아데노 바이러스 입자는 변칙적인 아미노산 아나로그의 azidohomoalanine 또는 azido 설탕 중 하나를 포함할 수 있도록 설계되었습니다 O - GlcNAz. 각각의 azide 그룹 chemoselectively 바이러스 표면 개조의 수단으로 "클릭"화학 반응을 통해 출혈도 잡았있다.
방법 논문
아데노 바이러스 입자는 변칙적인 아미노산 아나로그의 azidohomoalanine 또는 azido 설탕 중 하나를 포함할 수 있도록 설계되었습니다 O - GlcNAz. 각각의 azide 그룹 chemoselectively 바이러스 표면 개조의 수단으로 "클릭"화학 반응을 통해 출혈도 잡았있다.
바이러스 입자의 수정은 유전자 치료, oncolytic 응용 프로그램 및 백신 개발에 영향을 미치는위한 엄청난 잠재력에 대한 관심의 상당 금액을 받았습니다. 대부분은 유전학 기반입니다 바이러스 표면, 수정에 1,2,3 전류 접근법은 종종 감쇠에 걸리다 바이러스 생산, 감염 및 세포 형질 도입. 4,5 chemoselective 클릭 화학을 사용하여, 우리는 매우 유연하고 접근을 모두 유지하면서 이러한 문제를 sidesteps 간단한 대안적인 접근 방식을 개발했습니다. 1,2
이 프로토콜의 목표는 아데노 바이러스 타입 5 입자의 표면을 수정 bioorthogonal 클릭 화학을 이용의 효율성을 입증하는 것입니다. 그것이 단백질에 타겟팅 분자, 염료 또는 관심있는 다른 분자의 chemoselective 결합을 허용으로이 두 단계 프로세스는 모두 therapeutically 1 또는 analytically, 2,6 사용할 수 있습니다azide 태그로 미리 분류. 이 방법의 세 가지 주요 장점은 (1) 신진 대사 라벨링은 바이러스성 적합성에 영향, 1,7에 약간을 보여주는 것이있다 (2) 효과기 리간드의 다양한 배열이 활용될 수 있으며, (3) 그것은 매우 빠르고, 신뢰할 수있다 액세스가 용이합니다. 1,2,7
이 절차의 첫 단계에서 아데노 바이러스 입자는 기능 azide (-N 3)를 포함 둘 다 azidohomoalanine (아하, 메티오닌 대리) 또는 부자연스러운 설탕 O-연결된 N-azidoacetylglucosamine (O-GlcNAz) 중 하나를 베어링 생산됩니다 그룹. azide으로 수정한 바이러스 입자의 정화 후, 형광 TAMRA 잔기를 포함하는 alkyne 프로브 미리 표시된 단백질이나 glycoproteins에 chemoselective 방식으로 출혈도 잡았있다. 마지막으로, SDS-PAGE 분석은 바이러스 capsid 단백질에 프로브의 성공적인 결합을 설명하기 위해 수행됩니다. 아하의 설립은 모든 바이러스 capsid를 붙여 표시됩니다단백질 (Hexon, Penton 및 섬유), 전용 섬유의 라벨에있는 O-GlcNAz의 설립 결과 동안.
이런 진화 필드에 azide - alkyne 내고 여러 가지 방법이 성공적으로 개발되었습니다 있지만 우리가 가장 편리한 것으로 나타났습니다만이 두 사람은 본 시연 - 스트레인 추진 azide - alkyne의 cycloaddition (SPAAC)과 구리 촉매 azide - alkyne의 cycloaddition (CuAAC) deoxygenated 분위기 하에서.
이 프로토콜에서 참조하는 모든 미디어, 버퍼 및 솔루션의 준비를 위해 표 1을 참조하십시오.
1. AHA-라벨 아데노 바이러스의 제작
2. Azido - 설탕 - 라벨 아데노 바이러스의 제작
3. Azide 라벨이 표시된 Adenoviral 입자의 정제
4. 리스트레인 프로모션 Azide-Alkyne Cycloaddition를 사용 Alkyne 프로브와 수정된 Adenoviral 입자의 gation (SPAAC)
5. Deoxygenated 분위기에서 구리 (I) 촉매 Azide-Alkyne의 Cycloaddition (CuAAC)를 사용 Alkyne 프로브와 수정된 Adenoviral 입자의 결합
6. 라벨 바이러스 입자의 정제 및 저장
7. 라벨 아데노 바이러스 및 형광등 젤 스캔 SDS-PAGE
8. 대표 결과
SDS-PAGE & TAMRA - 복합 Ad5의 형광 겔 검사의 관찰된 결과는 그림 3에 표시됩니다. 이러한 형광 겔 스캔 샘플 modi에서 수행 되었으나프로브가 SPAAC 통해 출혈도 잡았 때 CuAAC 통해 얘기 들이었다, 결과는 비교할 수 있어야합니다. 이러한 겔 스캔에 따르면 세 Ad5 capsid 단백질 (Hexon, Penton 및 섬유)의 수정에 아하 라벨 결과, 설탕 라벨링에만 섬유 capsid 단백질을 수정하면서. 또한, 아하 농도의 증가 (4 MM 대 32 MM)가 아하의 정관의 큰 정도의 결과지만, 또한 감염을 줄일 보여왔다. 이전 결과 7 4mm짜리에서 생산 Ad5위한 아하, 노출 메티오닌 사이트의 대략 5 % 32 밀리미터 아하가 사용될 때이 숫자는 10 %로 증가와 함께 TAMRA - 수정된 것을 나타냅니다. 이것은 각각 약 280 및 510, Ad5 입자 당 염료 라벨이 사이트에 해당합니다. 설탕 - 라벨 1의 분석은 대략 22 Ad5에서 36 글리코 실화 사이트가 azido 설탕에 의해 점령과 이후 TAMRA으로 표시되는 지적했다.
설명된대로 열 조직 배양 플레이트는 azide으로 수정한 Ad5를 생산하기 위해 사용하는 경우 이 프로토콜에서, 200 - azide으로 수정한 바이러스 300 μl는 약 1.5의 titer × 10 12 입자 / ML로 단계 3.6에서 수집한 흰색 밴드에서 얻을 수 있습니다. 이 절차의 일반적인 난이도는 낮은 바이러스 titer에 의한 것이이 정화 단계에서 바이러스 밴드의 부재이다. 감염 후 접시에서 느슨하게지게하는 - - 1 단계 기간 동안 rinsing 동안 이것은 일반적으로 하나 이상 또는 이하 - 지류, 또는 세포를 떠내려가는하여있는 세포를 감염의 결과입니다.

그림 1. 프로토콜 개요. Azide 함유 아하 또는 GalNAz 처음 아데노 바이러스 입자에 통합됩니다. 형광 alkyne 프로브로 내고 그 다음 "클릭"화학을 통해 수행됩니다. 마지막으로, SDS-PAGE는 형광 프로브의 결합을 설명하는 데 사용됩니다.
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그림 2. 진입 alkyne 프로브의 결합 azide-수정된 드 산소 이하 () SPAAC, (B) CuAAC 그리고 (c) 산소 분위기를 통해 바이러스를.

그림 3. TAMRA - Alkyne와 CuAAC 활용 후 azide-라벨이 아데노 바이러스 타입 5 (Ad5)의 SDS-PAGE의 형광 스캔. () 아하의 두 농도를 이용하여 Ad5 AHA-라벨. 레이블이 증가 아하 농도와 함께 증가 라벨의 범위로, 아데노 바이러스 Hexon, Penton 및 섬유 capsid 단백질에서 발생하는 것으로 나타납니다. (B) AC 4 GalNAz-라벨 아데노 바이러스는 섬유 capsid 단백질을 분류하는 것 같아요.
| 용액 | 준비 | 노트 |
| Ad5 저장 버퍼 | 5 MM 트리스-HCL 버퍼 (산도 8.0)가 0.5 밀리미터를 포함 MgCl 2, 50 MM NaCl, 25 % (V / V) 글리세롤 및 0.05 % (W / V) 소 혈청 알부민 (BSA) | -20 ° C에서 저장 |
| Ad5 감염 버퍼 | 2퍼센트 (V / V) 소 송아지 혈청, 1 × TC 솔루션 Ad5 저장 버퍼 (방어 10 PFU / 전지 및 1시 20분의 감염 지수를 사용하여 결정 볼륨). TD 버퍼를 사용하여 최종 볼륨에 대한 해결책을 지참 | Ad5 농도는 자외선을 흡수를 통해 확인할 수 있습니다. |
| TC 솔루션 (200 ×) | 136 MM CaCl 2, 100 밀리미터 MgCl 2 | 4에서 저장 ° C |
| TD 버퍼 | 137 MM NaCl, 5 KCl 밀리미터, 밀리미터에게 나 2 HPO 4, 25 MM 트리스-HCL, 산도 7.5를 0.07 | 4에서 저장 ° C |
| HEK 293 세포 성장 매체 | Dulbecco의 수정일 이글 배지 (DMEM)는 10 % (V / V) 소 송아지 혈청 (BCS)와 1 % (V / V) 펜 Strep과 보충 | 4에서 저장 ° C |
| Cys 증권 솔루션 (100 ×) | DMEM는 (-메트로 /-Cys) 200 MM L-시스테인과 보충 | 사용하기 전에 0.2-μm의 멸균 주사기 필터로 신선하고 필터를 준비합니다. |
| 아하 스톡 용액 (25 ×) | DMEM는 (-메트로 /-Cys) 100 MM L-Azidohomoalanine로 보충 | 사용하기 전에 0.2-μm의 멸균 주사기 필터로 신선하고 필터를 준비합니다. |
| 아하 라벨 매체 | DMEM는 (-메트로 /-Cys) 2 MM L-시스테인 10% BCS, 아하 주식 용액 (1 ×)로 보충 | 사용하기 전에 신선한 준비합니다. 이건 4 MM C에 해당아하의 oncentration 다른 농도는 (대표 결과 참조) 사용될 수 있지만. |
| 메트로 주식 용액 (25 ×) | DMEM는 (-메트로 /-Cys) L-메티오닌 100 MM로 보충 | 사용하기 전에 0.2-μm의 멸균 주사기 필터로 신선하고 필터를 준비합니다. |
| 메트로 제어 매체 | DMEM는 (-메트로 /-Cys) 주식 용액 (1 ×)를 만나 10 % BCS와 보완이 MM L-시스테인 | 사용하기 전에 신선한 준비합니다. |
| AC 4 GalNAz 주식 솔루션 (1,000 ×) | 메탄올에서 50 밀리미터 peracetylated N-azidoacetylgalactosamine (AC 4 GalNAz) | 4 ° C.에 저장 AC 4 GalNAz은 GlcNAz으로 신진 대사 전구체이다. |
| Azido - 설탕 라벨 매체 | 100 μl AC 4 GalNAz 주식 솔루션, 100 ML HEK 293 세포 성장 매체 | 메탄올은 HEK 293 세포 성장 매체를 추가하기 전에 증발하도록 허용합니다. |
| 세슘 염화물 솔루션 | CsCl은 TD 버퍼에 녹아 : 1.25 G / ML (18.08 g / 50 ML H 2 O) 1.35 G / ML (25.60 g / 50 ML H 2 O) 1.40 G / ML (31.00 g / 50 ML H 2 O) | ultracentrifugation에 대한 밀도 기울기 |
| 바이러스 스토리지 버퍼 | 인산염은 CaCl 2, 0.9 밀리미터 MgCl 2, 10 % (V / V) 글리세롤 0.5 밀리미터를 포함, 식염수 (PBS), pH를 7.2 버퍼 | -20 ° C에서 저장 |
| TAMRA-BCN (SPAAC) 라벨링 솔루션 | DMSO의 TAMRA-BCN :
| 스트레인 추진 alkyne 프로브 SDS-PAGE, 대략 10 12 입자 / ML의 바이러스 titer가 제안되어 들어 |
| TAMRA-Alkyne (CuAAC) 라벨링 솔루션 | 바이러스 스토리지 버퍼에 azide으로 수정한 Ad5 (N Ad5 위의 같이 결정) 50 μl, 1.5 밀리미터 batho phenanthroline disulfonate (예 : 1.5 × 최종 CuBr 농도), TAMRA-Alkyne. TAMRA-Alkyne의 molarity는 (M)을 사용하여 결정됩니다 : C 하시죠 = 2 × 10 6 × (N Ad5 / N Avo) (5 단계에서 준비 반응 혼합물은 virion 당 100 alkyne 프로브를 포함하고 있으므로) | 트리스 버퍼는 구리의 경쟁력과 억제 리간드로 알려져있다 8. |
| Laemmli 샘플 버퍼 (2 ×) | 125 MM 트리스-HCL (산도 6.8), 4 % (W / V)은 SDS, 20 % (V / V) 글리세롤 10 % (V / V) 2 - 메르 캅 토 에탄올, 그리고 0.004 % (W / V) bromophenol 블루 | |
| 버퍼를 실행 | 187 MM 글리신, 19 MM 트리스-HCL, H 2 O 3.5 MM SDS | 4에서 저장 ° C |
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azides의 포함 chemoselective 및 bioorthogonal 클릭 반응,의 개발 연구가 빠르게 진화 영역이며, 이후 bioconjugation 어플 리케이션에 선택할 수있는 이러한 반응의 증가가있다. 우리는 우리 자신의 실험실 및 모든 시약의 상업적인 가용성으로 인해 그들의 유용성 때문에 선택받은 단 두 가지 방법을 포함하도록이 프로토콜의 범위를 제한했습니다.
최초의 루트에서는 - 스트레인 추진 azide - alkyne의 cycloaddition (SPAAC) - alkyne은 cyclooctyne 링 (그림 2A) 내에 포함되어 있습니다. 이것은 최근에 개발된 방법은 산소 분위기 아래와 구리 촉매에 대한 필요성없이 진행하실 수 있습니다. 9,10는 최근까지이 방법 중 하나 단점은 터미널에 사용 alkynes에 비해 이러한 무한 alkynes의 힘드는 합성과 감소 상업적 가용성이었다 구리 (I) 촉매 azide...
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관심의 어떠한 충돌 선언 없습니다.
우리 기금 (CBET-0846259)에 대한 NSF 인정하고 싶습니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
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| 소의 송아지 고기 세럼 | Invitrogen | 16170-078 | |
| 페니실린 - 스트렙토 마이신 100 × 솔루션 (펜 Strep) | Invitrogen | 15140-122 | |
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| L-메티오닌 | |||
| SDS (나트륨 dodecyl 황산) | |||
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| 글리신 | |||
| Bromophenol 블루 | |||
| 세슘 염화물 (CsCl) | & NBSP; | ||
| 구리 (I) 브로마이드 (CuBr) | |||
| 염화칼슘 (CaCl 2) | |||
| 염화칼륨 (KCl) | |||
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클릭 화학 시약 및 키트 * 주목할만한 업체는 Invitrogen, 예나 Biosciences, 베리 어소 시에이츠, 시그마 - 올드 리치, 글렌 연구, 화학 도구를 클릭하고 Baseclick를 포함합니다. alkyne 염료 및 타겟팅 리간드의 다양한는 이러한 공급 업체의 카탈로그에서 찾을 수 있습니다.
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