方法論記事

AtHIRD11 本質的な障害とキャピラリー電気泳動と親和性キャピラリー電気泳動による金属イオンへの結合の解析

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DOI:

10.3791/57749

2018年8月22日

この記事について

サマリー

このプロトコルは、アフィニティ キャピラリー電気泳動キャピラリー電気泳動と荷電配位子の高速バインド スクリーニングによる蛋白質のサンプルの特性を兼ね備えています。天然変性タンパク質などの柔軟な構造を持つタンパク質は、異なる conformers のバインドの違いを決定するそれをお勧めします。

要約

植物は自分の環境に強く依存しています。ストレスの変化 (例えば干ばつ、高塩分) に調整するために高等植物は進化酸化および浸透圧ストレスを軽減する天然変性タンパク質 (IDPs) のクラスです。この記事は、シロイヌナズナから IDP AtHIRD11 の異なる conformers のバインドの動作を記述するために毛管電気泳動 (CGE) と移動性シフト アフィニ ティー電気泳動法 (ACE) の組み合わせを使用します。CGE は、AtHIRD11 の純度を確認する、複雑なピーク パターンの理由として断片、翻訳後修飾、および他の不純物を除外するために使用されます。この実験では、別のサンプル コンポーネントが質量の違いにより毛細血管内の粘性ゲルで区切られ、ダイオード アレイ検出器で検出されました。その後、エースで様々 な金属イオンへのサンプルのバインディング動作を調べた.この場合、リガンドが緩衝液に追加され、バインディング イベントが発生したかどうかを決定するために移動の時間にシフトを測定します。IDP のバインディング動作を決定する CGE とエースの組み合わせを使用する利点の 1 つはゲルの電気泳動および結合の試金を自動化する可能性です。なお、CGE は、古典的なゲル電気泳動法よりも検出下限値を示しています、エースは高速な配位子を結合の方法を判断することができます。さらに、エースは、金属イオンよりも他の荷電種にも適用できます。ただし、実験をバインドするこのメソッドを使用は、結合サイトの数を決定する能力に制限されます。それにもかかわらず、CGE とエースの組み合わせ多数荷電配位子に向けて蛋白質のサンプルのバインドの動作を特徴付けるために合わせることができます。

概要

植物は他の多くの生命よりも自分の環境に依存しています。植物は、他の場所に移動できません、ので彼らは (例えば干ばつ、寒さと高い塩濃度)、環境の変化に慣れる必要があります。その結果、高等植物は、高塩分に関連する細胞のストレスを軽減するマニホールドのタスクを達成する dehydrins のような特殊なストレス蛋白質を開発しました。これらの蛋白質は細胞内の水とイオンのバインド、バインド Cu2 +による酸化ストレスを軽減-イオン、リン脂質と細胞骨格との対話します。また、バインド Zn2 +のイオンにより、転写因子として機能するこれらの蛋白質。Ca2 +結合する機能-イオン リン酸化もされて後報告1

多機能動作これらの蛋白質の疎水性アミノ酸残基の不在に関連しています。その結果、彼らはペプチド鎖とも拘束された構造内の任意の疎水性相互作用を欠いています。しかし、これらのタンパク質は、制限の厳しい構造を欠いている、ので彼らは同じ条件下で異なるコンフォーマを占有できます。したがって、彼らを記述できます最高単一構造ではなく構造のアンサンブルとして。これらのプロパティが付いている蛋白質は、ストレス蛋白質と真核細胞の2で異なる経路間のクロストークのため広く使われている概念は、本質的に無秩序なタンパク質 (IDPs) と....

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プロトコル

1. キャピラリー電気泳動装置の準備

  1. 毛細血管を準備します。
    1. (CGE 実験) の 33 cm と 30 cm (エース実験) の長い毛細血管に裸の溶融シリカのポリイミド外部塗装 50 μ m の内径と毛細血管をカットするのにガラス カッターを使用します。ガラス板の切断を実行します。
      注: 2 の異なった実験組み立ては 2 つの異なる楽器のため開発されました。他の楽器にそれらを使用するために適切なメソッドの転送が実行され、キャピラリー長さは計測器の許容長を調整します。
    2. ペンを使用して、ACE 実験 (有効長) の毛管の一端から 21.5 cm、24.5 cm CGE 実験用キャピラリーの端から端までの距離で 1 cm 広い検出ウィンドウの真ん中をマークします。
    3. ジェット機、マークの前後に 0.5 cm とバーニングはオフで毛細血管からポリイミド外部コーティングを削除します。同様に、ジェット機を使用して、毛細血管の両端にコーティングの 1 cm を削除します。
      注意: キャピラリー電気泳動の器具に頼るので、有効長が若干異なります。
    4. 毛細血管とエタノールと軟部組織の検出窓の両端をきれいに。
      注: ノンコートの毛細血管より柔軟でブレークする可能性が高い。
  2. 毛細血管をインストールします。
      ....

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結果

CGE の実験中に手に入れた AtHIRD11 サンプルのレーザービームを図 1に示します。ペプチドのサイズは、左から右に増加します。ピーク数 4 最大の質量を持つし、そのまま蛋白質を示します。2 と 3 の小さなピークは、小さい不純物 (例えば、分解産物) を表します。最初のピークとする前に基準の矛盾は、蛋白質のサンプルのない再現でした。したがって、それは SDS に関連ではゲル化しないとサンプル関連付けられている不純物を表さない。

図 2は、エース実験中アセトアニリドのレーザービームを表します。アセトアニリド ソリューションは、不純物が必要ないので 1 だけ高いピークを示しています。最大のピークの検出時間は電気浸透流 (tEOF) の移行時間を示し、相互作用の計算に使用します。

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ディスカッション

すべての CE 実験用毛細血管の準備は重要なステップです。直径の小さいガラス管なのでそれは簡単にそれが処理されているときにコーティングを除去するスポットで破ることができます。楽器に毛細血管のインストールは非常に慎重にされるべきであります。

主にエース メソッドを使用する重要な手順は、実験のセットアップに適用されます。もう一つの重要なステップは、右のサンプル注入パラメーターを見つけることです。サンプルの注入量は、十分な高峰をなければなりません。ただし、オーバー ロードすることは、ピークを重複する不十分な解決のピークのパターンになります。噴射量を減少するときは、プログラム注入圧力に到達する楽器のいくつかの時間がかかるので噴射時間の代わりに射出圧力を減少することをお勧めします。

珍しく広いピークは、異なる蛋白質のサンプルを見つけることができます。このパターンは、電圧を高めることによって影響があります。その結果、ピーク取得より狭いし、分離時間を短縮します。それにもかかわらず、分離時間を短縮することができます解決しないピークの結果より高.......

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開示事項

著者が明らかに何もありません。

謝辞

AtHIRD11 蛋白質のサンプルを提供するため Masakuza 原 (グリーン科学の研究所、静岡大学技術) をありがとう心より感謝いたします。

....

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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
AtHIRD11 sampleShizuoka University (Group Prof. Hara)-Dehydrin Protein from Arabidopsis thaliana expressed in Escherichia coli
Barefused silica capillaryPolymicro Technologies (Phoenix, USA)106815-0017TSP050375, 50 μm内径、363μm外径、ポリイミドコーティング
Agilent 1600AAgilent Technologies(ヴァルトブロン、ドイツ)はもう利用できませんキャピラリー電気泳動装置。Agilent 7100 CE 代わりに使用できます
Agilent 7100 CEAgilent Technologies (Waldbronn, Germany)G7100ACapillary electrophoresis instrument
Injekt 2 mLB. Braun (Melsungen, Germany)4606051VSyringe for filtration
Rotilabo-syringe filtersCarl Roth GmbH + Co. KG (Karlsruhe, Germany)KY62.1PVDF メンブレンフィルター for solution filtration
エッペンドルフリサーチプラス10 μLEppendorf (Wesseling-Berzdorf, Germany)3121 000.023サンプルハンドリング用マイクロピペット
Eppendorf Research plus 10 μLEppendorf (Wesseling-Berzdorf, Germany)3121 000.120配位子溶液を扱うためのマイクロピペット
Bulb pipette 10 mLDuran Group GmbH(ドイツ、マインツ)24 338 08NaOH溶液の調製
Bulb pipette 25 mLDuran Group GmbH(ドイツ、マインツ)24 338 14配位子溶液の調製
Duran glas 容積フラスコ 25 mLDuran Group GmbH(ドイツ、マインツ)24 671 1457リガンドストック溶液の調製
Duran glas 容積フラスコ 10 mLDuran Group GmbH(マインツ、ドイツ)24 671 1054リガンドストック溶液の調製
Proteome Lab SDS MW Gel BufferBeckman Coulter (Brea, USA)comercially no longer キャピラリーゲル電気泳動中の分離 / 代替 SDS バッファー: Bio-Rad Laboratories (München, Germany) カタログ番号: 1485032 
アセトアニリドSigma-Aldrich (ドイツ、シュタインハイム)397229-5G電気浸透流マーカー
塩化マンガン(II)Sigma-Aldrich(ドイツ、シュタインハイム)13217配位子
エチレンジアミン四酢酸(EDTA)Sigma-Aldrich(ドイツ、シュタインハイム)431788-100Gリンス成分
塩化バリウムSigma-Aldrich(ドイツ、シュタインハイム)202738-5Gリガンド
ドデシル硫酸Sigma-Aldrich (シュタインハイム、ドイツ)71729-100Gキャピラリーゲル電気泳動用可溶化タンパク質
塩化ニッケル(II) 六水和物Sigma-Aldrich (シュタインハイム、ドイツ)654507-5Gリガンド
塩化セレン(IV)Sigma-Aldrich (シュタインハイム、ドイツ)323527-10Gリガンド
2-アミノ-2-ヒドロキシメチルプロパン-1.3-ジオール(トリス)Sigma-Aldrich(シュタインハイム、ドイツ)252859-100G緩衝成分
塩化亜鉛(II)メルクミリポア(ダルムシュタット、ドイツ)1088160250リガンド
硝酸ストロンチウムメルクミリポア(ダルムシュタット、ドイツ)1078720250ガンド
カルシウム二水和物メルクミリポア(ダルムシュタット、ドイツ)1371015000配位子
37% 塩酸メルク ミリポア ( ダルムシュタット、ドイツ)1003171000pH 調整
塩化銅(II) 二水和物Riedel-de Haën (Seelze, Germany)31286Ligand
Sonorex Longlife RK 1028 CH 45LAllpax (パーペンブルク, ドイツ)10000084;0超音波浴
Agilent ChemStation Rev. 8.04.03-SP1Agilent Technologies (Waldbronn, Germany)G2070-91126CE機器を操作し、データを取得し、評価するためのソフトウェアパッケージ
ナトリウム リ塩化

参考文献

  1. Hara, M. The multifunctionality of dehydrins: An overview. Plant Signaling & Behavior. 5 (5), 1-6 (2010).
  2. Uversky, V. N. Dancing protein clouds: the strange biology and chaotic physics of intrinsically disordered proteins.

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