוהרים. תהליכי oligomerization עשויים להיות תלויים גם בגורמים תאיים אחרים. אם הגורמים הללו אינם ידועים, הניתוח הוא יותר קשה. בנוסף, כמה חלבונים שקשה לבטא ב E. coli כדי לטהר. לכן, שיטות אלה אינן הבחירה האופטימלית לנתח oligomerization חלבון בסביבת הסלולר. בנוסף, טכניקות אלה דורשים מכשירים יקרים אשר אינם זמינים.
ג'ל polyacrylamide ללא denaturing אלקטרופורזה (עמוד), כרומטוגרפיה הדרה גודל או crosslinking כימיים ואחריו סולפט dodecyl נתרן קונבנציונאלי (SDS) -PAGE הם כלי שימושי לאפיון היווצרות של oligomers מ lysates תא 2,19,20. שיטות אלו אינן מחייבות ציוד מיוחד והוא יכול להיות בקלות PErformed במעבדה סטנדרטית. אנחנו בתחילה העריכו פרוטוקולים cross-linking כימיים שונים שהובילו invariantly להצטברות הלא ספציפית ומשקעים של MxA. לכן, אנחנו הבאים נבדקים פרוטוקולי עמוד הלא denaturing. כדף הלא denaturing כולל את השימוש SDS, הגירה של חלבונים תלוי תשלום מולדתם. עמוד כחול-יליד משתמש G250 הכחול המבריק coomassie לטעון חלבונים עם תשלום הכולל שלילי, בדומה SDS, אבל לא לפגל החלבון 21. למרבה הצער, coomassie משקע כחול מבריק בנוכחות מלחי גבוה קטיונים divalent (למשל Mg 2+) כלולים לעתים קרובות מאגרים תמוגה. בהתאם המאגרים בשימוש, זה עלול להיות קשה לנתח את המדגם מבלי אופטימיזציה נוספת של צעדים, עלול להיות בעל השפעה על החלבון המורכב oligomeric.
כאן אנו מציגים פרוטוקול פשוט המבוסס על שיטה שפורסמה בעבר 22 כדי לקבוע oligomerization שלחלבון אנושי MxA נגזר lysates הסלולר באמצעות עמוד הלא denaturing.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הערה: פרוטוקול זה מבוסס על פרוטוקול העמוד הלא denaturing שפורסם בעבר 12. במחקר זה, המדינה oligomeric של החלבון MxA הוערכה באמצעות או תאים Vero overexpressing MxA או תאים A549 IFN מגורה-α להביע אנדוגני MxA. הפרוטוקול המתואר להלן ניתן להשתמש כדי לנתח את מצב oligomeric של כל חלבון בנוסף MxA. עם זאת, אופטימיזציה נוספת ייתכן שתידרש.
1. הכנת Cell Lysate עבור עמוד חדרים denaturing
הערה: כדי לנתח את מצב oligomeric של החלבון האנושי MxA בשני תאים Vero או A549, 1.0 x 10 6 התאים נקצרו. בהתאם לסוג התא או השפע של החלבון לנתח, את המספר הסלולרי צריך להיות מותאם. כמו כן, חשוב להגן על חיץ תמוגה מהחשיפה לאור, ברגע iodoacetamide הרגיש לאור מתווסף.
אלקטרופורזה 2.
הערה: אלקטרופורזה בוצע כפי שתואר קודם עם כמה שינויים 22. בפרוטוקול המתואר להלן, ג'לים שיפוע מראש יצוק שימשו (שיפוע 4-15%). לחלופין, ג'ל ניתן להכין במעבדה. זה מאוד חשוב לכלול כל סוכן denaturing כגון SDS כדי למנוע ניתוק של קומפלקסים חלבונים oligomeric. זמן של אלקטרופורזה הוטב מדינות oligomeric השונות של חלבון MxA אדם. עם זאת, זה יכול להשתנות עבור חלבונים אחרים, תלוי בגודל של מתחם oligomeric כמו גם המגוון של פרדה שאמורה להיות מושגת על מנת לנתח את המורכבות. לכן, הזמן האופטימלי של אלקטרופורזה צריך להיקבע באופן אמפירי. עבור הרזולוציה המיטבית של oligomers להיות מנותח הזרם לא יעלה על 25 מילי-אמפר.
3. כתם המערבי
הערה: מתוארת להלן הפרוטוקול של מערכת כתם מערבית רטובה. ניתן להשתמש בכל קרום סופג. הפעל פלואוריד polyvinylidene (PVDF) ממברנות מתנול 100% לפני איזון ב סופג buffer. טכניקת הכתם המערבית חצי היבשים יכולה לשמש לחלופין, אבל צריך להיות מותאם במיוחד מתחמי oligomeric גדולים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
באמצעות עמוד הלא denaturing, ניתחנו את המדינה oligomeric של סוג בר האנושי MxA, את MxA מוטציות ממשק dimeric (R640A) ו MxA (L617D) וכן מוטציה ממשק monomeric MxA (M527D) מ lysates תא 12. התאים היו lysed במאגר המכיל 1% octylphenoxypolyethoxyethanol (NP-40) ו iodoacetamide כדי להבטיח חלבון solubilization והגנה על קבוצות תיאול בחינם (ראה איור 1). כפי שתוארו קודם לכן, מלח מטבוליטים קטנים הוסרו על ידי דיאליזה 19. הפרדת חלבון בוצעה על ידי עמוד הלא den...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כאן אנו מתארים שיטה פשוטה המאפשרת הקביעה המהירה של מדינת oligomeric של חלבונים לידי ביטוי בתאי יונקים ידי עמוד הלא denaturing ואחריו ניתוח כתם מערבי. היתרון העיקרי של גישה זו היא כי המדינה oligomeric של חלבון נתון ניתן לקבוע מן lysates התא כולו ללא טיהור חלבון לפני. זו עשויה להיות חשובה עבור חלבוני oligomerize או להפעיל תפקידם בשיתוף עם גורמי עזר. בנוסף, החלבונים הם עדיין במצב הטבעי שלהם ואם חילוץ נוסף מן הג'ל, הפעילות האנזימטית או פונקציות חלבון אחרות ניתן לקביעה, בקורלציה למ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
עבודה זו מומנה על ידי מענק מהקרן הלאומית השוויצרית למדע (מענק מס' 31003A_143834) ל-JP.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| יחידות דיאליזה Slide-A-Lyzer MINI, 10K MWCO, 0.5 מ"ל | Thermo Fisher Scientific | 69570 | שיווי משקל מקדים במאגר דיאליזה (אם רוצים להסיר גליצרול) ניתן לייצור עצמי על פי Fiala et al. 2011 |
| 4– 15% ג'ל חלבון טרומי Mini-PROTEAN TGX, 10 בארות, | Bio-Rad | 456-1083 | הפעלה מוקדמת במאגר רץ להתאמת מערכת החיץ |
| cOmplete, Mini, ללא EDTA | 11836170001 | להשתמש בטבליה אחת לכל 50 מ"ל | |
| PBS, pH 7.4 בקבוק 500 מ"ל Gibco | Thermo Fisher Scientific | 14190-094 | |
| Ponceau S solution | Sigma-Aldrich | P7170 | <חזק>רעיל ללבוש כפפות ולהגן על העיניים |
| NativeMark Unstained Protein Standard 50 µ l | Invitrogen | P/N 57030 | עומס 5 ומיקרו; l/well |
| תאי A549 | ATCC | ATCC CCL185 | גדלים במצע גידול (ראה <חזק>טבלה 1) |
| תאי Vero | ATCC | ATCC CCL81 | גדלים במדיום גידול (ראה <חזק>טבלה 1) |
| נוגדן נגד Mx1 | Novus Biologicals | H00004599_D01P | השתמש בדילול של 1:1,000 |
| ECL אנטי-ארנב IgG, נוגדן שלם מקושר לחזרת פרוקסידאז (מ חמור) | GE-Healthcare | NA934V | שימוש בדילול של 1:10,000 |
| 0.5% טריפסין-EDTA (1x) Life Technologies | תרמו פישר | 15400-054 | |
| יודואצטמיד 5 גרם | Sigma-Aldrich | I-6125 | מלאי 100 מ"מ |
| Bromphenolblue | Sigma-Aldrich | B0126-25G | |
| DMEM +4.5 גרם/ליטר גלוק,+L-Glut,+טכנולוגיות חיים פירובט | תרמו פישר סיינטיפיק | 41966-029 | |
| עט סטרפטוקוקוס 100 x 100 מ"ל לייף טכנולוג'יז | תרמו פישר סיינטיפיק | 15140 - 130 | |
| גלוטמקס 100x סטוק, 100 מ"ל Life Technologies | Thermo Fisher Scientific | 350500-038 | |
| סרום בקר עוברי, דיאליזה, מקור ארה"ב 500 מ"ל Gibco Lot: 42G9552K | Thermo Fisher Scientific | 10270-106 | |
| נייר סינון תאית | Bio-Rad | 1703965 | |
| PVDF blotting ממברנה | GE-Healthcare | 10600022 | |
| Tris(hydroxymethyl)aminomethane | Biosolve | 0020092391BS | |
| נתרן פלואוריד (NaF) | Sigma Aldrich | S-7920 | |
| NP-40 | Calbiochem | 492015 | |
| cOmplete, Mini, נטול EDTA | |||
| Tween 20 | Calbiochem | 6555204 | |
| CHAPS תמיסה 10% | Amresco | N907 | |
| DL-Dithiothreitol (DTT) | Sigma Aldrich | 43819 | |
| Glycine | Biosolve | 0007132391BS | |
| נתרן אורתוואנדאט (Na3VO4) | סיגמא אולדריץ' | 450243 | |
| גליצרול | סיגמא אולדריץ | G7757 | |
| β-גליצרופוספט | סיגמא אולדריץ' | G9422 | |
| אבקת חלב | Migros/Switzerland | ||
| מתנול | Millipore | 1.06009 | |
| נתרן קלוריד (NaCl) | סיגמא אולדריץ' | 71380 | |
| מגנזיום כלוריד (MgCl2) | אמרסקו | 288 | |
| נתרן דודציל סולפט (SDS) | סיגמא אולדריץ' | L4509 | |
| נתרן הידרוקסיד (NaOH) | סיגמא אולדריץ' | S-8045 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.