כאן, אנו מציגים פרוטוקול אלקטרופורזה של ג'ל פיברינוגן-פוליאקרילאמיד (PAGE) כדי להפריד במהירות ולהציג את הסוכנים הפיברינוגנוליטיים של Sipunculus nudus.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
כאן, אנו מציגים פרוטוקול אלקטרופורזה של ג'ל פיברינוגן-פוליאקרילאמיד (PAGE) כדי להפריד במהירות ולהציג את הסוכנים הפיברינוגנוליטיים של Sipunculus nudus.
חומרים פיברינוגנוליטיים שיכולים להמיס פיברינוגן ישירות נמצאים בשימוש נרחב בטיפול נוגד קרישה. באופן כללי, זיהוי סוכנים פיברינוגנוליטיים חדשים דורש תחילה הפרדה של כל רכיב ולאחר מכן בדיקת הפעילות הפיברינוגנוליטית שלהם. נכון לעכשיו, אלקטרופורזה ג'ל פוליאקרילאמיד (PAGE) וכרומטוגרפיה משמשים בעיקר בשלב ההפרדה. בינתיים, בדיקת צלחת פיברינוגן ומוצרי תגובה מבוססי PAGE מאומצים בדרך כלל כדי להציג את הפעילות הפיברינוגנוליטית שלהם. עם זאת, בגלל ההפרדה המרחבית-זמנית של שני שלבים אלה, אי אפשר להפריד ולהציג את הסוכנים הפיברינוגנוליטיים הפעילים עם אותו ג'ל. כדי לפשט את תהליכי ההפרדה וההצגה של זיהוי סוכנים פיברינוגנוליטיים, בנינו שיטת פיברינוגן-PAGE חדשה כדי להפריד במהירות ולהציג את הסוכנים הפיברינוגנוליטיים של תולעי בוטנים (Sipunculus nudus) במחקר זה. שיטה זו כוללת הכנת פיברינוגן-PAGE, אלקטרופורזה, רנטורה, דגירה, צביעה ודה-קולוריזציה. הפעילות הפיברינוגנוליטית והמשקל המולקולרי של החלבון יכולים להיות מזוהים בו זמנית. על פי שיטה זו, זיהינו בהצלחה יותר מסוכן פיברינוגנוליטי פעיל אחד של תולעת בוטנים בתוך 6 שעות. יתר על כן, שיטת פיברינוגן-PAGE זו היא ידידותית לזמן ועלות. יתר על כן, שיטה זו יכולה לשמש לחקר סוכנים פיברינוגנוליטיים של אורגניזמים אחרים.
בשנים האחרונות, בשל העלייה המתמשכת של מחלות טרומבוטיות, מחלות טרומבוטיות הפכו לבעיה בריאותית עולמית גדולה חדשה1. כיום, תרופות antithrombotic מסווגים לשלוש קבוצות: תרופות צבירה טסיות, נוגדי קרישה, ותרופות thrombolytic. ביניהם, תרופות thrombolytic, כגון urokinase (בריטניה), רקמות plasminogen activator (tPA), וכו ', הם התרופות היחידות בשימוש קליני שיכול hydrolyze פקקת2. בינתיים, תרופות תרומבוליטיות בטוחות ויעילות יותר מפותחות על ידי זיהוי של סוכנים טרומבוליטיים חדשים3.
עם זאת, הזיהוי של חומרים טרומבוליטיים חדשים הוא גוזל זמן ודורש עבודה, הכוללת בעיקר את שלבי ההפרדה/טיהור ואפיון/בדיקה. הראשון הוא להפריד כל רכיב, והשני הוא להציג את הפעילות הפיברינו(גנו) הליטית שלהם 4,5. במחקרים קודמים, למרות העובדה שבודדנו בהצלחה אנזים פיברינו (גנו) ליטי (sFE) מתולעת בוטנים (Sipunculus nudus) על ידי כרומטוגרפיית זיקה ובדיקת צלחת פיברין (עוגן) 6,7,8, תהליכים אלה גוזלים זמן ועבודה. ראשית, יש לקבוע אם לתולעי בוטנים יש פעילות פיברינו (גנו) ליטי על ידי שיטת צלחת פיברין (עוגן) ותוצרי תגובה בהתבסס על עמוד9. לאחר מכן, סדרה של כרומטוגרפיה, כגון כרומטוגרפיית חילופי יונים, כרומטוגרפיית סינון ג'ל, כרומטוגרפיית זיקה ושיטות אחרות, צריכה להתבצע לצורך הפרדה וטיהור10,11. לאחר מכן, בדיקת צלחת פיברין מבוצעת שוב כדי לבדוק את הפעילות הפיברינוגנוליטית של כל רכיב מופרד. לבסוף, native-PAGE ונתרן דודציל סולפט (SDS)-PAGE מבוצעים כדי לקבוע את המשקל המולקולרי של סוכנים פיברינוגנוליטיים פעילים12. לכן, זה קריטי להפריד במהירות ולהציג את החומרים fibrinogenolytic פעיל.
כדי להפריד ולהציג במהירות את החומרים הפיברינוגנוליטיים הפעילים בהומוגנאטים של תולעי בוטנים, פותחה שיטת פיברינוגן-PAGE חדשה על ידי שילוב שיטות לוחות PAGE ופיברינוגן, כלומר, הסובסטרטים של חומרים פיברינוגנוליטיים פיברינוגן נוספו לג'ל הילידים-PAGE. לאחר native-PAGE, הרכיבים הופרדו על ידי משקלם המולקולרי. בינתיים, כל רכיב פיברינוגנוליטי פעיל יכול להיות מוצג על ידי צביעה. בשיטה זו, זיהינו בהצלחה יותר מסוכן פיברינוגנוליטי פעיל אחד של הומוגנט תולעי בוטנים בתוך 6 שעות. יתר על כן, שיטת פיברינוגן-PAGE זו היא ידידותית לזמן ועלות. יתר על כן, שיטה זו יכולה לשמש לחקר סוכנים פיברינוגנוליטיים של אורגניזמים אחרים.
1. הכנת תולעי בוטנים הומוגנט
2. הכנת ג'ל פיברינוגן-PAGE
3. אלקטרופורזה
4. רנטורציה
5. אינקובציה
6. צביעה
7. דה-קולוריזציה
לאחר אלקטרופורזה, כל הפסים של הסמן הוצגו בבירור. נתיבי הטעינה 1x SDS-PAGE הראו רק 10 רצועות kDa (ברומופנול כחול). דגימות sFE ותולעי בוטנים לא הראו פסים נצפים (איור 1). למרות שהרצועות של הדגימות אינן נראות לעין, הביצועים של הסמן והברומופנול הכחול הצביעו על כך שהאלקטרופורזה הצליחה, והדגימות הופרדו על פי משקלן המולקולרי.
למרות שכל הג'ל הפך כחול בגלל הכתם, שינוי הצבע הפך את האזור שבו פיברינוגן היה מפורק על ידי סוכנים פיברינוגנוליטיים שקוף. בהשוואה לסמן, sFE הצביע על פס פיברינוגנוליטי פעיל ליד 25 kDa. תולעי הבוטנים הציגו הומוגנט של 25 kDa, 33 kDa, 43 kDa, וסדרה של רצועות גדולות מ-70 kDa (איור 2). התוצאות הצביעו על כך ש-sFE הכיל רק מרכיב פיברינוגנוליטי של 25 kDa , אך תולעת הבוטנים הומוגנט הכילה רכיבי sFE וחומרים פיברינוגנוליטיים אחרים. איור משלים 1 הוא דוגמה לתמונת ג'ל שמראה את הסמן בכחול עמוק ואת דגימות המטרה כפסים בהירים.

איור 1: ג'ל אחרי אלקטרופורזה. M: מרקר; נתיב 1: מאגר טעינת SDS-PAGE אחד; נתיב 2: sFE; נתיב 3: מאגר טעינת SDS-PAGE אחד; נתיב 4: תולעת בוטנים הומוגנית; נתיב 5: מאגר טעינת SDS-PAGE אחד. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 2: ג'ל לאחר הסרת צבע. M: מרקר; נתיב 1: מאגר טעינת SDS-PAGE אחד; נתיב 2: sFE; נתיב 3: מאגר טעינת SDS-PAGE אחד; נתיב 4: תולעת בוטנים הומוגנית; נתיב 5: מאגר טעינת SDS-PAGE אחד. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור משלים 1: תמונת ג'ל המציגה את הסמן בכחול עמוק ואת דגימות המטרה כפסים בהירים. M: מרקר; נתיב 1: מאגר טעינת SDS-PAGE אחד; נתיב 2: sFE; נתיב 3: מאגר טעינת SDS-PAGE אחד; נתיב 4: תולעת בוטנים הומוגנית; נתיב 5: מאגר טעינת SDS-PAGE אחד. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.
sFE הוא אנזים פיברינו (גנו) ליטי חדשני שבודד מתולעי בוטנים על ידי הצוות שלנו בעבר 3,6,8,13. עם זאת, תהליכי הזיהוי של sFE היו גוזלים זמן ועבודה, וכללו זיהוי פעילות פיברינוגנוליטית, הפרדת רכיבי חלבונים ושלבי אישור פעילות. כשיטה פשוטה, בדיקת צלחת פיברינוגן משמשת בעיקר בשלב הסינון הראשוני כדי לבדוק את הפעילות הפיברינוגנוליטית של הדגימות. עם זאת, שיטת בדיקת צלחת פיברינוגן אינה יכולה להפריד איזה רכיב פעיל. לכן, יש להשתמש בכרומטוגרפיה וב- native/SDS-PAGE כדי להפריד את רכיביהם לאחר זיהוי הפעילות. לאחר מכן, תוצרי התגובה נפתרים שוב על ידי SDS-PAGE כדי לאשר את השפלת פיברינוגן המצע. בעבודה זו, פיברינוגן המצע נוסף לג'ל PAGE כדי לזהות את הסוכן fibrinogenolytic. לאחר אלקטרופורזה, רנטורה, דגירה, צביעה ודה-קולוריזציה, המשקל המולקולרי והפעילות הפיברינוגנוליטית של הסוכנים הפיברינוגנוליטיים הפעילים הוצגו בבירור עם אותו ג'ל. בשיטה זו, זיהינו בהצלחה יותר מסוכן פיברינוגנוליטי פעיל אחד מהומוגנט תולעי בוטנים תוך 6 שעות.
כדי להשיג את התוצאות האופטימליות, יש להקדיש תשומת לב רבה יותר להכנת ג'ל פיברינוגן-PAGE, רנטורה ודגירה. באופן כללי, ככל שריכוז הפיברינוגן נמוך יותר, כך האזור הפיברינוגנוליטי חסר צבע יותר, המצביע על פעילות פיברינוגנוליטית של הסוכנים. עם זאת, ככל שריכוז הפיברינוגן נמוך יותר, כך הרקע חסר צבע יותר, וקשה יותר להבחין בין האזור הפיברינוגנוליטי לבין הרקע. זמן הרנטורציה ישפיע על הפעילות הפיברינוגנוליטית של רכיבים באופן משמעותי. אם זמן זה קצר מדי כדי לשטוף את SDS בג'ל PAGE, הפעילות הפיברינוגנוליטית של רכיבים תעוכב על ידי SDS remanent. באופן דומה, אם זמן הדגירה קצר מדי, התגובה הפיברינוגנוליטית אינה יסודית. בעוד זמן הדגירה ארוך מדי, הסמן המשמש לציון המשקל המולקולרי יישטף. במחקר זה, למרות שתנאים אלה עברו אופטימיזציה, תנאים אלה נקבעו להפריד ולהציג את החומרים הפיברינוגנוליטיים מתולעי בוטנים. לכן, תנאים מותאמים אישית של צעדים קריטיים אלה צריכים להיות מוגדרים על פי סוכנים פיברינוגנוליטיים ספציפיים.
חשוב לציין כי פיברינוגן-PAGE זה מתאים רק לבדיקת חומרים פיברינוגנוליטיים בעלי פעילות ליטית פיברינוגן, אך לא לסוכנים בעלי פעילות ליטית פיברינוגן או פעילות הפעלת פלסמינוגן. אם אנחנו רוצים להציג את הפעילויות האלה, השיטה יכולה להיות אופטימלית על ידי החלפת פיברינוגן עם פיברין או פלסמינוגן. נקודה נוספת שראוי לציין היא שהסוכנים הפיברינוגנוליטיים הפעילים שנבדקו במחקר זה היו מונומרים, שלא הושפעו במצב אלקטרופורזה SDS. לכן, אם החומרים שנבדקו הם פולימרים, שיטה זו צריכה להיות מותאמת למצב native-PAGE שאינו יכול להציג את המשקל המולקולרי. לכן, שיטת פיברינוגן-PAGE שהוצגה כאן הייתה רק גרסה בסיסית כללית, אשר ניתן לייעל כדי לסנן את הסוכנים פיברינוגנוליטיים אחרים במהירות.
למחברים אין ניגודי עניינים לחשוף.
מחקר זה מומן על ידי לשכת המדע והטכנולוגיה של העיר שיאמן (מס '3502Z20227197), לשכת המדע והטכנולוגיה של מחוז פוג'יאן (מס '2019J01070; No. 2022J01311), ופרויקט חדשנות ויזמות של כישרונות ברמה גבוהה של תוכנית המדע והטכנולוגיה של Quanzhou (מס '2022C015R). אנו מודים לפוקאי וואנג (אוניברסיטת Huaqiao) ולליי טונג (אוניברסיטת Huaqiao) על עזרתם הטכנית.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 1 M Tris-HCl (pH 6.8) | Solarbio | T1020 | |
| 1.5 M Tris-HCl (pH 8.8) | Solarbio | T1010 | |
| 30% אקרילאמיד/ביס-אקרילאמיד | Biosharp | BL513B | |
| אמוניום פרסולפט | XiLONG SCIENTIFIC | 7727-54-0 | |
| PYREX | 2-9425-02 | ||
| צינור צנטריפוגה (1.5 מ"ל) | Biosharp | BS-15-M | |
| חממה בטמפרטורה קבועה | JINGHONG | JHS-400 | |
| Coomas Brillant תמיסת מכתים כחולה | Beyotime | P0017F | |
| איזון אנליטי אלקטרוני | DENVER | TP-213 | |
| פיברינוגן | Solarbio | F8051 | |
| קצות פיפטה לטעינת ג'ל, בתפזורת | Biosharp | BS-200-GTB | |
| הומוגנייזר | AHS | ATS-1500 | |
| מתנד סיבוב אופקי | NuoMi | NMSP-600 | |
| Milli-Q התייחסות | Millipore | Z00QSV0CN | |
| Mini-PROTEAN Tetra Cell | BIO-RAD | 165-8000~165-8007 | |
| N,N,N',N'-Tetramethylethylenediamine | Sigma | T9281 | |
| קצה פיפטה (1 מ"ל) | T-1000XT-C | ||
| (10 ומיקרו; L) | Axygene | T-10XT-C | |
| קצה פיפטה (200 ומיקרו; L) | Axygene | T-200XT-C | |
| פיפטור (1 מ"ל) | Thermo Fisher Scientific | ZY18723 | |
| Pipettor (10µ L) | Thermo Fisher Scientific | ZX98775 | |
| Pipettor (200 ומיקרו; L) | Thermo Fisher Scientific | ZY20280 | |
| פיפטור (50 ומיקרו; L) | Thermo Fisher Scientific | ZY15331 | |
| צנטריפוגה מקוררת | H1650R | ||
| נתרן דודציל סולפט | סיגמא-אולדריץ' | V900859 | |
| Tris | Solarbio | T8060 | |
| Tris-HCl | Solarbio | T8230 | |
| Triton X-100 | Solarbio | T8200 |
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה