Method Article

이분자 형광 보완의 유세포 분석 : 단백질 - 단백질 상호 작용을 연구하는 높은 처리량 정량 방법

DOI:

10.3791/50529

⸱

August 15th, 2013

 , 
1Department of Pharmacology, University of Illinois at Chicago

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

이분자 형광 보완의 유세포 분석은 단백질 - 단백질 상호 작용을 연구하는 높은 처리량 정량 방법을 제공합니다. 이 방법은 매핑 단백질 결합 부위와 단백질 - 단백질 상호 작용을 조절하는 요인을 선별 적용 할 수 있습니다.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

세포 내부의 단백질 - 단백질 상호 작용을 연구하는 방법 중, 이분자 형광 보완 (BiFC)은 비교적 간단하고 민감합니다. BiFC는 형광 단백질의 두 가지 비 형광 조각을 (금성, 노란색 형광 단백질의 변형은, 여기에 사용되는)를 사용하여 형광의 생산을 기반으로합니다. 비 형광 비너스 조각은 (VN 및 VC) 때문에 VN-AKAP-LBC-VC-PDE4D3 상호 작용과 기능 형광 단백질의 형성에 형광 항복, 두 개의 상호 작용하는 단백질 (이 경우, AKAP-LBC 및 PDE4D3)에 융합 세포 내부.

BiFC 단백질 복합체의 세포 내 형광 강도에 따라 단백질 상호 작용의 강도에 대한 정보를 제공합니다. 그러나 단백질 - 단백질 상호 작용의 강도를 정량화하기 위해 현미경을 사용하여 BiFC 분석은 시간과 단백질 발현 및 상호 작용의 이질성으로 인해 다소 주관적이다. 유세포 흐름을 결합하여BiFC 방법론과 분석은 형광 BiFC 단백질 - 단백질 상호 작용 신호는 정확하게 짧은 시간에 세포의 대량을 위해 측정 할 수 있습니다. 여기, 우리는 AKAP-LBC와의 상호 작용에 필요한 PDE4D3의 영역을 매핑하기 위해이 방법의 응용 프로그램을 보여줍니다. 이러한 높은 처리량 방법은 단백질 - 단백질 상호 작용을 조절 심사 요소에 적용 할 수 있습니다.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

650,000 단백질 - 단백질 상호 작용은 정상 세포의 기능 1,2을 유지하는 중요한 역할을 놀고, 인간 interactome에 존재하는 것으로 추정된다. 공동 immunoprecipitation의 외에 (CO-IP), 금 표준 (PCA) 세포 안쪽으로 단백질 - 단백질 상호 작용 검출의 감도를 개선하기 위해 개발되었습니다, 세포 파쇄물에서 여러 단백질 조각 보완 분석 실험 단백질 - 단백질 상호 작용을 연구한다. 기술은 포스터 공명 에너지 전달 (FRET), 생물 발광 공명 에너지 전달 (브렛) 및 이분자 형광 보완 (BiFC) 4,5 (가) 있습니다. 각각의 잠재적 인 상호 작용 단백질 파트너 (이 예에서 우리는 AKAP-LBC 및 PDE4D3 사용)에 융합되어, BiFC는 형광 단백질의 두 조각 (YFP 변형 여기에서 우리는 비너스를 사용한다)의 촉진 협회를 기반으로합니다. F로 시각화 할 수 있습니다 기능 형광 세포 결과 안에 관심의 두 단백질의 상호 작용라이브 또는 고정 세포 6,7,8 중 하나를 사용하여 luorescence 현미경. 다른 PCA는 비교 BiFC는 살아있는 세포에서 세포 지방화를 공부하는 잠재력에 민감하고 덜 기술적 도전이다. 이 기술의 주요 단점은 있지만 한 번 ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. 세포 형질

  1. 형질 전에 플레이트 세포는 하루 면역에 대한 적은 세포를 도금.
    1. 면역 경우 : 6 잘 플레이트, 코팅 유리 커버 전표에서 (1도 기준) 적어도 4 시간 동안 37 ° C에서 0.02 % 젤라틴으로, 중간에 한 번 씻고, 각 웰에 대한 접시, 1 × 10 5 HEK 293T 2 ㎖ 완전한 성장 배지에서 세포 [Dulbecco의 수정 이글의 미디어 (DMEM)에 10 % FBS].
    2. 유세포 및 서양 얼룩 분석을위한 : 판 1.2 5 HEK 293T 세포 / 잘 6 잘 플레이트 (24 - 웰 플레이트에 잘 당 0.5 ML 전체 성장 매체에서 0.3 X 10 5 HEK 293T 세포에 2 ㎖ 전체 성장 매체에서 x 10 ).
  2. 제조의 프로토콜에 따라 형질에 대한 DNA를 준비 Effectene는 (Qiagen의) 면역에 사용됩니다. 대중 교통 LT1 (마이 러스)는 유세포과 서양 얼룩 분석에 사용됩니다. 사용되는 DNA의 양이 아래에 나열되어 있습니다.
    24 - 웰 플레이트 (NG) 6 잘 플레이트 ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

AKAP-LBC 및 PDE4D3 구조 (그림 1B)는 각각 VN 및 VC 조각에 융합되었다. AKAP-LBC 및 기능 YFP 형광 (그림 1A)의 PDE4D3 결과의 상호 작용. 여기에서 우리는 PDE4D3의지도 AKAP-LBC-결합 부위에 BiFC 메서드를 사용합니다. 상류 보전 지역 1 (UCR1), 상류 보전 지역이 (UCR2)와 촉매 영역 (CAT) PDE4D3의 바인딩 사이트를 선별​​ 사용 하였다 따라서 전체 길이 (FL), UCR1 및 UCR2 플러스 CAT, PDE4 가족 단백질 사이에 보존됩니다 AKAP-LBC합니다. 다른 강도 (그림 1C)와 함께 VN-AKAP-LBC 및 형광 HEK 293T 세포 결과에 VC-PDE4D3 - 단편 식입니다. BiFC는 UCR1과 UCR2 모두 + CAT AKAP-LBC와 PDE4D3의 상호 작용에 기여하는 것을 나타냅니다. AKAP-LBC-UCR1 상호 작용으로 인한 큰 형광 강도는 .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

BiFC 단백질 - 단백질 상호 작용을 연구하는 간단하고 민감한 방법입니다. 이 방법은 새로운 단백질 - 단백질 상호 작용을 식별하는 데 사용할 수 없습니다, 그러나, 그것은 세포 내부의 단백질 - 단백질 상호 작용을 확인하고 기능적 특성을 연구하는 것이 특히 편리하다; 같은 단백질 - 단백질 상호 작용 사이트의 매핑 단백질 복합체의 세포 내, 등, 그리고 단백질 - 단백질 상호 작용을 조절 수있는 작은 분자 / 펩타이드의 선별합니다. VN 및 VC 조각이 아닌 형광 때문에, 배경 형광 따라서이 분석의 감도를 돕고, 낮은 것입니다. 시간이 VN-단백질 VC-단백질 상호 작용을 성숙 / 안정하는 데 필요한, ​​따라서 단백질 - 단백질 상호 작용을 시각화하는 지연이, 최적의 시간 점 따라서 경험적으로 결정해야 할 수도 있습니다. 그것은 VN-단백질 VC-단백질 상호 작용은 되돌릴 수 없습니다 것 또한 주목해야한다, 그러므로 유감스럽게도 현재의 금성 BiFC으로이 분석은 t 적합하지 않습니다 생성단백질 - 단백질 상호 작용의 오 .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

저자는 그들이 더 경쟁 재정적 이익이 없다는 것을 선언합니다.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

우리는 중요한 실험 평가와 토론을 UIC에서 오브라이언 실험실 감사합니다. 임상 및 번역 과학 그랜트 UL1TR000050에 대한 UIC 센터 -이 작품은 번역 과학의 발전에 대한 GKC 및 국립 센터 미국 심장 협회 부여 11SDG5230003에 의해 지원되었다.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
REAGENTS
Dulbecco’ s 수정된 독수리’ s media (DMEM)Invitrogen11965-092
Penicilin-Streptomycin (pen/strep), 100xInvitrogen15070-063
Fetal Bovine Serum (FBS)Invitrogen16000-044
Anti-Flag 항체SigmaM2, F1804
Anti-HA 항체Covance16B12, MMS-101R
α-tubulinSigmaDM1A, T9026
Anti-GFP 항체Clontech632569
세포 배양 플레이트, 6-웰 조직 배양 처리된Thermo Fisher Scientific130184
HEK 293T 세포ATCCCRL-11268
Maxiprep 플라스미드 정제 키트, 고속Qiagen12663
Dulbecco’ s 인산염 완충 식염수(DPBS), 멸균 1xInvitrogen14190-144
Trypsin-EDTA, 0.05% (w/v)Gibco25300
폴리스티렌 원형 바닥 튜브FACS 염색 BD Biosciences352052
파라포름알데히드Fisher ScientificS74337MF
InvitrogenP-36931로 금 퇴색 방지 시약 연장
Superfrost plus 현미경 슬라이드Fisher Scientific12-550-15
Fisherfinest 프리미엄 커버 유리Fisher Scientific12-548-5P
EQUIPMENT
CO2 에어 재킷 인큐베이터NuAIR DH 자동 흐름
컨포칼 현미경 LSM510 METACarl Zeiss, Inc
전기영동 및 전송 장치Biorad
Cyan ADP 유세포 분석기Beckman Coulter
DAPI

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Collura, V., Boissy, G. From protein-protein complexes to interactomics. Subcell Biochem. 43, 135-183 (2007).
  2. Stumpf, M. P., et al. Estimating the size of the human interactome. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 6959-6964 (2008).
  3. Shekhawat, S. S., Ghosh, I. ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Protein Protein InteractionBimolecular Fluorescence ComplementationFlow CytometryFluorescence IntensityHigh Throughput ScreeningVenus Fluorescent ProteinWestern BlotSubcellular LocalizationTransfection MethodMean Fluorescence Intensity

Related Articles