פרוטוקול זה מתאר מתודולוגיה יעיל עבור חילוץ ו כימות של קפאין ב השעיות תא של ערביקה ג ל' ואת תהליך ניסיוני להערכת הפעילות האנזימטית מתרחשת של קפאין סינתאז עם רמת ביטוי הגן המקודד אנזים זה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מתאר מתודולוגיה יעיל עבור חילוץ ו כימות של קפאין ב השעיות תא של ערביקה ג ל' ואת תהליך ניסיוני להערכת הפעילות האנזימטית מתרחשת של קפאין סינתאז עם רמת ביטוי הגן המקודד אנזים זה.
קפאין (1,3,7-trimethylxanthine) הוא אלקלואיד פורין נוכח משקאות פופולריים כמו קפה ותה. מטבוליט המשני הזה נחשב הגנה כימית בגלל זה יש פעילות מיקרוביאלית, והוא נחשב של חרקים טבעי. קפאין יכול לייצר גם השפעות שליליות allelopathic למנוע את התפתחותם של צמחים שמסביב. בנוסף, אנשים ברחבי העולם צורכים קפאין על השפעותיו להרגעה, מופחתים. בשל עניין היישומים הטכנולוגיים של קפאין, מחקר על מסלול biosynthetic הוחלף נגזר של מתחם זה גדל. מחקרים אלה התמקדו בעיקר הבנת המנגנונים הביוכימי והמולקולרי המסדירים ביוסינטזה של קפאין. במבחנה תרביות רקמה הפכה מערכת שימושי ללמוד מסלול זה biosynthetic הוחלף נגזר. מאמר זה יתאר פרוטוקול צעד אחר צעד עבור כימות של קפאין, מדידת הרמות את התעתיק של הגן (CCS1) אשר קידוד קפאין סינתאז (CS) ב השעיות תא של ערביקה ג ל, כמו גם את פעילותה.
קפאין הוא מטבוליט משני זה biosynthesized על-ידי צמחים הסוג קפה1. אלקלואיד הזה שייך למשפחת methylxanthine, נחשב כהגנה מפעל כימי כי הוא יכול להתנהג מול ההשפעות השליליות של גורמי מחלה, אוכלי עשב2,3. בנוסף, מטבוליט זו אחראית על מאפייני מגרה לשתות קפה, אשר הוא נצרך בדרך כלל עולמית4,5. בשל תכונותיו, מספר קבוצות מחקר מעוניינות ללמוד את מסלול biosynthetic הוחלף נגזר ולבצע קטבוליזם של קפאין6,7. כיום, המפעל במבחנה תרבויות תא/רקמות לשמש אלטרנטיבה להערכת קפאין הצטברות תחת אסטרטגיות והאביוטיים ביוטיים שונים8,9.
קפאין ביוסינטזה מערבת את שחרור hydrolytic של 7-methylxanthine nucleoside ריבוז המתאים ואחריו מסודרות N-methylations-עמדות 3 ו- 1. ספציפית S- adenosyl מתיונין (SAM)-N התלויים-(nmt ב) methyltransferase מזרז מתילציה במיקום 7, ואילו תאוברומין סינתאז (TS) במדעי המחשב הם מעורבים ב 3 - ו 1-methylations, בהתאמה, בהפקת תאוברומין ו קפאין. המחקר של גנים קידוד NMTs ברורים אפשרה להבנת המנגנון המווסת קפאין ייצור10,11. הפקולטה למדעי המחשב, אשר יש N -פעילות methyltransferase, מזרז את שני השלבים האחרונים של הנתיב biosynthetic הוחלף נגזר של קפאין11. בשתילי עץ הקפה, הוכח כי קרינה אור יכול להגביר פעילות בפקולטה למדעי המחשב, כשהתוצאה היא עלייה ביוסינטזה קפאין. לאחרונה, הראינו כי שמירה על התא השעיות של ערביקה ג ל' תחת אור הקרנה היא התנאי האופטימלית להערכת ההשפעות המייצרים והאביוטיים גורמים להשפיע על מסלול biosynthetic הוחלף נגזר של קפאין8. המידע הנקלט במחקרים אלה ייתכן יישומים בביולוגיה מערכות והנדסה מטבולית עבור למקסם את המחקר של הנתיב biosynthetic הוחלף נגזר קפאין במערכות כאלה במבחנה .
לאור היתרונות של קבלת מודל מתאים לצורך המחקר של קפאין ביוסינטזה, אנחנו ממוטב תנאי מיצוי קפאין על התא המתלים של ערביקה ג ל' היה זה גם אפשר לפתח פרוטוקול שימושי ללמוד את פעילות אנזימטי וכן את השלבים מתודולוגי להערכת רמת גן תעתיקים של קפה קפאין סינתאז 1 (CCS1) קידוד אנזים זה. במסמך זה, אנו מדווחים על פרוטוקול כדי לחלץ ולכמת קפאין ב השעיות תא ערביקה ג על ידי שכבת דק ו- densitometry (TLC-densitometry).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. קפאין החילוץ ב השעיות תא של ערביקה ג ל'
2. התנאים ההערכה של קפאין על ידי דק שכבה כרומטוגרפיה (TLC)-Densitometry
3. חומצה ריבונוקלאית (RNA) בידוד
4. דגירה של RNA תעתיק עם Deoxyribonuclease (DNase)
5. משלימים חומצה Deoxyribonucleic (cDNA) סינתזה
6. בזמן אמת PCR כמותי (qPCR) כדי להגביר את ג'ין CCS1
7. כמות חלבון תמצית של תא השעיות של ערביקה ג ל'
8. Assay אנזימטי של קפאין סינתאז
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תמציות קפאין שהושג דרך התהליך המוצג כאן נותחו על ידי TLC-densitometry במינים את הדוגמאות כדי צלחת כרומטוגרפיה על פי התכנית המוצגת באיור1. כדי לכמת את הרמות של קפאין תמציות תא, עקומה עם ריכוזים שונים של תקן מסחרי מתחם זה היה בשימוש (איור 2 א). הדפוס של ספיגת עבור קפאין נותחו בתחום האור הנראה (UV-VIS) באמצעות ספיגה מירבית לשיא ב 273 nm (איור 2B), נגד ההפרדה שיא של קפאין על הצלחת TLC הראה של Rf בין 0.34...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אנו מציגים כאן את תנאים אופטימליים עבור הערכת את הקפאין תוכן, פעילות CS ורמות תעתיק במבחנה לשתול תרביות רקמה, כגון תא השעיות של ערביקה ג. בדו"חות קודמים אישרו כי שמירה על תאים תחת אור הקרנה ובפני תאוברומין במדיום תרבות הם פרמטרים מתאימים להגדיל את רמת של קפאין, כך שניתן להעריך את שיטות ההפרדה קפאין באמצעות הפוך-פאזי ביצועים גבוהים כרומטוגרפיה נוזלית (RP-HPLC). כיום, ישנם דיווחים מעטים המשתמשות שיטה פשוטה ומהירה עם יתרונות כלכליים ללמוד קפאין ביוסינטזה ב השעיות התא. . הנה, הערכה חלופית הראה שיטת ההפרדה ק...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין לחשוף.
העבודה של המעבדה שלנו מומן על ידי מענק Consejo נאסיונאל דה Ciencia, y Tecnología (CONACyT 219893) SMTHS. מחקר זה גם נתמך על ידי התחברות שהוענקו RJPK (מס 37938) מאת CONACyT, את "סיסטמה" נסיונאל דה Investigadores (4422). המחברים תודה CIATEJ על השימוש של התקנות שלה במהלך הכתיבה של כתב היד הזה. תודה מיוחדת מורחבות כדי ד ר Víctor מנואל גונזלס מנדוזה לקבלת המלצות כל סעיף ביולוגיה מולקולרית, ולנטין מנדוזה רודריגס, IFC, UNAM מתקנים במהלך הצילומים של מאמר זה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מוראשיג'ה & תערובת מלח בסיס Skoog | PhytoTechnology Laboratories | M524 | גודל אריזה: 50 L מגיב (מ"ג/ליטר) אמוניום חנקתי (1650) חומצה בורית (6.2) סידן כלורי, נטול מים (322.2) קובלט כלוריד ושור; H2O (0.025) Cupric Sulfate• 5H2O (0.025) Na2EDTA• 2<תת>2O (37.26) ברזל סולפט ושור; 7H2O (27.8) מגנזיום גופרתי, נטול מים (180.7) מנגן גופרתי&פר; H2O (16.9) חומצה מוליבדית (מלח נתרן) ושור; 2<תת>2O (0.25) אשלגן יודיד (0.83) אשלגן חנקתי (1900) אשלגן פוספט, מונו-בסיסי (170) אבץ גופרתי ושור; 7 שעות<תת>2O (8.6) <חזק>בתוספת מיו-אינוזיטול (100) תיאמין (10) ציסטאין (25) סוכרוז (30000) 2,4-חומצה דיכלורופנוקסיאציטית (3) 6-בנזילאמין פורין (1) |
| קפאין | SIGMA | C0750-5G | סטנדרטי-5 גרם |
| תיאוברומין | SIGMA | T4500 | 20 גרם |
| CAMAG TLC סורק -4 | CAMAG | 27.62 | |
| WinCATS Planar Chromatography Manager תוכנה | CAMAG | 1.4.10 | תוכנה |
| איזואמיל אלכוהול (24:1) | SIGMA | C-0549 | 500 מ"ל |
| ציקלוהקסאן | JALMEX | C4375-13 | 1 ליטר |
| אצטון | J.T. BAKER | 900643 4 ליטר | |
| מתנול | J.T. BAKER | 9093-03 | 4 ליטר |
| כלורופורם | JALMEX | C-4425-15 | 3.5 ליטר |
| TLC סיליקה ג'ל 60 F254 | Merck | 1.05554.0001 | צלחת TLC |
| ובטא;-מרקפטואתנול | M6250 | SIGMA | 100 מ"ל |
| (+)-נתרן L- אסקורבט | A4034 | SIGMA | 100 גרם |
| בסיס טריזמה | SIGMA | T6066 | 1 ק"ג |
| חומצה הידרוכלורית 36.5-38% | J.T. בייקר | 9535-05 | 2.5 ליטר |
| פירס BCA ערכת בדיקת חלבון | תרמו מדעי | ערכת | 232227 |
| מתיל [3H]-S-אדנוזיל מתיונין | פרקין אלמר | NET155 | פעילות ספציפית של 15 Ci/mmol |
| בקבוקוני נצנוץ נוזליים | SIGMA | Z253081 | |
| אמבט תרמוסטטי / סירקולטור | קול פארמר | 60714 | |
| צינור | צנטריפוגה מיקרושפופרת אפנדורף | של בקבוקונים קריוגניים 1.5 מ"ל | |
| הית'רו סיינטיפיק | HS23202A | 2 מ"ל | |
| צנטריפוגה 5804 | אפנדורף | 5804 000925 | |
| מערבולת | תרמולין | LR 5947 | |
| טיט חרסינה | פישרברנד | FB961B | |
| נייר סינון | Whatman | Z274844 | נקבוביות בינונית |
| Picofuge | Stratagene | 400550 | 2000 x g |
| איזון אנליטי | AND | HR-120 | דגם HR-120 |
| מונה נצנוץ | בקמן קולטר | 6500 | |
| מערכת תיעוד צילום ג'ל | Bio-Rad | Chemic XRS | דגם Chemic XRS |
| מנורת UV קומפקטית | UVP 95002112 UVGL-25 | ||
| Scienceware HDPE משפך בוכנר | SIGMA | 2419907 סוג 37600 מיקסר | |
| TRIzol ריאגנט | Thermo scientific | 15596-018 | 200 מ"ל |
| ReverdAid Reverse transcriptase | Thermo scientific | #EP0441 | 10000 U |
| Oligo (dT)18 פריימר | Thermo scientific | #S0131 | 100 µ M |
| DNase I, | תרמו מדעי | #EN0525 | 1000 U |
| מגנזיום כלוריד | תרמו מדעי | EN0525 | 1.25 מ"ל |
| חומצה אתילנדיאמינטטראצטית | תרמו מדעי | EN0525 | 1 מ"ל |
| dNTP mix | תרמו מדעי | R0191 | R0191 |
| SYBR ירוק qPCR מאסטר מיקס (2X) | Thermo scientific | K0251 | ל-200 תגובות של 25 ומיקרו; L |
| PikoReal | Thermo scientific | 2.2 | פנול תוכנה |
| , pH 8.0, מאוזן, דרגת ביולוגיה מולקולרית, Ultrapure | USB J75829 | 100 מ"ל | |
| אלכוהול איזופרופיל | Karal | 2040 | 1 ליטר |
| אלכוהול אתילי | SIGMA | 64175 | 1 ליטר |
| דיאתיל פירוקרבונט | SIGMA | D5758 | 100 מ"ל |
| מסובב מעבדה | LW Scientific | Mod. LW210 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.