方法論記事

ヘパリンアフィニティークロマトグラフィーを用いたウイルスインテグラーゼの精製

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2026年9月30日

この記事について

要約

ヘパリンアフィニティークロマトグラフィー バッファーC(50 mM トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン塩酸塩 (Tris-HCl), pH 7.5, 10 mM ジチオスレイトール (DTT), 0.1 mM エチレンジアミン四酢酸 (EDTA), 500 μM フェニルメチルスルホニルフッ化物 (PMSF))を250 mL、およびバッファーD(50 mM Tris-HCl, pH 7.5, 10 mM DTT, 0.1 mM EDTA, 500 μM PMSF, 1 M NaCl)を250 mL調製する。 注意:本プロトコルでは、高速液体クロマトグラフィー (FPLC) システム、バッファー、およびサンプルは4 °Cの低温室で保持する。 0.2 μmの使い捨てフィルターユニットを用いて、バッファーCおよびDを滅菌ろ過する。FPLCシステムに応じて、ポンプAをバッファーCで、ポンプBをバッファーDでそれぞれ洗浄する。導電率および紫外(UV)吸収値が安定するまで、バッファーC 80%およびバッファーD 20%の混合液をシステムに流す。最大流速は装置によって異なるが、通常は流速5 mL/min、最大圧力制限1.0 MPaで使用する。 1 mLのヘパリンSepharoseレジン(最大結合容量:レジン1 mLあたりウシ抗トロンビンIII 2.0 mg、最大圧力 1.4 MPa)を用いて、長さ80 mm、直径5 mmのFPLCカラムを調製する。カラムは精製の前日に調製し、4 °Cで保存することができる。カラムをFPLC装置に接続する。 流速0.5 mL/min、最大圧力制限1 MPaで、80%バッファーCおよび20%バッファーD(200 mM NaCl)を20 mL流し、カラムを平衡化する。装置で、導電率および280 nmにおける紫外吸光度(A280)のリアルタイムデータを収集する。導電率およびUV値が安定することを確認する。値が安定しない場合は、安定するまでバッファーを流し続ける。 プロトタイプ泡沫ウイルスインテグラーゼ (PFV IN) サンプルに1.5容量分のバッファーCを加え、NaCl濃度を200 mMに低減させる。例えば、10 mLのPFV INに15 mLのバッファーCを加える。全量は通常約25 mLとなる。 希釈したPFV INサンプルを、流速0.5 mL/min、最大圧力制限1.0 MPaでヘパリンSepharoseカラムにロードする。流速およびカラム圧力は、精製工程を通じて一定に保つ。フロースルーは50 mLコニカルチューブに回収する。 80%バッファーCおよび20%バッファーD(200 mM NaCl)20 mLでカラムを洗浄し、洗浄液を50 mLコニカルチューブに回収する。20%から100%のバッファーD(200 mMから1 M NaCl)の30 mL線形勾配を用いて、カラムを溶出させる。 100%バッファーD 5 mLでカラムを洗浄する。勾配溶出液および最終洗浄液を0.37 mLずつのフラクションに分けて回収する。 ロード液、フロースルー、洗浄液、および各フラクションを8%ドデシル硫酸ナトリウム–ポリアクリルアミドゲル電気泳動 (SDS-PAGE) で分析する。ヘキサヒスチジンタグの切断後、PFV INの分子量は44,394 Daであり、ヘキサヒスチジンタグがない状態での消衰係数は59,360 cm⁻¹ M⁻¹である。すべてのフラクションは、ヌクレアーゼアッセイが完了するまで4 °Cで保存する。 Lopez Jr., M. 他組換えプロトタイプフォーミーウイルスインテグラーゼの精製過程におけるヌクレアーゼ汚染の検出および除去。 J. Vis. Exp. (2017)

このビデオでは、ヘパリンSepharoseカラムクロマトグラフィーを用いて、細菌由来のヌクレアーゼ混入物からウイルスインテグラーゼを精製し、続いてSDS-PAGE分析によってタンパク質の純度を確認する手順を説明します。

プロトコル

  1. ヘパリンアフィニティークロマトグラフィー
    1. バッファーC(50 mM tris(hydroxymethyl)aminomethane hydrochloride (Tris-HCl), pH 7.5, 10 mM dithiothreitol (DTT), 0.1 mM ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), 500 μM phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF))を250 mL、およびバッファーD(50 mM Tris-HCl, pH 7.5, 10 mM DTT, 0.1 mM EDTA, 500 μM PMSF, 1 M NaCl)を250 mL調製する。
      注意:本プロトコルでは、高速液体クロマトグラフィー(FPLC)システム、バッファー、およびサンプルは、4 ˚Cのコールドルームで保持する。
      1. 0.2 μmのディスポーザブルフィルターユニットを用いて、バッファーCおよびDを滅菌ろ過する。FPLCシステムに応じて、ポンプAをバッファーCで、ポンプBをバッファーDでそれぞれ洗浄する。導電率および紫外線(UV)吸収値が安定するまで、80%バッファーCおよび20%バッファーDをシステムに流す。最大流速は装置によって異なるが、通常は流速5 mL/min、最大圧力制限1.0 MPaで使用する。
    2. 長さ80 mm、直径5 mmのFPLCカラムに、1 mLのヘパリンセファロース樹脂(最大結合容量:樹脂1 mLあたりウシアンチトロンビンIII 2.0 mg、最大圧力1.4 MPa)を充填して調製する。カラムは精製の前日に調製し、4 °Cで保存することが可能である。カラムをFPLC装置に接続する。
      1. 流速0.5 mL/min、最大圧力制限1 MPaで、80%バッファーCおよび20%バッファーD(200 mM NaCl)を20 mL流してカラムを平衡化する。装置で導電率および280 nmにおけるUV吸収度(A280)のリアルタイムデータを収集する。導電率およびUV吸収値が安定することを確認する。これらの値が安定しない場合は、安定するまでバッファーをカラムに流し続ける。
    3. プロトタイプフォーミーウイルスインテグラーゼ(PFV IN)サンプルの1.5倍量のバッファーCを加え、NaCl濃度を200 mMに下げた。例えば、10 mLのPFV INに15 mLのバッファーCを加える。全量は通常~25 mLとなる。
    4. 希釈したPFV INサンプルを、流速0.5 mL/min、最大圧力制限1.0 MPaでヘパリンセファロースカラムにロードする。流速およびカラム圧力は、精製の間ずっと一定に保持する。フロースルーを50 mLコニカルチューブに回収する。
      1. 80%バッファーCおよび20%バッファーD(200 mM NaCl)20 mLでカラムを洗浄し、洗浄液を50 mLコニカルチューブに回収する。20%から100%バッファーD(200 mMから1 M NaCl)の30 mL線形グラジエントを用いてカラムを溶出する。
      2. 100%バッファーD 5 mLでカラムを洗浄する。グラジエント溶出液および最終洗浄液を0.37 mLずつ分画して回収する。
    5. ロード液、フロースルー、洗浄液、および分画液を8%ドデシル硫酸ナトリウム–ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS-PAGE)で分析する。ヘキサヒスチジンタグを切断後のPFV INの分子量は44,394 Daであり、ヘキサヒスチジンタグがない状態での吸光係数は59,360 cm-1 M-1である。すべての分画液を、ヌクレアーゼアッセイが完了するまで4 ˚Cで保存する。

材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
IPTG (Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside)Denville ScientificCI8280 
Tris Ultra PureGojira Fine ChemicalsUTS1003 
NaClP212121RP-S23020 
PMSF (Phenylmethanesulfonyl fluoride)Amresco754 
DTT (Dithiothreitol)P212121SV-DTT 
UltraPure EDTAInvitrogen/Gibco15575 
Heparin Sepharose 6 Fast FlowGE Healthcare Life Sciences17-0998-01 

タグ

タンパク質精製ヌクレアーゼ汚染ヘパリンセファロースSDS-PAGE解析組換えタンパク質カラムクロマトグラフィータンパク質分画プロトタイプフォーミーウイルス