Name: Una tecnica per stabilizzare le proteine di membrana nei nanodischi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-04-30T13:20:00.000+00:00
Duration: 10 min 21 s
Description: Impara a ricostituire il canale potassico umano Task2 nei nanodischi utilizzando proteine scaffold di membrana e fosfolipidi. Questo protocollo migliora la stabilità proteica per analisi cryo-EM ad alta risoluzione.

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<ol><li>Rask-Andersen, M., Almén, M. S., Schiöth, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trends+in+the+exploitation+of+novel+drug+targets%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Rev.+Drug+Discov%22%5BJournal%5D)">Trends in the exploitation of novel drug targets.</a> Nat. Rev. Drug Discov. 10 (8), 579-590 (2011).</li>
<li>Cheng, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-particle+cryo-EM-How+did+it+get+here+and+where+will+it+go%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Single-particle cryo-EM-How did it get here and where will it go.</a> Science. 361 (6405), 876-880 (2018).</li>
<li>Dodd, R., Schofield, D. J., Wilkinson, T., Britton, Z. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generating+therapeutic+monoclonal+antibodies+to+complex+multi-spanning+membrane+targets%3A+overcoming+the+antigen+challenge+and+enabling+discovery+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22Methods%22%5BJournal%5D)">Generating therapeutic monoclonal antibodies to complex multi-spanning membrane targets: overcoming the antigen challenge and enabling discovery strategies.</a> Methods. 180, 111-126 (2020).</li>
<li>Hutchings, C. J., Colussi, P., Clark, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ion+channels+as+therapeutic+antibody+targets%5BTitle%5D)+AND+%22MAbs%22%5BJournal%5D)">Ion channels as therapeutic antibody targets.</a> MAbs. 11 (2), 265-296 (2019).</li>
<li>Kotov, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-throughput+stability+screening+for+detergent-solubilized+membrane+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Rep%22%5BJournal%5D)">High-throughput stability screening for detergent-solubilized membrane proteins.</a> Sci. Rep. 9 (1), 10379(2019).</li>
<li>Barrera, N. P., Zhou, M., Robinson, C. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+lipids+in+defining+membrane+protein+interactions%3A+insights+from+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">The role of lipids in defining membrane protein interactions: insights from mass spectrometry.</a> Trends Cell Biol. 23 (1), 1-8 (2013).</li>
<li>Bayburt, T., Grinkova, Y., Sligar, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-assembly+of+discoidal+phospholipid+bilayer+nanoparticles+with+membrane+scaffold+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Self-assembly of discoidal phospholipid bilayer nanoparticles with membrane scaffold proteins.</a> Nano Lett. 2 (8), 853-856 (2002).</li>
<li>Carlson, J. W., Jonas, A., Sligar, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+and+manipulation+of+high-density+lipoproteins%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">Imaging and manipulation of high-density lipoproteins.</a> Biophys. J. 73 (3), 1184-1189 (1997).</li>
<li>Bayburt, T. H., Sligar, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-assembly+of+single+integral+membrane+proteins+into+soluble+nanoscale+phospholipid+bilayers%5BTitle%5D)+AND+%22Protein+Sci%22%5BJournal%5D)">Self-assembly of single integral membrane proteins into soluble nanoscale phospholipid bilayers.</a> Protein Sci. 12 (11), 2476-2481 (2003).</li>
<li>Vinogradova, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanodiscs+and+solution+nuclear+magnetic+resonance%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Struct.+Biol%22%5BJournal%5D)">Nanodiscs and solution nuclear magnetic resonance.</a> Curr. Opin. Struct. Biol. 93, 103067(2025).</li>
<li>Popot, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amphipols%2C+nanodiscs%2C+and+fluorinated+surfactants%3A+three+nonconventional+approaches+to+studying+membrane+proteins+in+aqueous+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Biochem%22%5BJournal%5D)">Amphipols, nanodiscs, and fluorinated surfactants: three nonconventional approaches to studying membrane proteins in aqueous solutions.</a> Annu. Rev. Biochem. 79, 737-775 (2010).</li>
<li>Li, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detergents+and+alternatives+in+cryo-EM+studies+of+membrane+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biochim.+Biophys.+Sin%22%5BJournal%5D)">Detergents and alternatives in cryo-EM studies of membrane proteins.</a> Acta Biochim. Biophys. Sin. 54 (8), 1049-1056 (2022).</li>
<li>Vilela, F., Sauvanet, C., Bezault, A., Volkmann, N., Hanein, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimizing+transmembrane+protein+assemblies+in+nanodiscs+for+structural+studies%3A+a+comprehensive+manual%5BTitle%5D)+AND+%22Bio+Protoc%22%5BJournal%5D)">Optimizing transmembrane protein assemblies in nanodiscs for structural studies: a comprehensive manual.</a> Bio Protoc. 14 (21), e5099(2024).</li>
<li>Efremov, R. G., Gatsogiannis, C., Raunser, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lipid+nanodiscs+as+a+tool+for+high-resolution+structure+determination+of+membrane+proteins+by+single-particle+cryo-EM%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Enzymol%22%5BJournal%5D)">Lipid nanodiscs as a tool for high-resolution structure determination of membrane proteins by single-particle cryo-EM.</a> Methods Enzymol. 594, 1-30 (2017).</li>
<li>Grant, A. J., Schmidt-Krey, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanodisc-reconstitution+for+single+particle+cryo-EM+structure+determination+of+membrane+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Struct.+Biol%22%5BJournal%5D)">Nanodisc-reconstitution for single particle cryo-EM structure determination of membrane proteins.</a> Curr. Opin. Struct. Biol. 93, 103072(2025).</li>
<li>Yokogawa, M., Fukuda, M., Osawa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanodiscs+for+structural+biology+in+a+membranous+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Pharm.+Bull%22%5BJournal%5D)">Nanodiscs for structural biology in a membranous environment.</a> Chem. Pharm. Bull. 67 (4), 321-326 (2019).</li>
<li>Denisov, I. G., Sligar, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanodiscs+for+structural+and+functional+studies+of+membrane+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Struct.+Mol.+Biol%22%5BJournal%5D)">Nanodiscs for structural and functional studies of membrane proteins.</a> Nat. Struct. Mol. Biol. 23 (6), 481-486 (2016).</li>
<li>Enyedi, P., Czirják, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+background+of+leak+K%2B+currents%3A+two-pore+domain+potassium+channels%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Rev%22%5BJournal%5D)">Molecular background of leak K+ currents: two-pore domain potassium channels.</a> Physiol. Rev. 90 (2), 559-605 (2010).</li>
<li>Reyes, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cloning+and+expression+of+a+novel+pH-sensitive+two+pore+domain+K%2B+channel+from+human+kidney%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biol.+Chem%22%5BJournal%5D)">Cloning and expression of a novel pH-sensitive two pore domain K+ channel from human kidney.</a> J. Biol. Chem. 273 (47), 30863-30869 (1998).</li>
<li>Notti, R. Q., Walz, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Native-like+environments+afford+novel+mechanistic+insights+into+membrane+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Biochem.+Sci%22%5BJournal%5D)">Native-like environments afford novel mechanistic insights into membrane proteins.</a> Trends Biochem. Sci. 47 (7), 561-569 (2022).</li>
<li>Pocanschi, C. L., Kleinschmidt, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+thermodynamic+stability+of+membrane+proteins+in+micelles+and+lipid+bilayers+investigated+with+the+ferrichrom+receptor+FhuA%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Membr.+Biol%22%5BJournal%5D)">The thermodynamic stability of membrane proteins in micelles and lipid bilayers investigated with the ferrichrom receptor FhuA.</a> J. Membr. Biol. 255 (4-5), 485-502 (2022).</li>
<li>Hiotis, G., Notti, R. Q., Bao, H., Walz, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanodiscs+remain+indispensable+for+cryo-EM+studies+of+membrane+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Struct.+Biol%22%5BJournal%5D)">Nanodiscs remain indispensable for cryo-EM studies of membrane proteins.</a> Curr. Opin. Struct. Biol. 92, 103042(2025).</li>
<li>Nakao, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Home+is+where+the+lipids+are%3A+a+comparison+of+MSP+and+DDDG+nanodiscs+for+membrane+protein+research%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Home is where the lipids are: a comparison of MSP and DDDG nanodiscs for membrane protein research.</a> Soft Matter. 21 (33), 6596-6602 (2025).</li>
<li>Dalal, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lipid+nanodisc+scaffold+and+size+alter+the+structure+of+a+pentameric+ligand-gated+ion+channel%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">Lipid nanodisc scaffold and size alter the structure of a pentameric ligand-gated ion channel.</a> Nat. Commun. 15 (1), 25(2024).</li>
<li>Knowles, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Membrane+proteins+solubilized+intact+in+lipid+containing+nanoparticles+bounded+by+styrene+maleic+acid+copolymer%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Membrane proteins solubilized intact in lipid containing nanoparticles bounded by styrene maleic acid copolymer.</a> J. Am. Chem. Soc. 131 (22), 7484-7485 (2009).</li>
<li>Tao, X., Zhao, C., MacKinnon, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Membrane+protein+isolation+and+structure+determination+in+cell-derived+membrane+vesicles%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Membrane protein isolation and structure determination in cell-derived membrane vesicles.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 120 (18), e2302325120(2023).</li>
<li>Zhang, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((One-step+construction+of+circularized+nanodiscs+using+SpyCatcher-SpyTag%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">One-step construction of circularized nanodiscs using SpyCatcher-SpyTag.</a> Nat. Commun. 12 (1), 5451(2021).</li>
<li>Ren, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((DeFrND%3A+detergent-free+reconstitution+into+native+nanodiscs+with+designer+membrane+scaffold+peptides%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">DeFrND: detergent-free reconstitution into native nanodiscs with designer membrane scaffold peptides.</a> Nat. Commun. 16 (1), 7973(2025).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Bio-perle</td><td>Bio-rad</td><td>1523920</td><td></td></tr><tr><td>Colesteril emisuccinato</td><td>Anatrace</td><td>CH210</td><td></td></tr><tr><td>Cloroformio</td><td>Sinoreagente</td><td></td><td>Uso in una cappa</td></tr><tr><td>FANTASTICO</td><td>Avanti</td><td>850725P</td><td></td></tr><tr><td>Metanolo</td><td>Sinoreagente</td><td></td><td></td></tr><tr><td>n-Dodecyl-beta-D-maltoside</td><td>Anatrace</td><td>D310</td><td></td></tr><tr><td>N-pentane</td><td>Adamas</td><td></td><td>Uso in una cappa</td></tr><tr><td>POPC</td><td>Avanti</td><td>850457P</td><td></td></tr><tr><td>POPS</td><td>Avanti</td><td>840034P</td><td></td></tr><tr><td>SEC</td><td>Bio-rad</td><td></td><td>Segui il protocollo del produttore per un uso corretto</td></tr><tr><td>Tubi per dialisi SnakeSkin</td><td>Thermo</td><td>68011</td><td></td></tr><tr><td>Superose&nbsp; 6 Aumento10/300 GL</td><td>Cytiva</td><td>29091596</td><td></td></tr><tr><td>Colonne di spin a ultrafiltrazione Amicon Ultra-15</td><td>Millipore</td><td>UFC905008</td><td></td></tr></tbody></table>

una tecnica per stabilizzare le proteine di membrana nei nanodischi

A Technique for Stabilizing Membrane Proteins in Nanodiscs

Una tecnica per stabilizzare le proteine di membrana nei nanodischi

Many membrane proteins exhibit poor stability, loss of activity, and sample heterogeneity when extracted in detergent-based environments, posing ...

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Biologia

Nanodiscs sono piccole particelle discoidali che incorporano proteine ​​di membrana in una piccola zona di doppio strato di fosfolipidi. Forniamo un protocollo visivo che mostra il passo-passo incorporazione del trasportatore MalFGK2 in un disco.

A Step-by-step Metodo per la ricostituzione di un Transporter ABC in particelle lipidiche Nanodisc

β' le proteine della membrana esterna (OMP) svolgono molte funzioni all'interno delle membrane esterne di batteri Gram-negativi, mitocondri e cloroplasti. Qui, speriamo di alleviare un noto collo di bottiglia negli studi strutturali presentando protocolli per la produzione di OMP a β cilindri in quantità sufficienti per la determinazione della struttura mediante cristallografia a raggi X o spettroscopia NMR.

Da costrutti a cristalli - Verso Struttura Determinazione della β-canna esterna proteine ​​di membrana

Presentiamo un protocollo per funzionalizzare vetro con macchie proteiche nanometriche circondato da un doppio strato lipidico fluido. Questi substrati sono compatibili con la microscopia ottica avanzata e si prevede di utilizzare come piattaforma per gli studi di adesione cellulare e migrazione.

Array Ligand Nano-cluster in un doppio strato lipidico supportati

Molte proteine svolgono la loro funzione quando sono attaccate alle superfici della membrana. Il legame di proteine estrinseche sulle membrane dei nanodischi può essere indirettamente ripreso mediante microscopia elettronica a trasmissione. Mostriamo che il caratteristico impilamento (rouleau) dei nanodischi indotto dal fosfotungstato di sodio con colorazione negativa è impedito dal legame della proteina estrinseca.

Metodo per visualizzare e analizzare membrana proteine ​​interagenti con microscopia elettronica a trasmissione

Questo protocollo viene illustrato come ottenere un modello a bassa risoluzione ab-initio e dettagli strutturali di una proteina di membrana detergente-solubilizzato in soluzione mediante scattering di neutroni piccolo angolo con contrasto-corrispondenza del detergente.

Contrasto-Matching detergente in esperimenti di Scattering di neutroni Small-Angle per Ab Initio modellazione e analisi strutturale di proteine di membrana

Presentiamo un metodo che combina la purificazione delle proteine della membrana e la ricostituzione in peptidi in un'unica fase cromatografica. Gli scaffold biotinylati vengono utilizzati per l'attaccamento diretto della superficie e la misurazione delle interazioni proteina-ligando tramite interferometria biostrato.

PeptiQuick, un'incorporazione in un solo passaggio di proteine membrana in Peptidiscbio biotinylated per analisi di legame proteico semplificato

Presentato qui è un protocollo per la determinazione dello stato oligomerico delle proteine di membrana che utilizza un sistema di nanoparticelle a membrana cellulare nativa in combinazione con la microscopia elettronica.

Sistema di nanoparticelle a membrana cellulare nativa per l'analisi dell'interazione proteina-proteina di membrana

L'inserimento co-traduzionale in nanodischi preformati rende possibile lo studio di proteine di membrana sintetizzate prive di cellule in ambienti lipidici definiti senza contatto con detergenti. Questo protocollo descrive la preparazione dei componenti essenziali del sistema e i parametri critici per migliorare l'efficienza dell'espressione e la qualità del campione.

Inserimento co-traduzionale di proteine di membrana in nanodischi preformati

Qui viene descritto un protocollo per la generazione di pattern proteici reversibili e regolati dalla luce con un'elevata precisione spaziotemporale sulle membrane lipidiche artificiali. La metodica consiste nella fotoattivazione localizzata della proteina iLID (improved light-inducible dimer) immobilizzata su membrane modello che, sotto luce blu, si lega alla sua proteina partner Nano (SspB wild-type).

Modelli proteici dinamici indotti dalla luce su membrane modello

Presentiamo un protocollo per la ricostituzione delle proteine di membrana e l'incapsulamento di enzimi e altri componenti idrosolubili in vescicole lipidiche di dimensioni sub-micrometriche e micrometriche.

Costruzione di reti metaboliche fuori equilibrio in vescicole di dimensioni nanometriche e micrometriche

Impara a ricostituire il canale potassico umano Task2 nei nanodischi utilizzando proteine scaffold di membrana e fosfolipidi. Questo protocollo migliora la stabilità proteica per analisi cryo-EM ad alta risoluzione.

Una tecnica per stabilizzare le proteine di membrana nei nanodischi

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