Articolo metodologico

Un saggio di scissione del peptide fluorogenico per lo screening dell'attività proteolitica delle proteasi

8 luglio 2025

In questo articolo

Abstract

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Fonte: Jaimes, J. A., et al. Un test di scissione del peptide fluorogenico per lo screening dell'attività proteolitica: applicazioni per l'attivazione della proteina spike del coronavirus. (2019).

Questo video mostra un test per lo screening dell'attività proteolitica delle proteasi utilizzando peptidi fluorogenici. La proteasi riconosce il suo sito di scissione sul peptide, scorporandolo e separando il quencher dal fluoroforo, consentendone l'emissione di fluorescenza. Il segnale di fluorescenza viene rilevato e analizzato per verificare l'efficienza di scissione di diverse varianti peptidiche.

Protocollo

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1. Progettazione e preparazione dei peptidi

  1. Acquisire la sequenza della proteina di fusione di interesse da un database pubblico come NCBI (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/) o il database dei patogeni virali (https://www.viprbrc.org). Scegliere il sito di riconoscimento della proteasi che precede il peptide di fusione e includere 2-3 amminoacidi a monte e a valle di questa sequenza.
  2. Quando si ordinano i peptidi, modificarli con la coppia FRET 7-metossicumarina-4-il acetil (MCA) all'N-terminale e N-2,4-dinitrofenile (DNP) all'estremità C.
    nota: Diversi fornitori forniscono queste modifiche. Il prezzo e i tempi di consegna dipendono dal fornitore scelto. Tuttavia, esistono modifiche alternative che variano in sensibilità e richiedono regolazioni del lettore di piastre in termini di lunghezze d'onda.
  3. Risospendere il peptide secondo le raccomandazioni del produttore pipettandolo delicatamente su e giù. Ad esempio, risospendere i peptidi in etanolo al 70% alla concentrazione finale di 1 mM.
  4. Facoltativamente, aggiungere la provetta contenente il peptide e il solvente in un bagno di sonicazione fino a quando non è completamente risospesa se il peptide non si ripropone molto bene mediante pipettaggio.
  5. Aliquotare il peptide in tubi che smorzano la luce o sono resistenti per proteggere il peptide dallo sbiancamento. Mantenere le dimensioni delle aliquote piccole per evitare più cicli di congelamento/scongelamento (ad esempio, 100 μL). Conservare le aliquote a -20° C.

2. Preparazione del lettore di piastre a fluorescenza

  1. Accendere il lettore di piastre e attendere il termine dell'autotest.
  2. Aprire il software operativo sul computer collegato e assicurarsi che sia collegato al lettore di piastre.
  3. Aprire l'impostazione della temperatura e impostarla su 30 °C (o la temperatura richiesta per prestazioni ottimali della proteasi).
  4. Fare clic su Controllo | Configurazione dello strumento per impostare l'esperimento.
  5. Scegliete Cinetico (Kinetic).
  6. Seleziona Fluorescenza.
  7. Inserire le lunghezze d'onda di eccitazione ed emissione: 330 nm e 390 nm rispettivamente.
  8. Deselezionate Interruzione automatica.
  9. Selezionare Media, sensibilità normale.
  10. Scegliere un tempo di esecuzione di 1 ora per il test e selezionare una misurazione ogni 60 s.
  11. Impostare 5 secondi di miscelazione prima della prima misurazione e 3 secondi prima di ogni misurazione
  12. Selezionare i pozzetti da leggere e avviare il saggio.

3. Preparazione del test

  1. Preparare il tampone di analisi calcolando le quantità appropriate per ciascun ingrediente e aggiungendolo. Per la furina, preparare un tampone composto da 100 mM di HEPES, 1 mM di CaCl2, 1 mM di 2-mercaptoetanolo e il 5% di Triton X-100. Per la tripsina, utilizzare una soluzione salina standard tamponata con fosfato (PBS).
    nota: Sono sufficienti volumi di 10 ml o meno. A seconda della proteasi o delle proteasi utilizzate nel test, il tampone varia.
  2. Raffreddare il tampone con ghiaccio.
  3. Posizionare la piastra del saggio sul ghiaccio con una sottile piastra metallica sottostante per favorire il raffreddamento e la stabilità. Utilizzare una piastra solida in polistirene nero a 96 pozzetti con fondo piatto e non trattata.
    nota: È essenziale utilizzare piastre nere per evitare "perdite" fluorescenti dai pozzetti adiacenti.
  4. Calcolare la quantità appropriata di proteasi da aggiungere per ogni reazione in base a pubblicazioni precedenti o dati sperimentali. Per la furina, utilizzare 1 unità per reazione che corrisponde a 0,5 μl. Per la tripsina, utilizzare 0,5 μL di tripsina TPCK da 160 nM.
  5. Per campione preparare 3 repliche tecniche per saggio in un volume totale di 100 μl per campione.
    nota: È stato valutato sperimentalmente che non fa differenza se il pipettaggio viene eseguito in condizioni di luce normale o in condizioni di luce attenuata. Tuttavia, i peptidi non devono essere esposti alla luce per un lungo periodo di tempo.
  6. Pipettare la quantità appropriata di tampone per il saggio (94,5 μl come descritto al punto 3.1) in ciascun pozzetto.
  7. Aggiungi la proteasi a ciascun pozzetto. Sia per la furina che per la tripsina TPCK, utilizzare 0,5 μl per campione. A 6 pozzetti (3 pozzetti per un controllo in bianco e 3 pozzetti per un controllo peptidico), aggiungere 0,5 μL di tampone invece della rispettiva proteasi.
  8. Aggiungere il peptide a una concentrazione finale di 50 μM in ciascun pozzetto, ad eccezione del controllo in bianco. In questo caso, è stata preparata la pipetta da 5 μl di peptide come descritto al punto 1.3. Aggiungere 5 μl di tampone al controllo bianco invece del peptide.
    nota: Diverse concentrazioni del peptide sono state inizialmente testate con le concentrazioni enzimatiche descritte per garantire che gli enzimi fossero saturi.
  9. Inserire la piastra nel lettore di piastre a fluorescenza e fare clic su Start.

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Dichiarazioni

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$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
Nessun conflitto di interessi dichiarato.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
peptidiBiomatikN/A
FurinaNebP8077S
Tripsina, trattata con TPCKSigma-Aldrich4352157-1KT
HEPESSigma-AldrichH3375
CaCl2Sigma-AldrichVisualizzazione del materiale C1016
2-mercaptoetanoloSigma-AldrichMotore M6250
Tritone-X100Sigma-AldrichX100
PbsCorning21-040-CV
SpectraMax Gemini XPSDispositivi molecolariXPS
SoftMax Pro 6.5.1 Dispositivi molecolariN/A
Piastra a 96 pozzetti (polistirene nero solido a fondo piatto e non trattato)Costar3915
Tubi di smorzamento della luceLaboratorio Watson131-915BL o 131-915BR

Ristampe e permessi

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Protease Proteolytic ActivityFluorophore Quencher SystemFluorescence Plate ReaderProtease Cleavage SiteSpike Protein ActivationPeptide Variant ScreeningProtease Activity MeasurementFluorescence Signal DetectionProteolytic Cleavage Efficiency

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