프로토콜은 tRNA (UUU)의 생산 및 효소 TcdA와 복합체로 된 tRNA (UUU)의 분석을 아가로 오스 겔 지연 분석법을 통해 제시합니다.
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프로토콜은 tRNA (UUU)의 생산 및 효소 TcdA와 복합체로 된 tRNA (UUU)의 분석을 아가로 오스 겔 지연 분석법을 통해 제시합니다.
우리는 Escherichia coli 에서 tRNA (UUU)의 발현과 정제를위한 방법과 tRNA (UUU)와 N6- threonylcarbamoyladenosine (t6 A) 탈수 효소 인 TcdA의 결합에 대한 겔 지연 분석에 의한 분석을 시연한다. threonylcarbamoyl cyclic t6 A (ct6 A)에 tRNA의 anticodon stem loop (ASL)에서 A37에 부착 된 측쇄. tRNA (UUU)를 암호화하는 합성 유전자의 전사는 1 mM 이소 프로필 β-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG)를 갖는 대장균 에서 유도되고 tRNA를 함유하는 세포는 유도 후 24 시간에 수확된다. RNA 분획은 산성 페놀 추출법을 사용하여 정제한다. 순수한 tRNA는 소형 tRNA 분자를 더 큰 손상되지 않은 핵산 또는 조각난 핵산에서 효율적으로 분리하는 겔 여과 크로마토 그래피에 의해 얻어집니다. tRNA (UUU)에 대한 TcdA 결합을 분석하기 위해 TcdA를 tRNA (UUU)와 혼합하고 4 ℃에서 천연 아가 로스 겔로 분리한다.TcdA-tRNA (UUU) 복합체는 젤의 염색시 관찰 할 수있는 이동성 지연을 겪는 반면, 자유 tRNA (UUU)는 더 빠르게 이동합니다. 우리는 TcdA가 tRNA (UUU) 결합 효소임을 입증합니다. 이 겔 지연 분석은 TcdA 돌연변이 체와 첨가제 및 기타 단백질이 결합에 미치는 영향을 연구하는 데 사용할 수 있습니다.
겔 지연 분석 1 (전기 이동성 이동 분석, EMSA라고도 함)은 단백질 - 핵산 상호 작용을 연구하고 특성화하기 위해 고안된 전기 영동 방법입니다. 단백질 - RNA 상호 작용뿐 아니라 정제 된 성분 또는 단백질 ( 예 : 세포 용 해물) 또는 핵산 ( 예 : tRNA)의 복잡한 혼합물을 사용하여 tRNA와 tRNA 결합 단백질 간의 상호 작용뿐만 아니라 단백질 -DNA의 분석도 가능합니다 수영장). 우리는 정제 된 tRNA (UUU)와 anticodon stem loop (ASL)에서 A37에 부착 된 threonylcarbamoyl 측쇄를 고리 화하는 N 6 - threonylcarbamoyladenosine (t 6 A) 탈수 효소 인 TcdA 사이의 상호 작용 연구에 겔 지연 분석을 적용했습니다. tRNA의 cyclic t 6 (ct 6 A) 2 , 3 로의 전환. TcdA는 또한 CsdL 3 ,tcdA / csdL 유전자는 csdA 와 csdE 유전자를 갖는 클러스터를 형성하는데, 시스테인 탈황 효소와 시스테인 술핀 데스 탈 루핀 (CSD) 시스템의 황 수용체를 암호화하고 생체 내에서 TcdA 기능을 유지해야한다.
겔 지연 분석법의 근거는 유리 핵산 분자가 큰 음전하 때문에 아크릴 아마이드 또는 아가로 오스 겔의 앞쪽으로 빠르게 이동하지만 동일한 핵산의 단백질 복합체의 전기 영동 이동도가 크게 감소한다는 것입니다. 이동성의 감소는 핵산 - 단백질 복합체에서 "이동"으로 시각화되어 개별 밴드로 분해됩니다. 양전하를 띠고 큰 핵산 - 단백질 복합체는 겔상에서보다 큰 이동도 또는 이동도 감소를 나타낸다.
복합체의 전하 중화는 보편적 인 현상이므로단백질 - 핵산 복합체의 경우, 겔 지연 분석은 광범위한 복합체 및 핵산 유형에 적용될 수 있습니다. 이 방법은 간단하고 저렴하며 최소한의 장비로 실험실에서 수행 할 수 있습니다. 소량의 단백질과 tRNA 만 있으면됩니다. 이것은 대체로 더 많은 양의 표본을 소비하는 대체 생물 물리 기술보다 유리합니다.
겔 지연 분석은 전사 인자 연구에 널리 사용되었습니다. 이 분석법은 많은 다른 DNA 서열에 대한 전사 인자의 결합 동역학, 강도 및 특이성을 분석하는 데 사용되었습니다. 이 분야에서 실제로 EMSA가 처음 개발 된 것은 6 , 7 이었다. RNA 8 , 9 , 10 , 11 및 tRNA 분자를 이용한 겔 지연 분석도 리보솜 연구에 사용되었습니다우리가 여기에서와 같이 전사 후 tRNA 뉴 클레오 시드를 변형시키는 효소를 분석 할 수 있습니다.
다양한 매개 변수가 온도, 단백질 및 tRNA 샘플의 품질, 결합 강도와 같은 겔 지연 분석의 결과에 영향을 미칩니다. 실험의 신중한 계획과 실행은 유리 핵산과 단백질 결합 종의 결과 해석에 중요합니다. 여기에서, 프로모터가 Shine-Dalgarno 리보솜 결합 부위가 결여 된 발현 벡터에 클로닝 된 tRNA (UUU)를 코딩하는 합성 유전자를 사용하여 다량의 tRNA 2 의 합성을 유도 하였다. 이 상세한 프로토콜은 일반적인 실수를 피하면서 tRNA 겔 지연 실험을 수행하기위한 명확한 안내서를 제공하기위한 것입니다.
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주의 : 사용하기 전에 관련된 모든 물질 안전 보건 자료 (MSDS)를 참조하십시오. 이 프로토콜에 사용 된 화학 물질 중 일부는 독성과 부식성이 있습니다. 흄 후드 및 개인 보호 장비 (안전 안경, 장갑, 실험실 코트, 긴 바지, 닫힌 발가락 신발 등 )의 사용을 포함하여 페놀을 사용하여 tRNA 추출을 수행 할 때 적절한 방법을 사용하십시오. 이 프로토콜은 무독성 핵산 얼룩을 사용합니다. 대체 얼룩의 사용은 독성 및 / 또는 발암 성 ( 예 : ethidium bromide)이있는 경우 염색제의 추가 예방 조치 및 특수 처분이 필요할 수 있습니다.
1. 아가로 오스 겔의 제조
2. tRNA의 제조
3. 샘플 준비
4. 겔 적재 및 전기 영동 개발
5. tRNA- 단백질 상호 작용을 관찰하기위한 젤 염색
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강력한 유도 성 T7 프로모터의 제어하에 대장균 에서 tRNA 유전자를 발현시킴으로써 대량의 tRNA (UUU)를 얻을 수있다. 발현 된 tRNA (UUU)는 세포질에 축적되며 자연적으로 풍부한 tRNA 풀을 풍부하게합니다. 포획 / 추출 단계 및 겔 여과 / 연마 단계로 이루어진 2 단계 정제 공정을 이용하여 EMSA 급 tRNA를 수득 하였다. 포획 / 추출 단계는 단백질, 세포 파편, DNA 및 tRNA (및 기타 RNA 분자) 추출의 동시 침전을 달성하기 위해 pH 4.3 페놀을 사용합니다. 이 단계에서 총 tRNA 풀의 양은 2 % w / v 아가로 오스 겔에서 전기 영동으로 평가할 수 있습니다. 두 번째 단계는 RNA 종류를 분자 크기에 따라 분리하는 겔 여과 크로마토 그래피를 통합합니다. 254 nm의 UV 추적을 사용하여 분리를 모니터하고 주요 용리 피크를 확인합니다 ( 그림 1상단)....
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본원에 기술 된 단백질 -tRNA 아가로 오스 겔 지연 분석법은 여러 가지 방법으로 변형 될 수있다. 첫째, 젤에서 아가로 오스의 비율은 여기 분석 (120 kDa)보다 훨씬 큰 단백질 - tRNA 복합체의 분리 및 시각화를 허용하기 위해 줄일 수 있습니다. 둘째, 목표 단백질이 열 안정성이있는 경우, 전기 영동 장치를 차가운 방으로 옮기거나 전기 영동 챔버 내부의 얼음 팩을 사용하여 생성 된 열을 즉시 소산시킴으로써 온도가 최대 허용 온도 이하로 유지되도록하는 추가 예방 조치가 취해 져야합니다 달리는 동안. 필요에 따라 또는 샘플 11에서 허용되는 경우 실행 시간을 단축하기 위해 다른 버퍼 조성물 ( 예 : 0.5X TB, 트리스 - 보레이트) 및 작동 매개 변수 (> 20V / cm)를 수정할 수 있습니다. 제안 된 MgCl 2 농도는 시료 준비 단계에서 RNA 분해가 관찰되면 감소 될 수 있는데, 이는 2가 cati잠재적으로 핵산의 절단을...
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MCV는 CIB 교내 프로그램 "더 나은 삶을위한 분자 기계"(MACBET)의 회원입니다. 이 결과를 이끌어 낸 연구는 Salut Carlos III 스페인 연구소 (PI12 / 01667에서 MCV), 스페인의 Competitividad Ministerio Competitividad (CTQ2015-66206-C2-2-R 및 SAF2015-72961-MCV의 EXP)로부터 자금을 지원 받았다. ), 마드리드 지방 정부 (S2010 / BD-2316 ~ MCV) 및 유럽위원회 (Framework Program 7 (FP7)) 프로젝트 ComplexINC (계약 번호 279039 - MCV) 재단 기금은 연구 설계, 데이터 수집 및 분석, 출판 결정 또는 원고 작성에 아무런 역할을하지 못했습니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| E. coli BL21(DE3) | Novagen | 70235 | DE3 lysogen은 IPTG 유도 시 T7 중합효소를 함유하고 있습니다. |
| pET23d | Novagen | 69748-3 | pET23d는 암피실린에 대한 내성을 부여합니다. T7 프로모터. |
| LB 육수, 저염 (Lennox L Broth), 과립 | Melford | GL1703 | 기존 LB 육수, 고염도 사용할 수 있습니다. |
| Ampicillin | Sigma-Aldrich | 10419313 | |
| 인큐베이터 쉐이커 (온도조절 가능) | NBS | Excella E24 | 온도 조절 기능이 있는 모든 쉐이커 인큐베이터를 사용할 수 있습니다. |
| 이소프로필-베타-D-티오갈락토피라노사이드(IPTG), >=99% | 아크로스 오가닉스 | BP1755 | |
| 소듐 아세테이트, 무수, >99% | 멜포드 | B4017 | |
| 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA), 디소듐 염, >99% | 아크로스 유기물 | AC327205000 | 흡입하면 유해합니다. |
| 원심분리기(냉장) | Eppendorf | 5430 | |
| 원심분리기(냉장) 로터 | Eppendorf | 5430/5430P | |
| 원심분리기 | Sorvall | RC5C | |
| 원심분리기 로터 | Sorvall | SLA-3000 | |
| 페놀 용액, 0.1 M 구연산염 완충액으로 포화, pH 4.3 & 플러스 0.2 | Sigma-Aldrich | P4682 | 급성 독성 (경구, 진피, 흡입), |
| 분석을위한 부식성 에탄올 절대, 100 % v / v | Merck Millipore | ||
| 인산 나트륨 이염기성 이수화물, Na2< / sub>HPO4< / sub>, > = 99 % | Sigma-Aldrich | 71643 | |
| 인산 이수소 칼륨, KH2< / sub>PO4< / sub> | Merck | 48,730,250 | |
| HiLoad 16/60 Superdex 75 | GE 헬스케어 | 28989333 | |
| 아가로스 | Melford | MB1200 | |
| Tris [Tris(hydroxymethyl) aminomethane HCl] | Melford | T1513 | |
| Boric Acid | Melford | B0503 | |
| Microwave | Haier HDA-2070M | ||
| TCEP [Tris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride] | Sigma-Aldrich | C4706 | 금속과 피부를 부식시킵니다. |
| ATP[아데노신 5&프라임;-트리포스페이트 디소듐 염 수화물], 등급 I, >=99% | 시그마-알드리치 | A2383 | |
| 염화마그네슘(MgCl2), 무수, >=98% | 시그마-알드리치 | M8266 | |
| 염화나트륨(NaCl), >99% | Fisher Bioreagents | BP358 | |
| 염화칼륨(KCl), >99% | 멜포드 | P0515 | |
| NZYDNA Ladder VI | NZYtech | MB8901 | |
| 전원 공급 장치 | Consort | EV261 | |
| 전기 영동 장치 | Real Laboratory | RELSMINI10 | |
| Real Safe 핵산 염색 | Real Laboratory | RBMSAFE | 20,000X 재고 |
| UV Transilluminator (G : Box / EF) | Syngene | 2216498 | |
| Coomassie Brilliant Blue G | Sigma-Aldrich | B0770 | |
| 록커 (자이로-록커) | 스튜어트 | SSL3 | |
| 믹서 Vortex | 피셔 브랜드 | 13214789 |
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