プロトカテクテク酸3,4-ジオキシゲナーゼ(PCD)は、その基質プロトカテク酸(PCA)を使用して水系から遊離した二原子酸素を酵素的に除去することができる。このプロトコルは、この酸素清掃酵素の発現、精製、および活性分析について説明する。
プロトカテクテク酸3,4-ジオキシゲナーゼ(PCD)は、その基質プロトカテク酸(PCA)を使用して水系から遊離した二原子酸素を酵素的に除去することができる。このプロトコルは、この酸素清掃酵素の発現、精製、および活性分析について説明する。
単一分子(SM)顕微鏡は、蛍光体標識生体分子の動的分子相互作用の研究にリアルタイムで使用されます。しかし、蛍光管は溶存酸素による光脱白による信号の損失を起こしやすい(O2)。光白化を防止し、蛍光を通す寿命を延ばすために、酸素清掃システム(OSS)がO2を低減するために採用されている。市販のOSSは、核酸を損傷または分解するヌクレアーゼによって汚染され、実験結果の解釈を混同し得る。ここでは、検出可能なヌクレアーゼ汚染のない高活性シュードモナスプチダプロトカテクテネート-3,4-ジオキシゲナーゼ(PCD)の発現および精製のためのプロトコルを詳述する。PCDは、基質プロトカテク酸(PCA)を3-カルボキシシス、シスムコン酸に変換することにより反応性O2種を効率的に除去することができる。この方法は、O2がデータ取得に有害な役割を果たす任意の水性システムで使用できます。この方法は、市販のPCDと比較して、非常に活性の高いヌクレアーゼフリーPCDを製造する上で有効である。
単一分子(SM)生物物理学は、生物現象の見方を変える急速に成長する分野です。この分野は、物理学と化学の基礎法則を生物学に結びつけるユニークな能力を持っています。蛍光顕微鏡は、SM感度を達成できる生物物理学的方法の1つです。蛍光は、生体分子を小さな有機蛍光体または量子ドット1に連結することによって検出するために使用される。これらの分子は、不可逆的に光脱白する前にレーザーで励起されると光子を放出することができる2.光脱色は、蛍光標識が所望の波長2、3で励起する能力を破壊する化学的損傷を受けたときに起こる。水性緩衝液中に活性酸素種(ROS)が存在することは、光脱色の主な原因である2、4である。さらに、ROSは生体分子に損傷を与え、SM実験5、6の誤った観察につながる可能性があります。酸化的損傷を防ぐために、酸素清掃システム(OSS)を3、7、8として用いることができる。グルコースオキシダーゼ/カタレーゼ(GODCAT)システムは酸素8を除去する上で効率的であるが、中間体として潜在的に有害な過酸化物を生成する。これらは、SM研究に関心のある生体分子に損害を与える可能性があります。
あるいは、プロトカテクテクテク酸3,4ジオキシゲナーゼ(PCD)は、その基質プロトカテク酸(PCA)7、9を用いて水溶液からO2を効率的に除去する。PCDは、非ヘム鉄を用いてPCAを配合し、溶解したO210を用いてカテコールリング開口反応を触媒する金属酵素である。この一歩反応は、SM実験7における蛍光性安定性を向上させるための全体的に優れたOSSであることが示されている。残念ながら、PCDを含む多くの市販のOSS酵素は、ヌクレアーゼ11を汚染して含有する。これらの汚染物質は、SM実験で使用される核酸系基質の損傷につながる可能性があります。この研究は、SMシステムにおける組換えPCDの使用のためのクロマトグラフィーベースの精製プロトコルを解明する。PCDは、ROSがデータ取得に必要な基板にダメージを与えているあらゆる実験に広く適用できます。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
1.大腸菌におけるPCD発現誘導
2. PCDのニッケルアフィニティークロマトグラフィー精製
3. ヌクレアーゼ活性アッセイ
4. PCDのサイズ排除クロマトグラフィー精製
5. PCA酸化およびヌクレアーゼ活性アッセイ
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
市販の酸素捕捉剤PCDは、DNAヌクレアーゼで頻繁に汚染される。ヌクレアーゼ活性を汚染すると、蛍光研究、特にDNAまたはDNA相互作用タンパク質を分析する研究において、スプリアスの結果につながる可能性があります。組換えPCDは、ヘキサヒスチジンタグ付きpcaHおよびpcaGのヘテロ二量体であり、大腸菌で発現され得る(図1)。ヘテロ二量体は、まずニッケルアフィニティークロマトグラフィーにより精製される(図2)。PCDは、イミダゾール濃度の2ステップで溶出される。クロマトグラフィー分画はSDS-PAGEによって分析される。ほぼ純粋なPCDの端数は、SECによって濃縮され、さらに精製される(図3)。SEC画分は、PCA酸化活性とヌクレアーゼ活性の両方について個別に分析される(図4)。高い酸化活性を示し、明らかなヌクレアーゼ活性を示さない画分は...
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
酸素清掃システムは、光漂白を低減するために一般的に単一分子蛍光顕微鏡に含まれています。これらの顕微鏡法は、核酸1、13、14との核酸またはタンパク質相互作用を観察するためにしばしば使用される。ヌクレアーゼを含むOSSの汚染は、スプリアスの結果につながる可能性があります。
GODCATおよびPCDを含む市販のOSSは、有意なヌクレアーゼ汚染11を含むことが示されている。PCDを購入し、ヌクレアーゼ汚染物質11を除去するためにSECを採用することが可能です。しかし、あるベンダーから市販のPCDの価格は、その方法の公表に続い...
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
著者たちは何も開示する必要はない。
この作品は、NIH GM121284およびAI126742からKEYにサポートされました。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 2-メルカプトエタノール | Sigma-Aldrich | M3148 | βME |
| 30% アクリルアミドおよびビスアクリルアミド溶液、29:1 | Bio-Rad | 161-0156 | |
| 酢酸、氷河認定 ACS | Fisherl Chemical | A38C-212 | |
| 寒天、粒状 | BD Biosciences | DF0145-17-0 | |
| AKTA FPLC システム | GE Healthcare Life Sciences | AKTA 清浄機: Box-900、pH/C-900、UV-900、P-900、Frac-920 | |
| アミコンウルトラ-2遠心フィルターユニット | EMDミリポア | UFC201024 | 10 kDa |
| MWCOアンモニウム鉄(II)硫酸塩六水和物 | グマF-2262 | ||
| 硫酸アンモニウム(APS)錠 | レスコ | K833-100TABS | |
| アンピシリン | レスコ | 0339-25G | |
| バクトトリプトン | BDバイオサイエンス | DF0123173 | |
| BDバクト脱水培養培地添加物:ボトル酵母抽出物 | VWR | 90004-092 | |
| BIS-TRISプロパン、> = 99.0%(滴定) | シグマ-アルドリッチ | B6755-500G | |
| ブロモフェノールブルー | シグマアルドリッチ | B0126-25G | |
| クーマシーブリリアントブルー | アムレスコ | 0472-50G | |
| 共星96–まあフラット–ボトムEIAプレート | Bio-Rad | 2240096EDU | |
| DTT | P212121 | SV-DTT | |
| ダルベッコのリン酸緩衝生理食塩水 500ML | Sigma-Aldrich | D8537-500ML | PBS |
| 臭化エチジウム | サーモフィッシャーサイエンティフィック | BP1302 | |
| グリセロール | フィッシャーサイエンティフィック | G37-20 | |
| 粒状LBブロス | ミラーEMDバイオサイエンス | 1.10285.0500 | |
| 高解像度標準アガロー | AGTC バイオプロダクツ | AG500D1 | |
| イミダゾール | Sigma-Aldrich | I0250-250G | |
| IPTG | Goldbio | I2481C25 | |
| ロイペプチン | ロシュ | 11017128001 | |
| リゾチーム 鶏卵白 | Sigma-Aldrich | L6876-1G | |
| 塩化マグネシウム六水和物 | Amresco | 0288-1KG | |
| の微量的な分光光度計、キュベットの機能 | と サーモフィ | ッシャーND-2000C | |
| NaCl | P212121 | RP-S23020 | |
| Ni-NTAのスーパーフロー(100のml) | Qiagen | 30430 | |
| Novagen BL21のコンピテントな細胞EMD | のMillipore | 69-449-3 | SOC媒体を含んでいる |
| オレンジG | フィッシャーサイエンティフィック | 0-267 | |
| ペプスタチン | ゴールド | バイオテクノロジーP-020-25 | |
| PMSF | アムレスコ | 0754-25G | |
| プロトカテク酸 | フィッシャーサイエンティフィック | ICN15642110 P212121 | PCA |
| ドデシル硫酸ナトリウム | CI-00270-1KG | ||
| SpectraMax M2マイクロプレートリーダー | 分子デバイス | ||
| PESメンブレン付き滅菌ディスポーザブルフィルターユニット > 250mL | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 09-741-04 | |
| PESメンブレン付き滅菌ディスポーザブルフィルターユニット > 500mL | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 09-741-02 | |
| スーパースース 12 10/300 GL | GE ヘルスケアライフサイエンス | 17517301 | |
| TEMED | アムレスコ | 0761-25ML | |
| トリス ウルトラピュア | ゴジラ ファインケミカルズ | UTS1003 | |
| 台風 9410 可変モード蛍光イメージャー | GE ヘルスケア ライフサイエンス | ||
| UltraPure EDTA | Invitrogen/Gibco | 15575 | |
| ZnCl2 | Sigma-Aldrich | 208086 |
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
このJoVE記事のテキストまたは図の再利用許可をリクエスト
許可をリクエスト