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Per illustrare il funzionamento di questo metodo, l'open reading frame (ORF) delle proteine Ago2, TNRC6C e Dicer (tutti i soggetti coinvolti nel gene miRNA-mediata del silenziamento via) sono stati clonati in plasmidi di Spalato-BioID. Ago2 è noto per interagire con TNRC6C all'interno di un indotto da miRNA silenziamento complesso (miRISC) che reprime la traduzione e stimolare il decadimento di destinazione mRNAs14. Prima di montare la miRISC, Ago2 interagire con Dicer, l'enzima che produce Mirna maturi, all'interno di un complesso in cui potrebbe ottenere caricato con un miRNA15. Spalato-BioID è stato quindi applicato alla coppia Ago2/Dicer o la coppia Ago2/TNRC6C. Per ogni coppia di proteine provate, Ago2 era sia fuso a NBirA * o CBirA * utilizzando nostro Spalato-BioID plasmidi (Figura 2) e il giocatore di dadi e TNRC6C a BirA cognate corrispondente * frammento. Inoltre, ogni proteina è stata fusa per CBirA * e accoppiato con un NBirA *-fusione di GFP come controllo negativo. In questo modo test quattro iterazioni per ogni coppia di testata della proteina (tabella 1).
Per verificare se Spalato-BioID è attivato sull'interazione della coppia di proteine provate, abbiamo seguito lo schema raffigurato in Figura 1. I plasmidi sono stati trasfettati in una linea di tet-sistema compatibile delle cellule HeLa. L'espressione delle proteine di fusione è stata indotta con doxiciclina (dox) e biotinylation è stata stimolata con l'aggiunta di biotina in eccesso al medium di crescita. A seguito di un periodo di incubazione di 20 h con dox e biotina, cellule erano lisate e analizzate mediante Western blotting con streptavidina coniugata per rilevare proteine biotinilate. In cellule di mammifero, due importanti bande musicali vengono in genere rilevati dalla streptavidina coniugata nel campione untransfected (Figura 3, stelle) e corrispondono alle proteine di biotinylated (molto probabilmente mitocondriali carbossilasi) in modo endogeno. Queste due bande sono presenti in tutti i campioni e possono essere comodamente utilizzate come carico interno controlli, quindi, la rilevazione di una proteina di pulizia per controllare il caricamento degli importi uguali di proteina è superflua. Tipico per un esperimento di BioID/Spalato-BioID, principali bande supplementari che possono essere osservate sono le proteine di fusione che ha auto-biotinilato. Anche se non sono visto senza altre proteine biotinilate, rilevazione biotinilazione delle proteine di fusione in questa fase già indica che le due proteine testate interagito nelle cellule. Nell'esperimento raffigurato in Figura 3, è chiaro che, avendo un NBirA *-proteina di fusione Ago2 accoppiata con CBirA * fusioni a TNRC6C o Dicer è più efficiente rispetto le combinazioni opposte in cui CBirA *-Ago2 è abbinato al NBirA * fusioni degli altri due proteine (Figura 3, pannello superiore, confrontare le intensità delle corsie 2-3 a corsie 6-7). Inoltre, l'attivazione era specifico come nessuno delle fusioni CBirA * potrebbe attivare il NBirA *-proteina di fusione GFP controllo a livelli apprezzabili (Figura 3, confronta i vicoli 1, 4-5 alla corsia 8 che corrisponde alle cellule untransfected). Poiché nel nostro plasmidi, NBirA * ha un tag di myc e CBirA * ha un tag di bandiera (Figura 2), i livelli di espressione di ogni proteina di fusione possono essere analizzati con gli anticorpi contro questi due tag (Figura 3, pannello inferiore).
Quando indotta da interazione biotinylation è osservato, l'esperimento può essere scalato, e le proteine biotinilate isolato su perle di streptavidina-accoppiato come indicato al paragrafo 4 del protocollo (Figura 4). Quando si esegue l'isolamento la prima volta, tutti i passaggi della purificazione possono essere analizzati da Western blotting (Figura 5). In genere, associazione ai talloni deve essere quasi quantitativa e praticamente nessuna perdita attraverso dovrebbe essere osservata nei lavaggi. Previo trattamento dei campioni per la spettrometria di massa, si consiglia di eseguire un Western blot per garantire indotto-biotinylation ha funzionato come previsto e che le proteine di fusione sono stati espressi. La mancanza di espressione di proteine di fusione è dovuto efficienza di trasfezione scadente o difettoso dox induzione. Se le proteine di fusione sono stati espressi ma nessun biotinylation è osservato, controllare se la biotina in eccesso (50 μM) è stata effettivamente aggiunta al medium e che la biotina stock è ancora attiva. Quando il materiale viene analizzato su un gel di proteina Coomassie-macchiato (Figura 6), in genere, la band più forte deve essere osservato viene eseguito al kDa circa 17 e corrisponde alla streptavidina monomerico. Bande corrispondenti alle proteine biotinilate endogeno e le proteine di fusione possono anche essere osservati. Asportiamo in genere l'area della corsia campione sopra la banda di streptavidina fino al caricamento ben (Figura 6). La band asportata può essere memorizzata in una provetta da 1,5 mL e inviata a un centro di spettrometria di massa. In alternativa, proteine rilegate possono anche essere tripsina-digerito le perline streptavidina-accoppiato e digeriti peptidi eluiti formano la colonna. Utilizziamo abitualmente i MaxQuant software16 (utilizzando principalmente i parametri predefiniti e aggiunta di lisina biotinylation come una possibile modificazione post-traduzionale, vedere riferimento 9 per ulteriori dettagli e per i risultati tipici di MS) per analizzare i dati grezzi di MS e il Perseo suite17 per la successiva analisi statistica, entrambi sono software libero. I campioni vengono in genere eseguiti in tre replicati biologici. Utilizzando quantificazione privo di etichetta, in particolare arricchito di proteine possono essere identificati in condizioni di controllo. Per filtrare in modo endogeno biotinilati proteine e proteine che non specificamente indicate per l'enzima di BirA, consideriamo solo proteine che sono significativamente sopra Risultati da sei set di dati generato con sei proteine non correlate. Inoltre, consideriamo solo i successi che si sono arricchite nel corso di un dataset di Spalato-BioID in cui le proteine di fusione NBirA * sono state sostituite da NBirA *-GFP. Altre strategie di analisi dei dati sono state proposte in particolare mediante etichettatura isotopo stabile con gli amminoacidi nella coltura delle cellule (SILAC) per proteomica quantitativa18. Inoltre, sono state descritte diverse strategie per l'isolamento diretto di biotinylated peptidi usando una variante di streptavidina con affinità indebolito a biotina18, condizioni di eluizione speciale utilizzando solventi organici19 o biotina-specifiche gli anticorpi20,21. Mentre non necessariamente conduce alla scoperta di altre proteine, l'identificazione dei siti di biotinilazione aggiungere più fiducia per quanto riguarda la specificità dei successi e utile quando si sta occupando la topologia di un'interazione.

Figura 1: Panoramica della procedura Spalato-BioID. Proteina 1 interagisce con la proteina 2 come parte del complesso A o con proteina 3 come parte del complesso B. Per sondare in particolare la composizione del complesso A, Spalato-BioID può essere applicato alle proteine 1 e 2. La fotografia di uno spettrometro di massa è sotto una licenza Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported ed è stata scaricata da https://commons.wikimedia.org con il nome del file di ThermoScientificOrbitrapElite.JPG. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 2: cassette di espressione dei plasmidi Spalato-BioID. Mettiamo a disposizione quattro plasmidi per consentire la verifica di tutte le combinazioni di NBirA * e CBirA * proteine di fusione. I plasmidi e mappe complete sono disponibili presso addgene.org sotto i numeri indicati. I plasmidi hanno un elemento tet-sensible a reagire (7 x tetO) e devono essere utilizzati in una linea cellulare che è compatibile con il sistema di espressione di tet. Si noti inoltre che in tutti i plasmidi del ORFs di FKBP e FRB sono fuse alla NBirA * e CBirA * frammenti rispettivamente. Queste due proteine interagiscono solo in presenza di rapamicina e quindi i plasmidi possono essere utilizzati per testare rapidamente il sistema in presenza o in assenza di questa chimica9. I siti di restrizione indicata sono unici. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 3: tipico Western blot per un esperimento di Spalato-BioID. Pannello superiore: la rilevazione delle proteine biotinilate con streptavidina fluorescente contrassegnato. Pannello inferiore: rilevamento delle proteine di fusione con gli anticorpi anti--Myc e anti-FLAG. Due coppie di proteine sono state testate: Ago2/TNRC6C e Ago2/Dicer. Nelle corsie 2 & 3, Ago2 è stato aggiunto il frammento di CBirA. Nelle corsie 6 & 7, Ago2 è stato aggiunto il frammento di NBirA. Nessun segnale significativo è stato osservato quando uno qualsiasi dei tre proteine sono stato combinato con NBirA *-GFP (corsie 1, 4-5). Le stelle indicano le bande corrispondenti in modo endogeno proteine biotinilate che possono fungere da controlli di carico interno. Questa figura è adattata da figura 5B di Schopp et al. 9 sotto una licenza Creative Commons Attribuzione 4.0 internazionale. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 4: Panoramica della procedura di pulldown streptavidina. Passaggi principali per l'isolamento delle proteine biotinilate per analisi di spettrometria di massa sono raffigurati. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 5: tipico Western blot per un esperimento di pulldown streptavidina. Volumi di ogni campione indicato uguali sono stati caricati su un gel di SDS-poliacrilammide. A seguito di Western blotting, proteine biotinilate sono state rilevate con streptavidina HRP-accoppiato. Bande corrispondenti a NBirA *-TNRC6C e CBirA *-Ago2 sono indicati. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 6: gel macchiato di Coomassie tipico proteina per l'analisi di spettrometria di massa. Campione eluito dalla streptavidina-accoppiato perline era caricato su un gel di proteina prefabbricati ed eseguire fino a quando il campione migrare 2-3 cm. La band principale vista al kDa circa 17 è streptavidina. L'area direttamente sopra quella banda è asportato e inviato a un centro di spettrometria di massa. Bande corrispondenti a NBirA *-TNRC6C e CBirA *-Ago2 sono indicati. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
| Campione di transfezione | Stato testato |
| 1 | NBirA *-protein1 / CBirA *-protein2 |
| 2 | CBirA *-protein1 / NBirA *-protein2 |
| 3 | NBirA *-GFP / CBirA *-protein1 |
| 4 | NBirA *-GFP / CBirA *-protein2 |
| 5 | Nessun transfezione |
Tabella 1: Testato in genere condizioni applicando Spalato-BioID di due proteine.
| Primer di sequenziamento | sequenza |
| Primer reverse cassetta 1 (CBirA * fusione) | TATACTTTCTAGAGAATAGGAAC |
| Primer reverse cassetta 2 (NBirA * fusione) | GTGGTTTGTCCAAACTCATC |
Tabella 2: Sequencing primers per i plasmidi di Spalato-BioID.