הטיהור של תעלות יונים היא לעתים קרובות מאתגרת, אבל ברגע מושגת, זה יכול העלול לאפשר במבחנה חקירות פונקציות ומבנים של הערוצים. כאן, אנו מתארים את נהלי stepwise הביטוי ואת טיהור bestrophin בתרבית של חלבונים, משפחה של Ca2 +-הפעלת ערוצי Cl– .
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
הטיהור של תעלות יונים היא לעתים קרובות מאתגרת, אבל ברגע מושגת, זה יכול העלול לאפשר במבחנה חקירות פונקציות ומבנים של הערוצים. כאן, אנו מתארים את נהלי stepwise הביטוי ואת טיהור bestrophin בתרבית של חלבונים, משפחה של Ca2 +-הפעלת ערוצי Cl– .
הגנום האנושי מקודד ארבע paralogs bestrophin, כלומר BEST1, BEST2, BEST3 ו BEST4. BEST1, מקודדת על ידי הגן BEST1 , היא Ca2 +-מופעל Cl– ערוץ (CaCC) המתבטא בעיקר אפיתל הפיגמנט ברשתית (RPE). החשיבות פיזיולוגיים ופתולוגיים של BEST1 מודגש על ידי העובדה כי מעל 200 מוטציות שונות בגן BEST1 קושרו מבחינה גנטית לקשת של פחות חמישה הפרעות ניווניות ברשתית, כמו vitelliform הטוב ביותר ניוון מקולרי (מחלת הטובה ביותר). לכן, הבנת את ביופיזיקה של ערוצי bestrophin ברמת מולקולה בודדת בעל חשיבות עליונה. עם זאת, קבלת תעלות יונים יונקים מטוהרים מהווה לעיתים קרובות משימה מאתגרת. כאן, אנו מדווחים על פרוטוקול עבור הביטוי של bestrophin בתרבית של חלבונים עם מערכת העברת גנים baculovirus BacMam וטיהור שלהם על ידי זיקה ו כרומטוגרפיה גודל-הדרה. החלבונים מטוהרים יש פוטנציאל להיות מנוצל עוקבות ניתוחים פונקציונליים ומבניים, כגון הקלטה אלקטרופיזיולוגיות השומנים bilayers ו קריסטלוגרפיה. חשוב לציין, צינור זה ניתן להתאים ללמוד את פונקציות והמבנים של תעלות יונים אחרים.
Bestrophins הם משפחה של תעלות יונים והתפאורה דרך מינים שונים של חיידקים בני אדם1. בבני אדם, הגן BEST1 הממוקם על כרומוזום 11q12.3, מקודד חלבון הממברנה Bestrophin-1 (BEST1) מתבטאת בעיקר קרום basolateral של הפיגמנט ברשתית תאי אפיתל (RPE) של העיניים2,3 ,4. מורכבת של חומצות אמינו 585, הראשון ~ 350 מהם מאוד נשמרים בין המינים ומכילים את אזור transmembrane, BEST1 משמש CaCC בני האדם-1,-5,-6. יתר על כן, את homologs BEST1 בעופות וגם קלבסיאלה pneumoniae לפעול homopentamers7,8, מציע רמה גבוהה של שימור לאורך כל האבולוציה.
בבני אדם, מעל 200 מוטציות בגן BEST1 קלינית קושרו לקבוצה של מחלות ניוון רשתית הנקראת bestrophinopathies1,9. דווחו חמש bestrophinopathies ספציפיים, כולל מחלת הטוב ביותר, ניוון שרירים בגיל מבוגר vitelliform, vitreoretinochoroidopathy אוטוזומלית דומיננטית, אוטוזומלית bestrophinopathy רצסיבי רטיניטיס פיגמנטוזה3,4 ,10,11,12,13,14. מחלות אלו, אשר להוביל ירד ראייה ועיוורון אפילו, הם כיום חשוכת. על מנת לפתח טיפולים רפואיים ותרופות פוטנציאל אישי, זה קריטי להבין כמה מוטציות גורמי מחלות אלה BEST1 להשפיע על תפקוד ומבנה של ערוץ BEST115. לענין זה, חוקרים צריך להשיג את ערוצי bestrophin מטוהרים (פראי סוג ו/או חשבונאי) ולנהל במבחנה ניתוחים5,8.
הצעד הראשון מפתח היא הביטוי של bestrophin ערוצים מכל המינים העליונים בתאי יונקים. התמרה חושית baculovirus של תאים HEK293-F (מערכת BacMam) היא שיטה חזקה לבטא heterologously קרום חלבונים16,17, פרוטוקול זה מנצל וקטור BacMam אופטימיזציה (pEG BacMam) לביטוי חזקים של יעד חלבון18, אשר במקרה הזה הוא homolog bestrophin יונקים. וקטור זה שימש עבור הביטוי של קרום חלבונים שונים, כולל G-חלבון בשילוב קולטנים, רצפטורים גרעיניים אחרים יון ערוצי18. יש גם ראיות כי החלבונים המיוצרים מתאימים קריסטלוגרפיה18. עם רמות גבוהות של הביטוי בתאים HEK293-F, החלבונים ואז יטוהר באמצעות כרומטוגרפיה; באופן ספציפי, במקרה של bestrophins, זיקה וגם גודל הוצאת גזים יכול לשמש.
לאחר פרוטוקול זה הוא מכויל עבור ערוץ bestrophin, חלבון מטוהרים ניתן ואז לנתח אותם עבור הפונקציה שלה מבנה דרך מישורי ליפידית, קריסטלוגרפיה באמצעות קרני רנטגן, בהתאמה5,8. בסך הכל, שיטות אלה מספקים צינור חזק חקירות פונקציונלי ומבניים של bestrophins, תעלות יונים אחרים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הפקת BacMam ביטוי Baculoviruses
2. חלבון ביטוי
3. חלבון טיהור
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
עוצמת קרינה פלואורסצנטית בתאים transiently transfected דבק HEK293 (איור 1 א') הוא אינדיקטור טוב עבור רמת ביטוי חלבון המוקרנת בתאים HEK293-F ההשעיה (איור 1B). אם החלבון היעד אינה ביטוי היטב או הוא בזיהוי שגיאות מקומי בתאים HEK293 לאחר ארעי תרביות תאים, מומלץ לשקול שינוי הביטוי הבונה (למשל., שינוי המיקום של תג ה-GFP או יצירת מוטציות/truncations על חלבון המטרה). HEK293-F קטן ההשעיה תרבויות (למשל, תרבויות 25 מ ל) מש...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה מתאר צינור שימושי עבור הביטוי ולטיהור bestrophin בתרבית של תעלות יונים שישמש עבור ניתוחים עתידיים במבחנה . בעוד המכשיר FPLC נדרש עבור גודל-הדרה כרומטוגרפיה, מזרק משאבה מספיקה עבור כל השלבים של כרומטוגרפיית זיקה כולל איגוד, שטיפה ו- eluting. בעת שימוש משאבת מזרק כדי לדחוף פתרונות (מזרק) דרך העמודה, חיוני ביסוד הצד האביב כדי להימנע דוחפים בועות אוויר לתוך העמודה. אם הטוהר של החלבון לאחר כרומטוגרפיית זיקה כבר מספיק בשביל הניסויים הבאים, גודל הוצאת גזים יכול להיות מושמט כך מכשיר FPLC לא ייתכן שתידרש בכלל...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין לחשוף.
הפרויקט מומן על ידי מענקים NIH EY025290, GM127652, אוניברסיטת רוצ'סטר סטארט-אפ מימון.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| HEPES | Fisher Scientific | AC327265000 | |
| NaCl | Fisher Scientific | AC446212500 | |
| גליצרול | פישר סיינטיפיק | G33-500 | |
| אימידזול | פישר סיינטיפיק | AC301870010 | |
| MgCl2 | Fisher Scientific | AC197530010 | |
| TCEP | פישר סיינטיפיק | AA4058704 | |
| AAJ63039MA | אפרוטינין | פישר | |
| לופפטין | פישר AAJ61188MB | ||
| Pepstatin A | Fisher Scientific | AAJ20037MB | |
| Phenylmethylsulfonyl fluoride | Fisher Scientific | AC215740050 | |
| DDM sol-grade | Anatrace | D310S | |
| DDM anagrade Anatrace | D310 | ||
| Sf-900 II SFM | ThermoFisher | 10902179 | |
| FreeStyle בינוני | ThermoFisher | 12338018 | |
| ספקטרופוטומטר NanoDrop | ThermoFisher | ND-2000 | |
| הומוגנייזר בלחץ גבוה | Avestin | Emulsiflex-C5 | |
| HisTrap column | GE | 17-5248-01 | |
| Superdex-200 עמודה | GE | 28990944 | |
| AKTA Pure | GE | 29018224 | |
| Ultra-15 יחידות סינון צנטריפוגליות | Millipore | UFC910024 | |
| יחידות סינון צנטריפוגליות Ultra-4 יחידות סינון צנטריפוגליות | Millipore | UFC810024 | |
| Ultra-0.5 יחידות סינון צנטריפוגליות | Millipore | UFC505024 | |
| Optima XE-90 Ultracentrifuge | Beckman Coulter | A94471 | |
| Mini-PROTEAN Tetra Cell | Bio-Rad | 1658004 | |
| ג'ל טרומי Mini-PROTEAN | Bio-Rad | 4561084 | |
| T100 Thermal Cycler | Bio-Rad | 1861096 | |
| PolyJet מגיב טרנספקציה | SignaGen | SL100688 | |
| pEG וקטור | התקבל ממעבדת Gouaux במכון וולום |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.