Name: 大腸菌Site-Specifically アセチル化蛋白質を生成する安易なプロトコル (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-12-09T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 8 s
Description: 学ぶ、遺伝暗号拡張技術を用いて大腸菌で特定部位に均一にアセチル化されたタンパク質を生成する方法。翻訉後修飾の研究やタンパク質機能解析に応用可能な実験プロトコルです。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

この作品は、NIH (AI119813)、アーカンソー大学からスタートアップとアーカンソー生物科学研究所から賞によって支えられました。

1 ターゲット遺伝子のサイト指示された突然変異誘発
注: MDH は T7 プロモーター CloDF13起源とコピー数 20 に 4034 pCDF 1ベクトルで表されます。
<ol><li>プライマーによって遺伝子の位置 140 黄色停止コドンを導入 (プライマーを転送: GGTGTTTATGACタグAACAAACTGTTCGGCG、逆プライマー: GGCTTTTTTCAGCACTTCAGCAGCAATTGC)、サイト指示された突然変異誘発キットの指示に従います。</li>
	<li>野生型リンゴ酸脱水酵素の遺伝子を含んでいるテンプレート プラスミドを増幅する、ポリメラーゼ連鎖反応 (PCR) 反応による停止コドンの変異を挿入します。反応混合物で 2 X DNA ポリメラーゼ酵素ミックス 12.5 μ、10 μ M 前方プライマー、10 μ M 逆プライマーの 1.25 μ、1 μ L テンプレート DNA の 1.25 μ L なども (20 ng/μ L) (pCDF 1プラスミドの野生型 MDH 遺伝子を含んでいる)、ヌクレアーゼ フリー水の 9 μ L。<ol>
<li>PCR 反応パラメーターを使用して、次のように: 30 98 ° C で変性の初期 s;10 の 25 サイクル 98 ° c、30 秒 55 の ° C および 72 ° C、3 分で s72 ° C、3 分で最後の拡張。PCR 後環状とテンプレートの除去の部屋の温度で 1 時間キットからキナーゼ リガーゼ DpnI 酵素ミックスに直接増幅された材料を追加します。 注: 反応混合物には、1 μ L PCR、ヌクレアーゼ フリー水の 3 μ L、1 μ L の 10 X キナーゼ-リガーゼ-DpnI 酵素ミックス、5 μ L 反応バッファー X 2 の製品にはが含まれています。</li>
	</ol>
</li>
	<li>25 μ L のチューブに反作用の組合せの 5 μ L 解凍有能なエシェリヒア属大腸菌を追加キットから DH5α 細胞。慎重にミックスするチューブをフリックし、氷上で 30 分ヒート ショック 42 ° C、30 秒と場所追加 5 分間氷の上で混合物の混合物を配置します。<ol>
<li>混合物に室温カタボライト抑制 (SOC) メディア キットからスーパー最適スープ 600 μ L をピペット, 250 rpm で振とうしながら 37 ° C, 60 分インキュベート, 対応する抗生物質ホストゲノム スープ (LB) 寒天プレート上に 100 μ L を広める、250 rpm で振とうしながら 37 ° C で一晩インキュベートし、。</li>
	</ol>
</li>
	<li>対応する抗生物質を 6 mL の新鮮な LB メディアに 4-6 シングル コロニーをピックアップし、250 rpm で振とうしながら一晩を 37 ° C で孵化させなさい。製造元のマニュアル、後正しい位置で停止コドンの変異を確認するサービス プロバイダーのプロトコルによると DNA の塩基配列に送信プラスミド プラスミド精製キットで各一晩文化からプラスミドを抽出します。</li>
	<li>1 mL オーバー文化 300 μ L 100 %dmso を混合することによって-80 ° C で正しいシーケンスのひずみを格納します。</li>
</ol>2. アセチル化タンパク質の発現
<ol><li>33最適化された acetyllysyl tRNA 合成酵素の遺伝子を挿入し、tRNA を最適化されたPyl 32 pTechプラスミドに。構成lppプロモーター tRNA 合成酵素遺伝子を配置します。構成proKプロモーター34tRNA 遺伝子を配置します。<ol>
<li>共同式ベクトル34リンゴ酸脱水素酵素の変異タグを含む遺伝子を含むを変換し、による細胞解凍有能なエシェリヒア属大腸菌BL21(DE3) 25 μ L に最適化された acetyllysine 設立システムを有するプラスミド、10 s、およびさらに 5 分の氷の上の場所のための 42 ° C で熱ショック。</li>
		<li>混合物に室温 SOC のメディアの 600 μ L をピペット、275 rpm で振とうしながら 37 ° C, 60 分インキュベート、100 μ g/mL ストレプトマイシンと 50 μ G/ml のクロラムフェニ コール、プレート上に 100 μ L を広める、275 rpm で振とうしながら 37 ° C で一晩インキュベートします。</li>
	</ol>
</li>
	<li>板から単一コロニーをピックアップし、100 μ g/mL ストレプトマイシンと回転数が 250 rpm で振とうしながら一晩 37 ° C で 50 mL のチューブで 50 μ g/mL クロラムフェニ コール 15 ミリリットル新鮮な LB 媒体に接種します。15 mL 一晩かけて培養を 1 L フラスコで抗生物質で 300 mL の新鮮な LB メディアに転送し、250 rpm で振とうしながら, 37 ° C で。</li>
	<li>原液の 100 mM 4 ° C で保存をするために水の acetyllysine を溶解します。吸光度 600 0.5 に達すると成長媒体に 5 mM acetyllysine と 20 mM ニコチンアミド (脱アセチル化酵素の阻害剤) を追加 nm。<ol>
<li>250 rpm で揺れ、37 ° C でさらに 1 時間のための細胞を成長し、蛋白質の表現のための 0.5 mM IPTG を追加 180 rpm で振とうしながら一晩中、25 ° C で細胞を成長します。 注:式の条件は異なった蛋白質のための最適化を必要があります。</li>
	</ol>
</li>
	<li>4 ° C 15 分で 3,000 × g で遠心分離によって細胞を収集、上澄みを廃棄し、リン酸緩衝生理食塩水 (PBS) バッファー (10 mM ナ2HPO4、1.8 mM KH2PO4、137 mM の NaCl、KCl 2.7 mM) 細胞ペレットを洗浄します。10,000 x g で 5 分の 4 ° C で洗浄の細胞を収集、上澄みを廃棄し、細胞ペレット-80 ° C で保存</li>
</ol>3. アセチル化タンパク質の精製
<ol><li>氷の上の凍結細胞ペレットを解凍し、再 15 mL の換散バッファー (50 mM トリス (ヒドロキシメチル) アミノメタン (トリス) pH 7.8, 300 mM の NaCl、20 mM のイミダゾール、ニコチン酸アミド 20 mM) を持つ β-メルカプトエタノール、1 μ Benzonase ヌクレアーゼ (250 単位) の 5 μ L を中断します。</li>
	<li>30 の間隔で続いて 10 の s 短いバーストの 10 サイクル 70% 出力で 40 kHz 超音波処理によって細胞を壊す形粗抽出物を冷却するための s。4 ° C で 25 分 20,000 × g で遠心分離機原油を抽出します。0.45 μ m メンブレン フィルターで上清をフィルターし、ニッケル ニトリロ三酸 (Ni NTA) 樹脂 20 mL の水と 20 mL の溶解バッファーで平衡の 1 mL を含む列に読み込みます。 注:超音波が利用できない場合、穏やかな洗剤によって細胞を壊さもでした。</li>
	<li>20 mL の洗浄バッファー (50 mM Tris pH 7.8, 300 mM の NaCl、50 mM のイミダゾール、ニコチン酸アミド 20 mM) の列を洗浄し、2 ml の溶出バッファー (50 mM Tris pH 7.8, 300 mM の NaCl、150 mM のイミダゾール、ニコチン酸アミド 20 mM) の溶出します。</li>
	<li>PD 10 列、次の製造元のマニュアルでバッファー (25 mM Tris pH 7.8 と 10 mM NaCl) を脱塩溶出画分塩分を除きます。ブラッドフォード蛋白質の試金の試薬の命令に従うことによって溶離されたタンパク質の濃度を測定します。脱塩のタンパク質はさらに実験の準備ができて。 注:蛋白質の 50% グリセロール ストックを行いストレージ-80 ° C で維持します。</li>
</ol>4. アセチル化タンパクの生化学
<ol><li>
SDS ページ/質量分析法による分析。
	<ol>
<li>5 分の 105 ° C で 2 mL チューブにナトリウムの dodecyl 硫酸塩 (SDS) サンプル バッファー (5 μ L タンパク質サンプル 2 μ L 4 X SDS サンプルバッファーで) が付いている蛋白質を変性、10 2000 x g で混合物を遠心分離機 s、4-20% ナトリウム dodecyl 硫酸塩電気泳動法 electroph の負荷oresis (SDS-PAGE) ゲルし 30 分間 200 V で実行します。</li>
		<li>蒸留水でゲルを洗浄し、5 分、3 回繰り返すため軽く振る。水を捨て、Coomassie 青い汚れ穏やかな揺れで 1 時間でゲルを染色します。解除蒸留水でゲルを染色、振盪 30 分し、これは重複染色 3 回繰り返します。</li>
		<li>Coomassie 青いステンド SDS-PAGE ゲル 33 kDa のバンドをカットし、それを質量分析施設や企業、acetyllysine が設計された位置に組み込まれたことを確認するに送信します。 注: 質量分析のプロトコルは続いて前実験34です。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
西部にしみが付くこと
	<ol>
<li>SDS ページのゲルを実行手順 4.1 で同じプロトコルを使用します。ゲルを実行後、15 分の転送バッファー (25 mM トリス、192 mM グリシン、pH 8.3、20% メタノール) とゲルを浸します。</li>
		<li>0.2 μ m は、1 分のメタノール 7 × 8.5 cm ポリフッ化ビニリデン (PVDF) 二フッ化膜をアクティブにし、転送バッファー転送サンドイッチを準備する前にすすぎ。 注:メタノールは、皮膚への接触、眼との接触、摂取、または吸入した場合有害。深刻な露出過度は、死に至ることができます。</li>
		<li>(スポンジ、フィルター ペーパー、SDS-PAGE ゲル、PVDF 膜、フィルター ペーパー、スポンジ) 陽極に陰極から転送サンドイッチを作る。350 の定電流で実行転送タンクのスタックを入れて 45 分 mA。 注:転送時間は、最適化を必要があります。</li>
		<li>25 mL 含有トリス緩衝生理食塩水、0.1% と PVDF 膜を洗浄するトゥイーン 20 (TBST) (137 mM NaCl、20 mM トリス、0.1 のトゥイーン 20%, pH 7.6) 穏やかな揺れと 5 分のためのバッファー。室温で 1 時間 TBST バッファーで 5% ウシ血清アルブミン (BSA) で膜をブロックします。</li>
		<li>最終濃度 1 μ G/ml の穏やかな揺れで一晩 4 ° c と 5% BSA TBST 希釈の HRP 共役 acetyllysine 抗体を用いた膜を孵化させなさい。 注:高速な結果を得るには、1 時間室温でこの手順を実行することができます。抗体の希釈には、最適化を必要があります。</li>
		<li>手順を 4 回繰り返して、穏やかな揺れで 5 分 20 mL TBST バッファーを持つ膜を洗浄します。製造元の指示に従い、化学発光基質を膜に適用します。電荷結合素子 (CCD) カメラ ベースのイメージャで信号をキャプチャします。</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Krishna, R. G., Wold, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Post-translational+modification+of+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Enzymol+Relat+Areas+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Post-translational modification of proteins.</a> Adv Enzymol Relat Areas Mol Biol. 67, 265-298 (1993).</li>
<li>Lothrop, A. P., Torres, M. P., Fuchs, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deciphering+post-translational+modification+codes%5BTitle%5D)+AND+%22FEBS+Lett%22%5BJournal%5D)">Deciphering post-translational modification codes.</a> FEBS Lett. 587 (8), 1247-1257 (2013).</li>
<li>Walsh, C. T. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWalsh%2C+CT+%22Posttranslational+modification+of+proteins+%3A+expanding+nature%27s+inventory%22">Posttranslational modification of proteins : expanding nature's inventory</a>. , Roberts and Company Publishers. Englewood, Colorado. (2006).</li>
<li>Khoury, G. A., Baliban, R. C., Floudas, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Proteome-wide+post-translational+modification+statistics%3A+frequency+analysis+and+curation+of+the+swiss-prot+database%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Proteome-wide post-translational modification statistics: frequency analysis and curation of the swiss-prot database.</a> Sci Rep. 1, (2011).</li>
<li>Grotenbreg, G., Ploegh, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+biology%3A+dressed-up+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Chemical biology: dressed-up proteins.</a> Nature. 446 (7139), 993-995 (2007).</li>
<li>Arif, M., Selvi, B. R., Kundu, T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lysine+acetylation%3A+the+tale+of+a+modification+from+transcription+regulation+to+metabolism%5BTitle%5D)+AND+%22Chembiochem%22%5BJournal%5D)">Lysine acetylation: the tale of a modification from transcription regulation to metabolism.</a> Chembiochem. 11 (11), 1501-1504 (2010).</li>
<li>Cohen, T., Yao, T. P. <a target="_blank" href="http://stke.sciencemag.org/content/2004/245/pe42">AcK-knowledge reversible acetylation.</a> Science's STKE : signal transduction knowledge environment. (245), pe42(2004).</li>
<li>Drazic, A., Myklebust, L. M., Ree, R., Arnesen, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+world+of+protein+acetylation%5BTitle%5D)+AND+%22Biochim+Biophys+Acta%22%5BJournal%5D)">The world of protein acetylation.</a> Biochim Biophys Acta. 1864 (10), 1372-1401 (2016).</li>
<li>Escalante-Semerena, J. C. <a target="_blank" href="http://www.asmscience.org/content/journal/microbe/10.1128/microbe.5.340.1">Nε-acetylation control conserved in all three life domains.</a> Microbe. 5, 340-344 (2010).</li>
<li>Kouzarides, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acetylation%3A+a+regulatory+modification+to+rival+phosphorylation%3F%5BTitle%5D)+AND+%22The+EMBO+journal%22%5BJournal%5D)">Acetylation: a regulatory modification to rival phosphorylation?</a> The EMBO journal. 19 (6), 1176-1179 (2000).</li>
<li>Soppa, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein+acetylation+in+archaea%2C+bacteria%2C+and+eukaryotes%5BTitle%5D)+AND+%22Archaea%22%5BJournal%5D)">Protein acetylation in archaea, bacteria, and eukaryotes.</a> Archaea. , (2010).</li>
<li>Verdin, E., Ott, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((50+years+of+protein+acetylation%3A+from+gene+regulation+to+epigenetics%2C+metabolism+and+beyond%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Mol+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">50 years of protein acetylation: from gene regulation to epigenetics, metabolism and beyond.</a> Nat Rev Mol Cell Biol. 16 (4), 258-264 (2015).</li>
<li>Allfrey, V. G., Faulkner, R., Mirsky, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acetylation+and+Methylation+of+Histones+and+Their+Possible+Role+in+the+Regulation+of+Rna+Synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22P+Natl+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">Acetylation and Methylation of Histones and Their Possible Role in the Regulation of Rna Synthesis.</a> P Natl Acad Sci USA. 51, 786-794 (1964).</li>
<li>Phillips, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+presence+of+acetyl+groups+of+histones%5BTitle%5D)+AND+%22Biochem+j%22%5BJournal%5D)">The presence of acetyl groups of histones.</a> Biochem j. 87, 258-263 (1963).</li>
<li>Sterner, D. E., Berger, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acetylation+of+histones+and+transcription-related+factors%5BTitle%5D)+AND+%22Microbiology+and+molecular+biology+reviews%3A+MMBR%22%5BJournal%5D)">Acetylation of histones and transcription-related factors.</a> Microbiology and molecular biology reviews: MMBR. 64 (2), 435-459 (2000).</li>
<li>Glozak, M. A., Sengupta, N., Zhang, X., Seto, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acetylation+and+deacetylation+of+non-histone+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Gene%22%5BJournal%5D)">Acetylation and deacetylation of non-histone proteins.</a> Gene. 363, 15-23 (2005).</li>
<li>Close, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+emerging+role+of+lysine+acetylation+of+non-nuclear+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Mol+Life+Sci%22%5BJournal%5D)">The emerging role of lysine acetylation of non-nuclear proteins.</a> Cell Mol Life Sci. 67 (8), 1255-1264 (2010).</li>
<li>Iyer, A., Fairlie, D. P., Brown, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lysine+acetylation+in+obesity%2C+diabetes+and+metabolic+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Immunol+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Lysine acetylation in obesity, diabetes and metabolic disease.</a> Immunol Cell Biol. 90 (1), 39-46 (2012).</li>
<li>You, L., Nie, J., Sun, W. J., Zheng, Z. Q., Yang, X. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lysine+acetylation%3A+enzymes%2C+bromodomains+and+links+to+different+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Essays+Biochem%22%5BJournal%5D)">Lysine acetylation: enzymes, bromodomains and links to different diseases.</a> Essays Biochem. 52, 1-12 (2012).</li>
<li>Bonnaud, E. M., Suberbielle, E., Malnou, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Histone+acetylation+in+neuronal+%28dys%29function%5BTitle%5D)+AND+%22Biomol+Concepts%22%5BJournal%5D)">Histone acetylation in neuronal (dys)function.</a> Biomol Concepts. 7 (2), 103-116 (2016).</li>
<li>Fukushima, A., Lopaschuk, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acetylation+control+of+cardiac+fatty+acid+beta-oxidation+and+energy+metabolism+in+obesity%2C+diabetes%2C+and+heart+failure%5BTitle%5D)+AND+%22Biochim+Biophys+Acta%22%5BJournal%5D)">Acetylation control of cardiac fatty acid beta-oxidation and energy metabolism in obesity, diabetes, and heart failure.</a> Biochim Biophys Acta. 1862 (12), 2211-2220 (2016).</li>
<li>Kaypee, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aberrant+lysine+acetylation+in+tumorigenesis%3A+Implications+in+the+development+of+therapeutics%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacol+Ther%22%5BJournal%5D)">Aberrant lysine acetylation in tumorigenesis: Implications in the development of therapeutics.</a> Pharmacol Ther. 162, 98-119 (2016).</li>
<li>Tapias, A., Wang, Z. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lysine+Acetylation+and+Deacetylation+in+Brain+Development+and+Neuropathies%5BTitle%5D)+AND+%22Genomics+Proteomics+Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">Lysine Acetylation and Deacetylation in Brain Development and Neuropathies.</a> Genomics Proteomics Bioinformatics. 15 (1), 19-36 (2017).</li>
<li>Hu, L. I., Lima, B. P., Wolfe, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bacterial+protein+acetylation%3A+the+dawning+of+a+new+age%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+microbiology%22%5BJournal%5D)">Bacterial protein acetylation: the dawning of a new age.</a> Molecular microbiology. 77 (1), 15-21 (2010).</li>
<li>Jones, J. D., O'Connor, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein+acetylation+in+prokaryotes%5BTitle%5D)+AND+%22Proteomics%22%5BJournal%5D)">Protein acetylation in prokaryotes.</a> Proteomics. 11 (15), 3012-3022 (2011).</li>
<li>Bernal, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulation+of+bacterial+physiology+by+lysine+acetylation+of+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22New+biotechnol%22%5BJournal%5D)">Regulation of bacterial physiology by lysine acetylation of proteins.</a> New biotechnol. 31 (6), 586-595 (2014).</li>
<li>Hentchel, K. L., Escalante-Semerena, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acylation+of+Biomolecules+in+Prokaryotes%3A+a+Widespread+Strategy+for+the+Control+of+Biological+Function+and+Metabolic+Stress%5BTitle%5D)+AND+%22Microbiology+and+molecular+biology+reviews+%3A+MMBR%22%5BJournal%5D)">Acylation of Biomolecules in Prokaryotes: a Widespread Strategy for the Control of Biological Function and Metabolic Stress.</a> Microbiology and molecular biology reviews : MMBR. 79 (3), 321-346 (2015).</li>
<li>Ouidir, T., Kentache, T., Hardouin, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein+lysine+acetylation+in+bacteria%3A+Current+state+of+the+art%5BTitle%5D)+AND+%22Proteomics%22%5BJournal%5D)">Protein lysine acetylation in bacteria: Current state of the art.</a> Proteomics. 16 (2), 301-309 (2016).</li>
<li>Wolfe, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bacterial+protein+acetylation%3A+new+discoveries+unanswered+questions%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Genet%22%5BJournal%5D)">Bacterial protein acetylation: new discoveries unanswered questions.</a> Curr Genet. 62 (2), 335-341 (2016).</li>
<li>Albaugh, B. N., Arnold, K. M., Lee, S., Denu, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autoacetylation+of+the+histone+acetyltransferase+Rtt109%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biol+Chem%22%5BJournal%5D)">Autoacetylation of the histone acetyltransferase Rtt109.</a> J Biol Chem. 286 (28), 24694-24701 (2011).</li>
<li>Neumann, H., Peak-Chew, S. Y., Chin, J. W. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/nchembio/journal/v4/n4/full/nchembio.73.html">Genetically encoding Nε-acetyllysine in recombinant proteins.</a> Nat chem biol. 4 (4), 232-234 (2008).</li>
<li>Fan, C., Xiong, H., Reynolds, N. M., Soll, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rationally+evolving+tRNAPyl+for+efficient+incorporation+of+noncanonical+amino+acids%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Res%22%5BJournal%5D)">Rationally evolving tRNAPyl for efficient incorporation of noncanonical amino acids.</a> Nucleic Acids Res. 43 (22), e156(2015).</li>
<li>Bryson, D., et al. Continuous directed evolution of aminoacyl-tRNA synthetases to alter amino acid specificity and enhance activity. Nat Chem Biol. , (2017).</li>
<li>Venkat, S., Gregory, C., Sturges, J., Gan, Q., Fan, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Studying+the+Lysine+Acetylation+of+Malate+Dehydrogenase%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Studying the Lysine Acetylation of Malate Dehydrogenase.</a> J Mol Biol. 429 (9), 1396-1405 (2017).</li>
<li>Venkat, S., Gregory, C., Gan, Q., Fan, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biochemical+characterization+of+the+lysine+acetylation+of+tyrosyl-tRNA+synthetase+in+Escherichia+coli%5BTitle%5D)+AND+%22Chembiochem%22%5BJournal%5D)">Biochemical characterization of the lysine acetylation of tyrosyl-tRNA synthetase in Escherichia coli.</a> Chembiochem. 18 (19), 1928-1934 (2017).</li>
<li>Liu, C. C., Schultz, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adding+new+chemistries+to+the+genetic+code%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Biochem%22%5BJournal%5D)">Adding new chemistries to the genetic code.</a> Annu Rev Biochem. 79, 413-444 (2010).</li>
<li>Mukai, T., Lajoie, M. J., Englert, M., Soll, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rewriting+the+Genetic+Code%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Rewriting the Genetic Code.</a> Annu Rev Microbiol. , (2017).</li>
<li>O'Donoghue, P., Ling, J., Wang, Y. S., Soll, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Upgrading+protein+synthesis+for+synthetic+biology%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Chem+Biol%22%5BJournal%5D)">Upgrading protein synthesis for synthetic biology.</a> Nat Chem Biol. 9 (10), 594-598 (2013).</li>
<li>Chin, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Expanding+and+reprogramming+the+genetic+code+of+cells+and+animals%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Biochem%22%5BJournal%5D)">Expanding and reprogramming the genetic code of cells and animals.</a> Annu Rev Biochem. 83, 379-408 (2014).</li>
<li>O'Donoghue, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Near-cognate+suppression+of+amber%2C+opal+and+quadruplet+codons+competes+with+aminoacyl-tRNAPyl+for+genetic+code+expansion%5BTitle%5D)+AND+%22FEBS+Lett%22%5BJournal%5D)">Near-cognate suppression of amber, opal and quadruplet codons competes with aminoacyl-tRNAPyl for genetic code expansion.</a> FEBS Lett. 586 (21), 3931-3937 (2012).</li>
<li>Aerni, H. R., Shifman, M. A., Rogulina, S., O'Donoghue, P., Rinehart, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Revealing+the+amino+acid+composition+of+proteins+within+an+expanded+genetic+code%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Res%22%5BJournal%5D)">Revealing the amino acid composition of proteins within an expanded genetic code.</a> Nucleic Acids Res. 43 (2), e8(2015).</li>
<li>Huang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+convenient+method+for+genetic+incorporation+of+multiple+noncanonical+amino+acids+into+one+protein+in+Escherichia+coli%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Biosyst%22%5BJournal%5D)">A convenient method for genetic incorporation of multiple noncanonical amino acids into one protein in Escherichia coli.</a> Mol Biosyst. 6 (4), 683-686 (2010).</li>
<li>Venkat, S., et al. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2211-5463.12320/abstract">Genetically encoding thioacetyl-lysine as a nondeacetylatable analog of lysine acetylation in Escherichia coli.</a> FEBS Open. , (2017).</li>
<li>Wan, W., Tharp, J. M., Liu, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pyrrolysyl-tRNA+synthetase%3A+an+ordinary+enzyme+but+an+outstanding+genetic+code+expansion+tool%5BTitle%5D)+AND+%22Biochim+Biophys+Acta%22%5BJournal%5D)">Pyrrolysyl-tRNA synthetase: an ordinary enzyme but an outstanding genetic code expansion tool.</a> Biochim Biophys Acta. 1844 (6), 1059-1070 (2014).</li>
<li>Gregoretti, I. V., Lee, Y. M., Goodson, H. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+evolution+of+the+histone+deacetylase+family%3A+functional+implications+of+phylogenetic+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Molecular evolution of the histone deacetylase family: functional implications of phylogenetic analysis.</a> J Mol Biol. 338 (1), 17-31 (2004).</li>
<li>Weinert, B. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acetyl-phosphate+is+a+critical+determinant+of+lysine+acetylation+in+E.+coli%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+cell%22%5BJournal%5D)">Acetyl-phosphate is a critical determinant of lysine acetylation in E. coli.</a> Mol cell. 51 (2), 265-272 (2013).</li>
</ol>

著者が明らかに何もありません。

NcAA 充電 tRNA によって割り当てられたコドン、ほとんど黄色停止コドン UAG36,37,38,39, の抑制をに基づいて遺伝的非カノニカル アミノ酸 (ncAAs) 定款対応するアンチコドンを含みます。UAG コドンはリリース要因-1 (RF1) 細菌の認識として知られている、それも抑制できる標準的なアミノ酸 (cAAs) によって起訴のホストから同種の Trna 近くリジン、チロシンの40,41など。だから、ncAA 定款の純度は ncAA 充電 Trna 間と同種の Trna 近く cAA 課金競争に依存する一方、UAG コドンで ncAA 定款効率は ncAA 充電 Trna と RF1、間の競争に依存します。低収量とアセチル化ターゲット蛋白質の純度は...

タンパク質の翻訳後修飾 (Ptm)、翻訳プロセスの後、遺伝子を含むほぼすべての生物学的プロセスに重要な役割を果たすアミノ酸残基を官能基の共有結合の付加から発生します。転写、ストレス応答、細胞分化、代謝1,2,3。までに、約 400 の特徴的な Ptm は識別された4をされています。ゲノム、プロテオームの複雑さとローカライズ、およびタンパク質の活性を調節する蛋白質、核酸、脂質、補因子5など他の分子との相互作用に影響を与えるタンパク質 Ptm によってかなりの程度まで増幅されています。
タンパク質アセチル化は最後の二十年6,7,8,9,10、11,12Ptm 研究の最前線にされています。リジンのアセチル化最初発見されたヒストンで 50 年以上前1314,,も精査されている、80 以上の転写因子、規制当局、および様々 なタンパク質15に存在する知られています。 16,17。タンパク質アセチル化に関する研究だけでなく、その規制メカニズムのより深い理解を提供してくれました、またガイド数機能不全のアセチル化18,19,によって引き起こされる病気のための治療20,21,22,23. リジンのアセチル化は、真核生物でのみ発生が、最近の調査示したタンパク質アセチル化はまた細菌の生理学、走化性、耐酸性、活性化、安定化など重要な役割を果たしていると考えられていた病原性島と他の病原性関連蛋白質24,25,26,27,28,29。
サイト指示された突然変異誘発にリジンのアセチル化の生化学的特徴を一般的に使用されるメソッドで使用します。グルタミンは、同様の大きさと極性のため acetyllysine の模倣として使用されます。それは生理学的な条件の下で、正の電荷を保持がアセチル化されることができないので、アルギニンがリジンのアセチル化非模倣として活用されています。ただし、両方の模倣は実際ジペプチドイソ スターではない、常に30の期待どおりの結果を得られない。最も厳密なアプローチは、困難または不可能自然7,11にリジンのアセチル化の低い化学量論のための最も古典的な方法である特定リジン残基のアセチル化均一蛋白質を生成することです。この挑戦は組み換えピロリジル tRNA 合成酵素を採用し遺伝コードの拡大戦略で解明されてしている tRNA を充電するMethanosarcinaceae種からバリアントと acetyllysine、Pyl利用ホスト並進機械、UAG を抑制するため、mRNA のコドンを停止し、ターゲット蛋白質31の設計位置に acetyllysine の設立を指示します。最近、我々 はこのシステム改善の EF-Tu 結合 tRNA32とアップグレードされた acetyllysyl tRNA 合成酵素33を最適化してきました。さらに、リンゴ酸脱水素酵素34とチロシル tRNA 合成酵素35のアセチル化研究のこの強化された定款システムを適用しました。ここで、実証例として広く検討したリンゴ酸デヒドロゲナーゼ (MDH) を使用して、生化学的同定分子クローニングから純粋なアセチル化タンパク質を生成するためのプロトコルを示す.

<table><tbody><tr><td>Bradford Protein Assay</td><td>Bio-Rad</td><td>5000006</td><td>Protein concentration</td></tr><tr><td>4x Laemmli Sample Buffer</td><td>Bio-Rad</td><td>1610747</td><td>SDS Sample Buffer</td></tr><tr><td>Coomassie G-250 Stain</td><td>Bio-Rad</td><td>1610786</td><td>SDS-PAGE gel staining</td></tr><tr><td>4-20% SDS-PAGE ready gel</td><td>Bio-Rad</td><td>4561093</td><td>Protein determination</td></tr><tr><td>Ac-K-100 (HRP Conjugate)</td><td>Cellシグナル伝達</td><td>6952</td><td>抗体</td></tr><tr><td>IPTG</td><td>CHEM-IMPEX</td><td>194</td><td>発現誘導剤</td></tr><tr><td>N&epsilon;-アセチル-L-リジン</td><td>CHEM-IMPEX</td><td>5364</td><td>非標準アミノ酸</td></tr><tr><td>PD-10 脱塩カラム</td><td>GE ヘルスケア</td><td>17085101</td><td>脱塩</td></tr><tr><td>Q5 部位特異的変異導入キット</td><td>NEB</td><td>E0554</td><td>停止コドン</td></tr><tr><td>BL21 (DE3) 細胞</td>の紹介 <td>NEB</td><td>C2527</td><td>発現株</td></tr><tr><td>QIAprep スピン ミニプレップキット</td><td>QIAGEN</td><td>27106</td><td>プラスミドの抽出</td></tr><tr><td>Ni-NTA樹脂</td><td>QIAGEN</td><td>30210</td><td>アフィニティー精製樹脂</td></tr><tr><td>ニコチン酸アミド</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>N3376</td><td>脱アセチル化酵素阻害剤</td></tr><tr><td>&β;-メルカプトエタノール</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M6250</td><td>還元剤</td></tr><tr><td>BugBuster タンパク質抽出試薬</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>70584</td><td>細胞</td></tr><tr><td>破壊 ベンゾナーゼヌクレアーゼ</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>E1014</td><td>DNase</td></tr><tr><td>ECL ウェスタンブロッティング 基質</td><td>ThermoFisher</td><td>32106</td><td>化学発光</td></tr><tr><td>プレミックス LBブロス</td><td>VWR</td><td>97064</td><td>細胞増殖培地</td></tr><tr><td>ウシ血清アルブミン</td><td>VWR</td><td>97061-416</td><td>ウェスタンブロットブロッキング</td></tr></tbody></table>

大腸菌site-specifically アセチル化蛋白質を生成する安易なプロトコル

A Facile Protocol to Generate Site-Specifically Acetylated Proteins in Escherichia Coli

ポスト翻訳の修正蛋白質の特定の位置で発生するさまざまな細胞プロセスで重要な役割を果たすに示されています。その中で、リバーシブルのリジンのアセチル化の一つです最も広く分散の生活のすべての領域でさらに多くの acetylome の質量分析を用いた研究が行われているが、これらの推定のアセチル化ターゲットの特性は制限されています。1 つの可能な理由はほとんどの古典的な生化学的アプローチによって目的の位置でアセチル化された純粋なタンパク質を生成する難しさ。この課題を克服するために遺伝コードの拡張手法が適用されて翻訳共役の設立を指示するペア組み換えピロリジル tRNA 合成酵素バリアント、およびMethanosarcinaceae種からの同種の tRNA を使用するには興味の蛋白質の特定のサイトで acetyllysine のヒストンのアセチル化の研究では、最初のアプリケーションの後、このアプローチは、様々 なタンパク質のアセチル化研究を促進しています。この作品では、ホストとしてモデル細菌エシェリヒア属大腸菌を用いた site-specifically アセチル化蛋白質を生成する安易なプロトコルを示した。リンゴ酸脱水素酵素は、この作品での実証例として使用されました。

アセチル化 MDH タンパク質の収量野生型 MDH のあった 1 L 文化あたり 31 mg 1 L 文化あたり 15 mg であった。図 1に示すように、浄化された蛋白質は SDS のページによって分析されました。野生型 MDH は34の肯定的な制御として使用されました。成長媒体の細胞の acetyllysine (AcK) 設立システムと変異mdh遺伝子から、AcK を返さずを精製したタンパク質は、ネガティブ コントロールとして使用されました。浄化された蛋白質のリジンのアセチル化は、西部しみが付く使用して図 2に示すように、acetyllysine 抗体によって検出されました。リンゴ酸デヒドロゲナーゼのリジン残基 140 のアセチル化は、図 3に示すように、タンデム質量分析によって確認されました。
<p class="...

遺伝コードの拡張は、タンパク質アセチル化を含む、生物学的プロセスの広い範囲を研究するための強力なツールとして機能します。均一に生成するためのこの手法を悪用する安易なプロトコルをアセチル化したタンパク質の大腸菌細胞の特定のサイトを示します。

大腸菌Site-Specifically アセチル化蛋白質を生成する安易なプロトコル

Post-translational modifications that occur at specific positions of proteins have been shown to play important roles in a variety of cellular processes. ...

この研究では、大腸菌を発現宿主として使用することにより、特定の部位で均一にアセチル化されたタンパク質を生成するための簡単なプロトコルを示します。タンパク質の可逆的なリジンアセチル化は、自然界で最も豊富な翻訳後修飾の1つです。遺伝子の転写、ストレス応答、細胞分化、代謝など、幅広い生物学的プロセスで重要な役割を果たしています。設計位置で純粋にアセチル化されたタンパク質を生成することは、タンパク質のアセチル化を研究するのに非常に役立ちます。ただし、ほとんどの古典的な方法では困難です。この課題は、遺伝暗号拡張技術によって解決されました。これは、遺伝子操作されたピロリジルtRNA合成酵素バリアントを利用してtRNA-Pylにアセチルリジンをチャージし、次にホスト翻訳機構を利用してmRNAのUAG終止コドンを抑制し、標的タンパク質の設計位置にアセチルリジンを組み込むように指示します。まず、琥珀色の終止コドンを部位特異的突然変異誘発によって標的遺伝子の対応する位置に導入する必要があります。野生型タンパク質の遺伝子を含むテンプレートプラスミドを増幅し、PCR反応によりプライマーから停止コドン変異を挿入する。PCR後、増幅した材料をキナーゼ-リガーゼ-Dpn1酵素ミックスに直接室温で1時間加え、環状化とテンプレート除去を行います。25マイクロリットルのチューブに5マイクロリットルの混合物を加え、有能な大腸菌細胞を解凍します。チューブを慎重にフリックして混合し、混合物を氷の上に30分間置きます。混合物を摂氏42度で30秒間ヒートショックし、さらに5分間氷の上に置きます。混合物に室温のSOC媒体の600マイクロリットルをピペットで分ける。37°Cで60分間振とうしながらインキュベートします。対応する抗生物質と一緒にプレートに100マイクロリットルを広げ、摂氏37度で一晩インキュベートします。単一コロニーからのプラスミドは、シーケンシングに送られます。第2のステップは、部位特異的なアセチル化タンパク質を発現および精製することです。プレートから、変異したTAG含有標的遺伝子とアセチルリジン取り込みシステムを含む単一のコロニーをピックアップします。15ミリリットルの新鮮なLB培地に対応する抗生物質を摂氏37度で一晩接種します。15ミリリットルの一晩培養物を抗生物質を含む300ミリリットルの新鮮なLB培地に移し、摂氏37度でインキュベートします。吸光度が600ナノメートルで5に達したときに、成長培地の最終濃度として5ミリモルのアセチルリジンと20ミリモルのニコチンアミドを添加します。摂氏37度でさらに1時間細胞を増殖させます。次に、タンパク質発現のための誘導剤を添加し、摂氏25度で一晩で細胞を増殖させます。3, 000 gで15分間遠心分離して細胞を収集します。上清を捨て、細胞ペレットを

a-facile-protocol-to-generate-site-specifically-acetylated-proteins

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

免疫学と感染症

この5日間のプロトコルは、すべての手順、機器、およびベースの効率的な内在大腸菌ゼロからTX-TLの無細胞発現系を作成し、実行するために必要な追加ソフトウェアの概要を説明します。試薬を用いて、プロトコルは8セットアップ時間以下の反応、収集、およびプロセスデータをとる。...

実装するためのプロトコルエシェリヒア·コリに基づくTX-TLの無細胞発現系

この記事では、目的のタンパク質と大腸菌の他の因子との間の相互作用を監視するために、パルスチェイス無線標識と部位特異的なフォトクロスリンクを組み合わせて使用する方法を示します。従来の化学的架橋法とは異なり、このアプローチは、生細胞内の秩序あるアセンブリ経路の高解像度の「スナップショット」を生成します。...

部位特異的架橋法を用いた分泌細菌病原性因子の集合体のモニタリング

非標準的なアミノ酸類似体のタンパク質への残留特異的な取り込みのための使いやすい無細胞発現プロトコルが、医学、薬学、構造、機能研究のために紹介されています。...

使用モデルタンパク質への非標準アミノ酸の残基特異的取り込み<em&gt;エシェリヒア・コリ</em&gt;無細胞転写翻訳システム

ここでは、アジド含有アミノ酸を遺伝的に取り込み、続いてアジドを分子プローブとカップリングすることにより、抗体フラグメントに化学プローブを部位特異的に導入するプロトコールを提示します。これは、ひずみ促進型アジド-アルキン環化付加(SPAAC)によるものです。...

ひずみ促進アジド - アルキン環付加することにより、効率的で部位特異的抗体ラベリング

単一分子レベルでの高精度FRET実験のプロトコールをここに示します。さらに、この方法論は、N-メチル-D-アスパラギン酸（NMDA）受容体のリガンド結合ドメインにおける3つの構造状態を同定するために使用することができる。正確な距離を決定することは、FRET実験に基づく構造モデルを構築するための第一歩です。...

生体分子構造決定のための単分子レベルでの高精度FRET

糖タンパク質の生化学的および構造解析では、均質な試料の比較的大量を必要とします。反応システイン...

組換えタンパク質の部位特異的糖体外のシステインのチオール基を対象と

合成生物学は、非正規のアミノ酸の co-translational の挿入を使用して前例のないプロパティとタンパク質工学を可能です。ここでは、我々 は選択圧定款 (SPI) 経由のエシェリヒア属大腸菌の「ゴールド」蛍光タンパク質 (GdFP) と呼ばれる、蛍光分光特性を持つ型 GFP...

非正規のアミノ酸の選択圧による 'ゴールデン' 蛍光と質量分析法と蛍光タンパク質解析工学

このプロトコルの詳細手順、コスト、および大腸菌を生成に必要な装置・細胞抽出液をベースし、4 日間以内の in...

大腸菌の無細胞タンパク質合成のベース: 堅牢な柔軟性とアクセス可能なプラットフォーム技術のためのプロトコル

フランスのプレスを用いた大腸菌の異種発現と細胞の分解によって産生される膜小胞製剤におけるプロトン駆動膜トランスポーターの特性評価方法について説明する。...

大腸菌における異種発現による膜トランスポーターの特性評価と膜小胞の産生

ここでは、遺伝子コード拡張を用いてアセチル化ヒストンタンパク質を発現し、再構成されたヌクレオソームをインビトロで組み立てる方法を紹介する。...

大腸菌の遺伝子コード拡張を用いた核組換えのためのヒストンの特異的なリジンアセチル化

本研究では、遺伝暗号拡張を利用して、大 腸菌...

大 腸菌 および哺乳類細胞における遺伝コード拡張による部位特異的リジンラクチル化

学ぶ、遺伝暗号拡張技術を用いて大腸菌で特定部位に均一にアセチル化されたタンパク質を生成する方法。翻訉後修飾の研究やタンパク質機能解析に応用可能な実験プロトコルです。

大腸菌Site-Specifically アセチル化蛋白質を生成する安易なプロトコル

さらに動画を探す