대장균에서 봉입체로 발현되는 재조합 Shadoo 단백질의 정제와 정제된 Shadoo를 아밀로이드 구조로 섬유화하는 프로토콜을 위한 2단계 크로마토그래피 방법이 설명되어 있습니다.
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대장균에서 봉입체로 발현되는 재조합 Shadoo 단백질의 정제와 정제된 Shadoo를 아밀로이드 구조로 섬유화하는 프로토콜을 위한 2단계 크로마토그래피 방법이 설명되어 있습니다.
대장균 발현 시스템은 재조합 진핵 단백질의 생산을위한 강력한 도구이다. 우리는 Shadoo, 프리온 가족에 속하는 단백질을 생산하기 위해 사용합니다. 봉입체 설명 된 바와 같이 (그의) 6 -tagged 재조합 Shadoo의 정제를위한 크로마토 그래피 방법을 표현했다. 봉입체는 8 M 유레아에 용해하고 이온 친 화성 크로마토 그래피를 수행하는 니켈 2+ -charged 칼럼에 결합된다. 결합 된 단백질은 이미 다졸 구배로 용출된다. Shadoo 단백질을 함유하는 분획을 고도로 정제 된 단백질을 수득하는 크기 배제 크로마토 그래피를 실시한다. 마지막 단계 정제 Shadoo에서 염, 우레아 및 이미 다졸을 제거하는 탈염된다. 재조합 Shadoo 단백질 프리온 질환에서 발생하는 단백질의 입체 장애의 생물 물리학 및 생화학 연구를위한 중요한 시약이다. 대부분의 보고서는 프리온 신경 퇴행성 질환이 자상의 증착에서 발생한 것을 증명제작은 아밀로이드 원 섬유를 주문했다. 산성 및 중성에서 아밀로이드 원 섬유로 Shadoo을 피 브릴하는 방법을 설명하는 샘플 프로토콜 / 기본 pH 값이 표시됩니다. 생산하고 신속하고 저렴한 비용으로 단백질의 대량 생산이 가능하기 때문에 Shadoo은, 프리온 질환에 작업 실험실에서 연구를 용이하게 할 수있다 피 브릴하는 방법에 대한 방법.
인간의 양 및 크로이츠 펠트 - 야콥병에서 소 해면상 소에서 뇌, 스크래피를 포함 프리온 신경 퇴행성 질환은 치명적 및 불치이다. 프리온 질병은 주로 가교 β 시트로, α-나선 이루어지는 세포 프리온 단백질의 형태 적 변화에 의해 특징 1,2- 콘 포머 (conformer) 아밀로이드 농후. 크로스 - β-구조는 조밀 포함 높은 순서 결정과 같은 β-시트는 수소 결합 3,4 안정화. 프리온 아밀로이드 모집에 대한 템플릿을 제공하고 단량체 단백질 변환 부 성장 가장자리에 β-가닥에 의한 자기 복제를 할 수 있습니다.
"단백질 만"가설에 따르면, 프리온 단백질 아밀로이드 콘 포머 (conformer)가 단독 감염원이다. 그러나, 일부 다른 생체 분자 프리온 질환에 필수적인 것으로 제안되어있다. 예를 들어, 세포막 곳 어디 conversi 것으로 생각되고켜짐 일어나며 일부 음으로 하전 된 지질은 변환 처리 5,6-을 강화하는 것으로 나타났다. 또한, 일부 단백질은 또한 프리온 병리에 관여 할 수있다. Doppel 및 Shadoo 7,8 : 특히, 프리온 단백질 가족의 다른 두 멤버가있다. Doppel는 디 황화 다리와 안정 상대적으로 견고한 구조를 가지고 있으며, 아밀로이드 원 섬유 (9)에 자기 중합 집계에 실패합니다. 반면, 프리온 단백질과 유사하게, Shadoo 아밀로이드 피 브릴 구조로 β 시트 - 풍부 구조의 자기 준을 채택 할 수있다. 그것은 Shadoo가 기본 조건 또는 음전하 막 10, 11 바인딩에 피 브릴 수있는 것으로 나타났다. 아밀로이드 섬유 형상으로의 변환은 Shadoo 병리와 연관 될 수있다. 실제로, 아밀로이드 형 구조는 질병을 야기하는 메커니즘이 제대로 이해된다.
Shadoo은 소수성 도메인 (HD)와 직렬의 Arg / 대 Gly 맺는 일련의 유사한 반복 t프리온 단백질 (도 1a)의 N- 말단 부분 O. 프리온 단백질의 N 말단 부분으로서, Shadoo 매우 양전하와 기본적으로 구조화 단백질 11,12 것으로 나타나고있다. 직접적 프리온 단백질에 결합 할 수 있기 때문에 Shadoo 프리온 질환과 기능적으로 관련이있을 것 같다. 또한, 그것의 발현은 다운 프리온 병리학 13,14 동안 조절된다. 그러나 프리온 질환에 Shadoo의 역할은 아직 확립되어 있지 않습니다.
우리는 마우스 Shadoo 유전자의 코딩 서열을 운반하는 플라스미드를 개발 하였다. E. 플라스미드를 형질 전환시켰다 대장균 N- 말단 그의 6 융합 Shadoo 단백질의 생산. 이 발현 시스템은 잘 우리의 실험실에 설립되어 일반적으로 우리의 진행하는 프로젝트 6,15,16에 사용됩니다. Shadoo의 표현을위한 중요한 문제는 E.의 선택 대장균 균주. 유능한 BL21 균주는 일반적으로 재조합 프로의 표현에 사용되는 동안teins Shadoo 성공적으로 표현하고 변환 된 SoluBL21 균주에서만 정제 하였다. SoluBL21 관할 E. 대장균 발현 상위 BL21에서 검출 가능한 가용성 생성물을 수득되지 단백질의 생산을 위해 개발 BL21의 숙주 균주의 개선 돌연변이이다. SoluBL21 E.에서 Shadoo의 높은 수준의 표현 대장균 봉입체에서 단백질의 축적에 이르게. 비 - 천연 단백질은 E. 고도로 표현된다 일반적인 기능뿐만 대장균은,이 단백질은 불용성 봉입체에 축적되는 경향이있다. Shadoo 아마 여러도에 접힌 단백질에 의해 형성 고농축 동적 구조 비공유 소수성 또는 이온의 상호 작용 (또는이 둘의 조합)을 통해 집계합니다. (I) 변성 매체로부터 다른 생체 단백질의 선택적 분리, (ⅱ) 정제 된 단백질의 탈 변성 시험 관내 폴딩에 사용 : 결과적으로, 정제는 적어도 두 개의 단계를 포함기법.
Shadoo의 선택적 분리는 8M 우레아 (또는 대안 6M 염산 구아니딘)를 함유하는 완충액에 달성되었다. (ⅰ) 탈 변성을 산성 pH의 용액에서 Shadoo의 중합을 수득하여 pH ≥의 용액 7 비정형 단량체 Shadoo 단백질, 또는 (ⅱ) 탈 변성을 얻었다 : 우레아 및 제거 단백질의 탈 변성은 다양한 프로토콜을 적용하여 수행 할 수있다 특성 크로스 - β 시트 모티브와 안정 아밀로이드 섬유로.
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플라스미드 및 Shadoo 식의 1 세대
주 : 유전자 부호화 뮤린 Shadoo 단백질 (Shadoo 25부터 1백22까지)를 발현 벡터를 pET-28 (11)에 서브 클로닝 하였다. 이 클론은 E.으로 변화되었다 앞서 설명한 바와 같이 11 대장균 N 말단 헥사 히스티딘 태그 (HHHHHHHHHHSSGHIDDDDKHMKGGRGGARGSARGVRGGARGASRVRVRP APRYGSSLRVAAAGAAAGAAAGVAAGLATGSGWRRTSGPGELGLEDDENGAMGGNGTDRGVYSYWAWTSG)와 Shadoo 단백질을 발현하는 균주를 SoluBL21. 플라스미드는 저자에서 요청하실 수 있습니다. 그 아미노산 서열로부터 계산 Shadoo의 분자량은 12,243.2 다이다.
참고 : laminal 흐름 후드 아래에 또는 가까운 분젠 화염에 세균 모든 조작을 수행합니다.

Shadoo 표현의 Shadoo 식 구조, 박테리아의 변화와 유도의 그림 1. 제도 (로 1 단계에서 설명). (A) Shadoo 대한 발현 구성체는 단백질, NT를 N 말단에 융합 헥사 히스티딘 태그를 암호화한다. 방식 Shadoo 단백질이 C 말단 (CT) 다음에 기본 아르기닌 / 글리신 반복 (녹색 실린더), 소수성 도메인 (HD) 및 단일 N 글리코 실화 부위 (CHO)를 포함하고 있음을 보여준다. (B) 애완 동물 (28) - 그의 6 -Shadoo 플라스미드는 42 ℃에서 45 초간 열 충격에 의해 SoluBL21 박테리아로 변환됩니다. 형질 전환 된 박테리아는 선택적 한천 / ㎖ 카나마이신 40 μg의를 포함에 도금되어있다. 플레이트에서 단일 콜로니는 1,000-3,000 ml의 통 플라스크에 문화를 접종하는 데 사용됩니다. 재조합 단백질의 발현이 1 mM의 IPTG로 유도된다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
저압 액체 크로마토 Shadoo 단백질 2. 그래피 (LPLC)

포함의 정제의 그림 2. 계획Shadoo 발현 체 (단계 2.1에 기재된 바와 같이). 형질 전환 된 박테리아를 원심 분리에 의해 수확하고 용해 완충액에 재현 탁된다. 현탁액을 30 분 동안 37 ° C에서 배양 한 후, 세균 세포를 기계적으로 파괴하는 초음파 처리된다. 초음파 처리는 시료의 가열을 방지하는 얼음에 행해진 다. 깨진 세포를 원심 분리에 의해 수확 봉입체에서 단백질을 가용화 8 M 요소를 포함하는 버퍼에 재현 탁하고 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

(단계 2.2에서 2.4 사이의 설명 참조) 3. 정제 절차도. (A)의 Ni 2+ -ions은 폴리 히스티딘 - 태그 된 단백질의 정제를 허용 선택적 히스티딘 잔기에 의해 조정될 수있다. 이미 다졸을 통해 단백질을 용출하는데 사용된다니켈 - 이온 2+로 조정하고 결합 된 단백질을 대체 할 수있는 능력. (B) 크기 배제 칼럼 상으로 분리되어 A 행의 Ni 2+에 보유 된 다양한 유체 역학적 반경의 단백질. 단백질이 작은 사람에게 가장 큰에서 용출된다. (C)를 사용하기 전에, Shadoo을 포함하는 분획을 모으고 요소, 이미 다졸 및 염을 제거하는 탈염된다. 품질 관리 분석은 SDS-PAGE / 쿠마 염색, 웨스턴 블로 팅을 포함한다. 정제 Shadoo은 동결 건조 할 수있다. -20 ° C에서 저장 될 때 동결 건조 Shadoo 달 동안 안정하다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
생리 학적 pH에서 아밀로이드 피 브릴에 Shadoo의 체외 조립 (3)
주 : 자발적으로 Shadoo 단백질 집계 및 pH를 ≥ 7 (11)에서 섬유를 형성한다.

Shadoo이 아밀로이드 원 섬유에 접힘 그림 4. 제도 (descri로떨고있는 동안 산성 용액에서의 pH ≥ (7)의 버퍼에 용해 할 때 3 단계에서 침대). 정제 Shadoo 자발적 아밀로이드 원 섬유로 변환, Shadoo 1 M GDN-HCl로 배양에 아밀로이드 원 섬유로 변환합니다. 품질 관리 분석 전자 현미경과 THT 염색을 포함한다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
산성 pH 값에서 아밀로이드 피 브릴에 Shadoo의 체외 조립 4.
니켈 2+으로부터 용출도 5 대표 결과. 단백질 분획 킬레이트 컬럼 (A)와 크기 배제 컬럼 (B) SDS-PAGE 및 쿠마시 염색을 이용하여 분석을 하였다 -charged. 정제 Shadoo의 식별이 SPRN 방지 Shadoo 항체 (C)를 사용하여 평가 하였다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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정제 Shadoo 단백질의 5-10 mg의 세균 배양 리터당 얻어진다. 두 단계의 정제는 고순도의 재조합 Shadoo을 구하는데 필요하다. 첫 번째 단계는 그의 - 태그 - 단백질을 유지하는 니켈 2 + -charged 컬럼 친 화성 크로마토 그래피에 의해 수행된다. 용출 분획을 SDS-PAGE를 실시하고 쿠마 브릴리언트 블루 (그림 5A)로 염색한다. Shadoo 단백질을 함유하는 분획을 모으고 또한 그 크기에 따라 분리하여 단백질을 크기 배제 크로마토 그래피 (Shadoo 분자량이 약 12 kDa의 경우)에 의해 정제된다. 용출에 수집 된 분획을 SDS-PAGE / 쿠마 분석 (그림 5B)에 의해 시각입니다. 또한 Shadoo은 단백질 C 말단 영역 (도 5C)로부터 76에서 1백5까지 아미노산 사이에 민감한 에피토프에 결합하는 특정 항 Shadoo 항체를 사용 SPRN 웨스턴 블롯에 의해 입증된다.
<...액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
발현 및 재조합 마우스 Shadoo 단백질의 다량의 정제 모두에 대한 쉽고 효율적인 프로토콜이 제시된다. 기재된 방법은 성공적인 가용화 및 (그의 6) -tagged Shadoo 재조합 단백질을 정제 할 수있다. 제목에서 지적했듯이 그것은 중요하다 원핵 박테리아 E. 표현하는 경우 대장균 Shadoo은 봉입체에 축적. Shadoo 정제에 앞서, 박테리아는 트리톤 X-100을 함유하는 완충액에 용해하여 초음파 처리되어야한다. 이어서 봉입체는 8 M 우레아 변성 용액에 용해 될 수있다. 또한, 전체 정제 과정 Shadoo가 중합 및 응집 경향 때문에 8 M 우레아 완충액에서 수행되어야한다. 친 화성 크로마토 그래피 및 크기 배제 크로마토 그래피 : 가용화 및 봉입체 정화 후 변성 단백질을 함유하는 상등액을 두 단계의 정제 과정에 적용된다. 선호도 chromatog그래피 단계는 니켈 2 +는 킬레이트 열을 -charged에 (그의 6) -ta...
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저자는 공개할 것이 없습니다.
저자는 Sho cDNA를 제공해 준 Natalie Doude와 David Westerway(앨버타 대학), 플라스미드 구축을 위해 Christophe Chevalier(INRA), BL21Sol 박테리아를 제공한 Michel Brémont(INRA)에게 감사를 표합니다. TEM 지원은 Christine Longin(INRA)이고 의견 및 교정은 Edith Pajot-Augy(INRA)입니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| AKTA FPLC | GE, Amersham | # 1363 | |
| HiLoad 16/60 Superdex | GE Healthcare | 17-1069-01 | |
| HiTrap IMAC | GE Healthcare | GE17-0920-05 | |
| HiPrep26/10 탈염 컬럼 | GE Healthcare | GE17-5087-01 | |
| SoluBL21 유능한 대장균 | Genlantis | C700200 | |
| pET-28b+ | Novogen | 69865-3 | |
| IPTG | Sigma-Aldrich | I6758 | |
| LB-Broth 매체 | Sigma-Aldrich | L3022 | |
| Eppendorf Biophotometar | Eppendorf | 550507804 | |
| Trito X-100 | Life Technologies | 85111 | |
| NiSO4 | Sigma-Aldrich | 656895 | |
| EDTA | Sigma-Aldrich | E6758 | |
| Tris-HCl | Sigma-Aldrich | RES3098T | |
| 프로테아제 억제제 칵테일 정제 | Roche | 4693116001 | |
| NaCl | Sigma-Aldrich | 746398 | |
| Imidazol | Sigma-Aldrich | I5513 | |
| Gdn-HCl | Sigma-Aldrich | G4505 | |
| 단백질 크기 마커 | 써모 피셔 사이언티픽 | 26620 |
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