INADタンパク質複合体の組み立て機構に基づいて、このプロトコールでは、内因性 ショウジョウバエ TRPチャネルを精製するための改変アフィニティー精製プラス競合戦略が開発された。
方法論記事
* These authors contributed equally
INADタンパク質複合体の組み立て機構に基づいて、このプロトコールでは、内因性 ショウジョウバエ TRPチャネルを精製するための改変アフィニティー精製プラス競合戦略が開発された。
ショウジョウバエ の光形質導入は、既知の最速のGタンパク質結合シグナル伝達経路の1つである。このカスケードの特異性と効率を確保するために、カルシウム(Ca2+)透過性陽イオンチャネル、一過性受容器電位(TRP)は、足場タンパク質に強固に結合し、不活性化後電位D(INAD)、および眼特異的プロテインキナーゼC(ePKC)およびホスホリパーゼCβ/無受容体電位A(PLCβ/NORPA)との大きなシグナル伝達タンパク質複合体を形成する。しかしながら、 ショウジョウバエ TRPチャネルの生化学的特性は依然として不明である。INADタンパク質複合体の集合機構に基づいて、内因性TRPチャネルを精製するための改変アフィニティー精製+競合戦略が開発された。まず、精製ヒスチジン(His)タグ付きNORPA 863-1095フラグメントをNiビーズに結合させ、 ショウジョウバエ 頭部ホモジネートから内因性INADタンパク質複合体をプルダウンするための餌として使用した。次いで、過剰に精製されたグルタチオンSトランスフェラーゼ(GST)タグ付きTRP 1261〜1275フラグメントをNiビーズに添加し、TRPチャネルと競合させた。最後に、上清中のTRPチャネルを、サイズ排除クロマトグラフィーによって過剰なTRP 1261〜1275ペプチドから分離した。この方法は、 ショウジョウバエ TRPチャネルのゲーティング機構を生化学的および構造的角度の両方から研究することを可能にする。精製 ショウジョウバエ TRPチャネルの電気生理学的特性は、将来的にも測定することができる。
光形質導入は、吸収された光子がニューロンの電気コードに変換されるプロセスです。脊椎動物と無脊椎動物の両方でオプシンと以下のGタンパク質結合シグナル伝達カスケードを独占的に中継する。ショウジョウバエでは、5つのPDZドメインを用いて、足場タンパク質不活性化後電位D(INAD)が、一過性受容器電位(TRP)チャネル、ホスホリパーゼCβ/No受容体電位A(PLCβ/NORPA)、および眼特異的プロテインキナーゼC(ePKC)からなる超分子シグナル伝達複合体を組織する1。この超分子シグナル伝達複合体の形成は、ショウジョウバエの光形質導入機構の正しい細胞内局在化、高効率、および特異性を保証する。この複合体において、光感受性TRPチャネルは、NORPAの下流エフェクターとして作用し、カルシウム流入および光受容体の脱分極を媒介する。以前の研究は、ショウジョウバエTRPチャネルの開放がプロトン、局所脂質環境の破壊、または機械的力によって媒介されることを示した2,3,4。ショウジョウバエTRPチャネルはまた、カルモジュリン5と相互作用し、正および負の両方のフィードバック6,7,8によってカルシウムによって調節される。
これまでのところ、ショウジョウバエTRPおよびTRP様(TRPL)チャネルのゲーティング機構に関する電気生理学的研究は、摘出された膜パッチ、解離した野生型ショウジョウバエ光受容体からの全細胞記録、およびS2、SF9、またはHEK細胞2、9、10、11、12、13におけるヘテロ発現チャネルに基づいていたが、精製チャネルでは基づいていなかった。全長ショウジョウバエTRPチャネルの構造情報も不明のままである。再構成された膜環境における精製タンパク質の電気生理学的特性を研究し、全長ショウジョウバエTRPチャネルの構造情報を得るためには、哺乳動物のTRPチャネル研究で使用される方法論と同様に、精製全長TRPチャネルを得ることは必要な第1ステップである14、15、16、17。
最近、INADタンパク質複合体18、19、20の集合機構に基づいて、ストレプトアビジンビーズ5によってショウジョウバエ頭部ホモジネートからTRPチャネルを精製するためのアフィニティー精製プラス競合戦略が最初に開発された。ストレプトアビジンビーズの低容量で高価なコストを考慮して、Hisタグ付き餌タンパク質と、はるかに高い容量の対応する低コストのNiビーズを使用する改良された精製プロトコルがここで紹介されています。提案手法は,TRPチャネルのゲーティング機構を構造的角度から研究し,精製タンパク質を用いてTRPチャネルの電気生理学的性質を測定するのに役立つ.
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. GSTタグ付きTRPおよびHISタグ付きNORPAフラグメントの精製
2. ショウジョウバエ の頭の調製
ショウ ジョウバエ TRPチャネル精製
ショウ ジョウバエ TRPチャネルのサイズ排除カラム精製
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。
この記事では、内因性の ショウジョウバエ TRPチャネルを精製するためのタンパク質精製方法が実証されています(図1)。
まず、組換えタンパク質の発現および精製を適用して、餌および競合タンパク質を得る。次いで、GSTタグ付きTRP 1261-1275フラグメントをLB培地中の 大腸菌 BL21(DE3)細胞で発現させ、グルタチオンビーズおよびサイズ排除カラムを用いて精製した(図2)。サンプルを、クーマシーブルーR250染色によるSDS−PAGE分析を用いて検証した。SDS-PAGEサンプル調製プロセスでは、30μLのタンパク質サンプルを10μLの4xローディング色素と混合し、100°Cで10分間煮沸します。次いで、15μLのゆでサンプルを各ウェルに個別にロードする。Hisタグ付きNORPA 863-1095フラグメントは、LB培地中の 大腸菌 BL21(DE3)細胞でも同様に発現し、Niビーズおよびサイズ排除カラ...
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。
5つのPDZドメインを含むINADは、ショウジョウバエの光形質導入機構の中核をなす組織者です。以前の研究では、INAD PDZ3がTRPチャネルC末端尾部に絶妙な特異性(KD=0.3μM)で結合することを示していました18。INAD PDZ45タンデムは、非常に高い結合親和性(KD=30nM)を有するNORPA 863−1095断片と相互作用する。これらの知見は、アフィニティー精製と競合戦略を設計するための強固な生化学的基盤を提供し、ノルパCC-PBMフラグメントをプルダウンベイトとして使用することを可能にし、TRP C末端尾部(フラグメント1261-1275)は競合試薬として機能する。したがって、この方法の最初の臨界点は、INAD複合体の集合機構を理解し、十分なNORPAおよびTRP断片を得ることである。同時に、TRPチャネルは膜から抽出して溶液中で安定化する必要がある膜タンパク質であるため、洗剤の使用はこの方法の第2の臨界点である。TRPチャネル24,25...
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。
著者らには開示するものは何もありません。
この研究は、中国国家自然科学財団(第31870746号)、深セン基礎研究費補助金(JCYJ20200109140414636)、および中国広東省自然科学財団(第2021A1515010796号)の支援を受けてW. L.私たちは、この原稿の準備中に言語的支援をしてくれたLetPub(www.letpub.com)に感謝します。
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。
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| Bacterial strains | |||
| BL21(DE3) Competent Cells | Novagen | 69450 | タンパク質の過剰発現 |
| Experiment models | |||
| D.melanogaster: W1118 | Bloomington Drosophila Stock Center | BDSC:3605 | ショウジョウバエヘッド準備 |
| Material | |||
| 20/30/40メッシュステンレス鋼ふるい | Jiufeng金属メッシュ会社 | GB / T6003.1 | ショウジョウバエヘッド準備 |
| 30%アクリルアミド-N、N′-メチレンビスアクリルアミド(29:1) | Lablead | A3291 | SDS-PAGEゲル調製 |
| 硫酸アンモニウム | Invitrogen | HC2005 | SDS-PAGEゲル調製 |
| カクテルプロテアーゼ阻害剤 | Roche | 05892953001 | プロテアーゼ阻害剤 |
| Coomassie brilliant blue R-250 | Sangon Biotech | A100472-0025 | SDS-PAGEゲル染色 |
| DL-Dithiothreitol (DTT) | Sangon Biotech | A620058-0100 | サイズ排除カラムバッファー調製 |
| エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩(EDTA) | Sangon Biotech | A500838-0500 | サイズ排除カラムバッファー調製 |
| Glycine | Sangon Biotech | A610235-0005 | SDS-PAGEバッファー |
| 調製 グルタチオンセファロース4 Fast Flowビーズ | Cytiva | 17513202 | アフィニティークロマトグラフィー |
| イミダゾール | Sangon Biotech | A500529-0001 | 溶出バッファーNiカラム |
| イソプロピル-β-D-チオガラクトピラノシド(IPTG) | Sangon Biotech | A600168-0025 | 過剰発現の誘導 |
| LBブロスパウダー | Sangon Biotech | A507002-0250 | E.coli.細胞培養 |
| L-グルタチオン還元型(GSH) | Sigma-aldrich | G4251-100G | グルタチオンビーズ |
| 用溶出緩衝液調製Ni-セファロースエクセルビーズ | Cytiva | 17371202 | アフィニティークロマトグラフィー |
| N-ドデシルβ-D-マルトシド (DDM) | Sangon Biotech | A610424-001 | タンパク質精製用洗剤 |
| N,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン (TEMED) | Sigma-aldrich | T9281-100ML | SDS-PAGE ゲル調製 |
| PBS | Sangon Biotech | E607008-0500 | E.coli.細胞用ホモジナイズバッファー |
| PMSF | Lablead | P0754-25G | プロテアーゼ阻害剤 |
| 染色済みタンパク質マーカー | Thermo Scientific | 26619/26616 | 染色済みタンパク質ラダー |
| サイズ排除カラム(調製グレード) | Cytiva | 28989336 | HiLoad 26/60 Superdex 200 PG カラム |
| サイズ排除カラム(分析グレード) | Cytiva | 29091596 | Superose 6 Increase 10/300 GL カラム |
| 塩化ナトリウム | Sangon Biotech | A501218-0001 | タンパク質精製バッファー調製 |
| ドデシル硫酸ナトリウム(SDS) | Sangon Biotech | A500228-0001 | SDS-PAGE ゲル/バッファー調製 |
| Tris base | Sigma-aldrich | T1503-10KG | タンパク質精製バッファー調製 |
| 限外ろ過スピンカラム | ミリポア | UFC901096/801096 | タンパク質濃度 |
| <ストロング>機器 | |||
| 分析天びん | デンバー | APX-60 | メタジ ショウジョウバエ ヘッド |
| 15mLおよび50mLコニカル遠心チューブ用卓上高速冷蔵遠心分離機 | エッペンドルフ | 5810R | タンパク質濃度 |
| 卓上高速冷蔵遠心分離機 1.5mL 遠心分離チューブ | Eppendorf | 5417R | 均質化後のショウジョウバエヘッド溶解液の遠心分離 |
| 空の重力フローカラム (内径=1.0cm) | バイオ・ラッド | 738-0015 | TRP タンパク質精製 |
| 空の重力フローカラム (内径=2.5cm) | バイオ・ラッド | 738-0017 | E.coli. |
| Gelドキュメンテーションシステムから | バイオ・ラッド | ユニバーサルフードII ゲルドックXRシステム | SDS-PAGEイメージング |
| 高速冷蔵遠心分離機 | ベックマン・コールター | アバンティJ-26 XP < | em>E.coli.細胞/細胞溶解液の遠心分離 |
| 高圧ホモジナイザー | UNION-BIOTECH | UH-05 | E.coli.細胞の均質化 |
| 液体窒素タンク | Taylor-Wharton | CX-100 | Drosophila head preparation |
| タンパク質精製システム | Cytiva | AKTA 精製器 | タンパク質精製 |
| 冷蔵庫 (-80°C;C) | サーモ | 900GP | em>ショウジョウバエ ヘッド調製 |
| 分光光度計 | MAPADA | UV-1200 | OD600 E.coli.細胞の測定 |
| 分光光度計 | サーモサイエンティフィック | NanoDrop 2000c | タンパク質濃度の測定 |
| 超遠心分離機 | ベックマン・コールター | オプティマ XPN-100 超遠心分離機 | 超遠心分離 |
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