질량 분석법 (APMS)와 함께 태그 단백질의 친 화성 정화는 단백질 상호 작용 네트워크의 체계적인지도 및 생물학적 과정의 기계론의 기초를 조사하기위한 강력한 방법입니다. 여기, 우리는 세균 용으로 개발 된 최적화 된 연속 펩타이드 친 화성 (SPA) APMS 절차를 설명 대장균도 셀 당 낮은 사본 번호부터 근처의 동질성에 안정적인 멀티 단백질 복합체를 분리하고 특성화하는 데 사용할 수있는.
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질량 분석법 (APMS)와 함께 태그 단백질의 친 화성 정화는 단백질 상호 작용 네트워크의 체계적인지도 및 생물학적 과정의 기계론의 기초를 조사하기위한 강력한 방법입니다. 여기, 우리는 세균 용으로 개발 된 최적화 된 연속 펩타이드 친 화성 (SPA) APMS 절차를 설명 대장균도 셀 당 낮은 사본 번호부터 근처의 동질성에 안정적인 멀티 단백질 복합체를 분리하고 특성화하는 데 사용할 수있는.
대부분의 세포 프로세스 macromolecular 어셈블리, 단백질 - 단백질 상호 작용의 체계적인 식별 (PPI)와 단지는 유전자 기능에 대한 통찰력을 제공하고 생물 시스템 1, 2의 이해를 향상시킬 수 있습니다 다중 단백질의 subunit 구성의 식별에 의해 중재되기 때문입니다. 물리적 상호 작용 대량 분석법 (APMS)와 함께 chromosomally 태그 단백질의 친 화성 정화에 따라 거의 생리적 조건 하에서 내생 단백질 단지의 높은 신뢰 vialarge 규모의 절연 및 특성에 매핑 할 수 있습니다. 이러한 접근 방식이 성공적으로 효모, 파리, 웜, 포유류의 세포 및 박테리아 1-6 등의 evolutionarily 다양한 생물에 적용되었습니다. 특히, 우리는 GE를 사용하여 양식 그람 음성 대장균에서 선호도 - 정화 기본 단백질 단지의 카르복시 - 터미널 순차적 펩타이드 선호도 (SPA) 듀얼 태그 시스템을 생성 한기본 생물학, prokaryotes 1, 2, 7 보존 프로세스의 게놈 전체의 조사에 적합 아르 netically - 다루기 쉬운 호스트 실험실 변종. 우리 SPA 태그 시스템은 효모 8, 9 원래 개발 된 직렬 선호도 정화 방법 유사하며, calmodulin 바인딩 구체적인 담배 에칭 바이러스 (TEV) 단백 분해 효소의 절단 사이트에서 다음 펩타이드 (CBP) 및 사본 3 부를 구성되어 있습니다 연관성 농축의 연속 2 발을 허용 플래그 에피토프 (3 배 플래그)의. 카세트 증폭 후, SPA-태그와 선택 마커를 인코딩 순서 특정 선형 PCR 제품은 통합되어 transiently 고효율 heterologous 박테리오파지 람다 재결합 시스템 (10)을 표현하도록 유도하는 DY330 배경으로 카르복시 - 터미널 fusions와 같은 프레임으로 표현. calmodulin 및 안티 플래그 연관성 구슬을 사용하여 후속 듀얼 단계 정화는 높은 선택을 가능하게대규모 문화도 낮은 풍부한 단백질 단지의 효율적인 복구. 직렬 질량 분석법 그 다음 높은 감도 (낮은 nanogram 검출 한계)를 안정적으로 공동 정화 단백질을 식별하는 데 사용됩니다.
여기, 우리는 우리가 일반적으로 체계적인 단백질 태그, 정화 및 대량 E.에서 수용성 단백질 단지의 분석법 기반의 분석을 위해 사용하는 자세한 단계별 절차를 설명 까지 확장 될 가능성이 recombineering 의무가있는 특정 기회 병원균 등 다른 세균 종에 맞게 할 수 있습니다 대장균. 그 결과 물리적 상호 작용은 종종 재미있는 예상치 못한 구성 요소와 소설 기계론의 링크를 제안 연결을 공개 할 수 있습니다. 이러한 유전자 (유전자 유전자) 상호 작용과 예측은 이중에서 다중 단백질 단지의 글로벌 분자 조직의 해설을 촉진 할 수 게놈 - 컨텍스트 (GC)와 같은 다른 분자 협회 데이터와 PPI 데이터의 통합ological 경로. E.에 대해 생성 된 네트워크 대장균은 기능 주석이 현재 부족하는 다른 미생물의 orthologous 유전자 제품의 기능 구조에 대한 통찰력을 얻을하는 데 사용할 수 있습니다.
1. E.의 유전자 별 SPA 태그 추가 구축 대장균 DY330 변형
2. 배양 및 Sonication
3. 친 화성 정제
4. 실버 얼룩
5. 질량 분석법에 대한 Proteolysis 및 샘플 준비
6. LTQ Velos Orbitrap 질량 분광계에 의한 단백질 식별
일고립 된 단지의 전자 폴리펩티드 구성 요소 LTQ Velos의 Orbitrap 하이브리드 탠덤 질량 분석기를 사용하여 식별됩니다. Orbitrap은 뛰어난 해결 능력 (> 60,000 전체 너비 하프 최대, 또는 FWHM) 및 제어 purifications에서 감지 관련이없는 비 특정 배경 오염 물질의 MS / MS 샘플링을 최소화 대량의 정확도를 (<2 PPM)가 고속 Velos 이온 트랩 동안 구성 요소가 감지 할 수 있습니다 전자 전달 분리와 충돌 유발 분해 모드를 사용하여 조각 낮은 풍요의 펩티드. 결과 MS / MS 스펙트럼 사이에서 높은 신뢰 일치는 참조 E.에 매핑됩니다 대장균 단백질 시퀀스는 SEQUEST와 STATQUEST 11 같은 확률 알고리즘 동안 평가를 각각의 일치 시퀀스 같은 데이터베이스 검색 알고리즘을 사용합니다. 총 스펙트럼 번호, 펩타이드 시퀀스 고유 대조군 (예. 모의) purifications에서 감지 일반적인 배경 오염 물질은 낮은 경험적 허위 - 비밀입니다 달성하기 위해 간주됩니다covery 속도. 다음 단계는 단백질 식별을 위해 수행됩니다 :
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내인성 수준으로 발현된 태그 부착 미끼 단백질을 로그 성장기 배양액에서 친화성 정제한 후, 분리된 안정적 복합체의 개별 폴리펩타이드 성분을 시각화하기 위해 샘플을 은 염색 겔에서 전기영동하였습니다. 또한, 친화성 정제된 단백질 샘플의 두 번째 부분을 겔-프리 텐덤 질량 분석법(LCMS)으로 분석하여 해당 폴리펩타이드 서열을 확인하였습니다. 이러한 APMS 절차의 효율성은 E. coli에서 친화성 정제된 RNA 중합효소(RNAP) 및 SufBCD 철-황(Fe-S) 단백질 복합체 성분의 대표적인 SDS-PAGE 분석 결과로 확인할 수 있습니다 (Figure 1C and D). SPA 태그가 부착된 RNAP σ70 (RpoD)와 기능이 알려지지 않은 단백질인 YacL 모두 핵심 RNAP 효소 e.g., α (RpoA), β (RpoB), β' (RpoC) 하위 단위 및 RNAP 재활용 인자(HepA)와 특이적으로 공동 정제되었습니다. 태그가 부착된 Rp...
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여기에 설명 된 SPA 기반 APMS 방식의 핵심 부분은 태그가함으로써 정상적인 유전자 조절을 보장하는 것은 유지 (예. 기본 미끼업자의 앞 표현 수준이 어리둥절하지 않습니다, 보존) 및 안정적-관련 기본입니다, 자연 염색체 컨텍스트 내에서 수행되는 것입니다 단백질 단지는 거의 내생 수준에서 회수하고 있습니다. 오페론 극성 문제도 선택 마커의 외측 중심의 발기인을 포함하여 피할 수 있습니다. 이 SPA 태그 추가 방법은 subunits는 세균 세포 당 몇 분자으로 표현 된 경우에도 막 관련 어셈블리를 포함한 근처의 동질성에 대한 낮은 풍부한 단지,의 구성 요소를 정화 할 수있을만큼 효과적입니다. 전반적으로,이 프로토콜은 E.에 태그 가용성 단백질의 대형 세트를 정화에 쉽게 스케일 업 할 수 있습니다 대장균이나 원칙적으로 recombineering를 통해 태그이 가능하는 다른 박테리아 종, 또는 사람이 소유하고 자연스럽게 높은 transformaAcinetobacter, 타겟 ...
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이 작품은 혁신 게놈 캐나다, 온타리오 유전체학 연구소, 혁신의 온타리오 교육부, 그리고 JG에 건강 연구 기금의 캐나다 연구소와 AE 적목 표현 E.에 대한 캐나다 재단에서 기금에 의해 지원되었다 대장균은 변형 DY330는 도널드 L. 법원 (국립 암 연구소, 프레데릭, MD)에서 일종의 선물이었다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
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| I. 항생제 | |||
| Kanamycin | Bioshop | #KAN201 | |
| Ampicillin | Bioshop | #AMP201 | |
| 2. Terrific-Broth medium | |||
| Bio-Tryptone | Bioshop | #TRP 402 | |
| 효모 추출물 | Bioshop | #YEX 555 | |
| 글리세롤 | Bioshop | #GLY 002 | |
| K2HPO4 | Bioshop | #PPM 302 | |
| KH2PO4 | Bioshop | #PPM 303 | |
| 3. 박테리아 균주 및 플라스미드 | |||
| DY330 | Yu et al. (2000)10 | ||
| pJL148 | Zeghouf et al. (2004)7 | ||
| 4. PCR 및 전기영동 시약 | |||
| Taq DNA 중합효소 | 발효# | EP0281 | |
| 10 X PCR 완충액 | 발효 | # EP0281 | |
| 10 mM dNTP | Fermentas | # EP0281 | |
| 25 mM MgCl2 | Fermentas | # EP0281 | |
| Agarose | Bioshop | # AGA002 | |
| 로딩 염료 | NEB | #B7021S | |
| 에티듐 브로마이드 | Bioshop | # ETB444 | |
| 10X TBE 버퍼 | Thermo Scientific | # 28355 | |
| Tris Base | Bioshop | #TRS001 | |
| 붕산 | Bioshop | #BOR001 | |
| 0.5 M EDTA (pH 8.0) | Sigma | # E6768 | |
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| Calmodulin-sepharose beads | GE Healthcare | #17-0529-01 | |
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| Triton X-100 | Sigma | #T9284 | |
| CaCl2 | sigma | #C2661 | |
| EGTA | Sigma | #E3889 | |
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| 10. 은 염색 시약 | |||
| Methanol | Bioshop | #MET302 | |
| Acetic acid | Bioshop | t#ACE222 | |
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| 질산은 | Fischer Scientific | #S181-100 | |
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| 11. 단백질 식별용 시약 및 장비 | |||
| Trypsin Gold, 질량 분석 등급 | Promega | # V5280 | |
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| 1 mM CaCl2 | Bioshop | #CCL302 | |
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| 포믹 산성 | 시그마 | #F0507 | |
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| 밀리포어 집팁 | 밀리포어 | # ZTC18M960 | |
| ~10cm of 3 μ m Luna-C18 수지 | Phenomenex | ||
| Proxeon nano HPLC 펌프 | Thermo Fisher Scientific | ||
| LTQ Orbitrap Velos 질량 분석기 | Thermo Fisher Scientific | ||
| 12. 실험기구 | |||
| 4리터 원뿔형 플라스크 | VWR | #89000-372 | |
| 50ml 폴리프로필렌 팔콘 튜브 | 모든 공급업체 | ||
| 1.5ml 마이크로 원심분리기 튜브 | 모든 공급업체 | ||
| 250ml 원추형 플레이크 | VWR | #29140-045 | |
| 15ml 멸균 배양 튜브 | Thermo Scientific | #366052 | |
| 극저온 바이알 | VWR | #479-3221-80 | |
| ° C freezer | Fisher Scientific | #13-990-14 | |
| 스피드 진공 시스템 | Thermo Scientific | ||
| 버퍼 및 솔루션 1. 1리터 훌륭한 국물(TB) 미디어 11g Bio-Tryptone 2. 칼륨 염 원료 용액 < / p> 1.5 M K 2 < / sub > HPO 4< / sub> 3. 초음파 처리 완충액 < / p > 20 mM Tris-HCl (pH 7.9) 4. AFC 버퍼 < / p > 30 mM Tris-HCl (pH 7.9) < / > 150 mM NaCl < > 0.1 % 세제 < > 사용하기 전에 PI 및 0.1-0.5 mM TCEP를 추가하십시오 < / p > 5. TEV 절단 완충액 30 mM Tris-HCl (pH 7.9) 6. 칼모듈린 결합 완충액 30 mM Tris-HCl (pH 7.9) 7. 칼모듈린 세척 버퍼 30 mM Tris-HCl pH 7.9 8. 칼모듈린 용출 완충액 30 mM Tris-HCl (pH 7.9) 9. 현상액 (1L) 37% 포름알데히드 10. 소화 완충액 50 mM NH4HCO3 11. 습윤 및 평형 용액 < / p > 0.1 % 포름산 중 70 % 아세토 니트릴 (ACN) < / p > 12. 세척 용액 < / p > 100 % H2< / sub>O 0.1 % 포름산< / p> |
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