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방법 논문

Site-Specifically 생성 하는 손쉬운 프로토콜 Acetylated 대장균 에서 단백질

6.7K 조회수

DOI:

10.3791/57061

2017년 12월 9일

이 논문에서

요약

유전자 코드 확장 acetylation 단백질을 포함 한 생물 학적 과정의 넓은 범위를 공부 하는 강력한 도구 역할을 합니다. 여기 균질 생성 하기 위한이 기술을 악용 하는 손쉬운 프로토콜 acetylated 단백질 대장균 세포에 특정 사이트에 설명 합니다.

초록

포스트 번역 상 수정 단백질의 특정 위치에서 발생 하는 다양 한 세포질 프로세스에서에서 중요 한 역할을 보여왔다. 그 중, 가역 lysine acetylation 생활의 모든 영역에서 가장 넓게 분배 된 중 하나입니다. 수많은 acetylome 질량 분석 기반 연구를 수행 하는 있지만 더이 상 상속 acetylation 대상의 제한 되었습니다. 가능한 이유 하나 대부분 클래식 생 화 확 적인 방법에 의해 원하는 위치에 순전히 acetylated 단백질을 생성 하기 어렵습니다. 이 문제를 해결 하려면 유전자 코드 확장 기술 cotranslational 설립을 직접 설계 pyrrolysyl-tRNA 합성 변종, Methanosarcinaceae 종에서 그것의 동족 tRNA의 쌍을 사용 하 여 적용 된 관심사의 단백질에 특정 사이트에 acetyllysine의. Histone acetylation의 연구에서 첫 번째 응용 프로그램, 후이 이렇게 다양 한 단백질에 acetylation 연구 촉진 했다. 이 작품에서는, 우리는 호스트 모델 박테리아 대장균 을 사용 하 여 site-specifically acetylated 단백질을 생산 하는 손쉬운 프로토콜을 증명 하고있다. Malate 효소는이 작품에서 데모 예제로 사용 되었습니다.

서론

포스트 번역 상 수정 (PTMs) 단백질의 번역 과정 후 발생 하 고 공유 추가 기능 그룹에서 발생 하는 아미노산 잔류물, 유전자를 포함 하 여 거의 모든 생물 학적 과정에 중요 한 역할을 재생을 전사, 스트레스 반응, 세포 분화, 및 물질 대사1,2,3 날짜 하려면, 약 400 독특한 PTMs 확인된4되었습니다. 게놈과는 프로테옴의 intricacy는 단백질 PTMs로 대부분 증폭 단백질 활동 및 지역화, 고 단백질, 핵 산, 지질, 및 공동 인자5등 다른 분자와 상호 작용에 영향을 미칠.

단백질 acetylation 지난 2 년간6,7,,89,10,1....

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프로토콜

1. 사이트 감독 Mutagenesis 대상 유전자의

참고: MDH T7 발기인 CloDF13 원본 및 복사본 수가 20 ~ 4034 pCDF 1 벡터에서 아래 표시 됩니다.

  1. 뇌관에 의해 유전자에 140 위치에서 황색 정지 codon를 소개 (뇌관을 앞으로: GGTGTTTATGAC태그AACAAACTGTTCGGCG 및 뇌관을 역방향: GGCTTTTTTCAGCACTTCAGCAGCAATTGC)의 사이트 지시 된 mutagenesis 키트 명령 다음.
  2. 야생-타입 malate dehydratase의 유전자를 포함 하는 템플릿 플라스 미드를 증폭 하 고 중 합 효소 연쇄 반응 (PCR) 반응에 의해 정지 codon 돌연변이 삽입 합니다. 반응 혼합물에서 포함 2 X DNA 중 합 효소 효소 혼합의 12.5 µ L, 10 µ M 앞으로 뇌관, 10 µ M 역 뇌관의 1.25 µ L, 템플릿 DNA의 1 µ L의 1.25 µ L (20 ng / µ L) (pCDF 1 플라스 미드의 야생-타입 MDH 유전자를 포함), 그리고 9 µ L nuclease 무료 물.
    1. PCR 반응 매개 변수를 사....

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결과

야생-타입 MDH 그건 1 L 문화 당 31 mg acetylated MDH 단백질의 수익률 1 L 문화, 당 15 밀리 그램 이었다. 그림 1에서 보듯이 순화 된 단백질 SDS-PAGE로 분석 되었다. 야생-타입 MDH 긍정적인 제어34로 사용 되었다. 성장 매체에서 acetyllysine (AcK) 설립 시스템 및 돌연변이 mdh 유전자를 은닉 하는 세포에서 하지만 AcK 없이 순화 하는 단백질은 부정적인 컨트롤으로 사용 되었다. 순화 된 단백질의 lysine acetylation 서쪽 더 럽 히를 사용 하 여 그림 2와 같이 acetyllysine 항 검색 되었습니다. Malate 효소에서 리 진 잔류물 140의 acetylation 탠덤 질량 분석 분석 그림 3<.......

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토론

비정규 아미노산 (ncAAs)의 유전 결합 ncAA 청구 tRNA에 의해 할당 된 codon, 주로는 황색 정지 codon UAG36,37,38,39의 억제에 기반 해당 anticodon 포함 하. UAG codon 릴리스 요소-1 (RF1) 박테리아에 의해 인식 된다로 알려져 있다 그리고 그것은 또한 억제할 수 있습니다 의해 정식 아미노산 (cAAs)로 청구 하는 호스트에서 동족 tRNAs 근처 lysine과 티로신40,41등. 그래서, UAG codon에 ncAA 관 효율 ncAA 관 순도 경쟁 ncAA 충전 tRNAs 사이 동족 tRNAs 근처 cAA 청구에 의존 하는 동안 ncAA 충전 tR.......

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공개 사항

저자는 공개 없다.

감사의 글

이 작품은 NIH (AI119813), 아칸소 대학에서에서 시작 및 아칸소 생명과학 연구소에서 수상에 의해 지원 되었다.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
Bradford 단백질 분석Bio-Rad5000006단백질 농도
4x Laemmli 시료 완충액Bio-Rad1610747SDS 시료 완충액
Coomassie G-250 StainBio-Rad1610786SDS-PAGE 겔 염색
4-20% SDS-PAGE 레디 젤Bio-Rad4561093단백질 측정
Ac-K-100 (HRP Conjugate)Cell 신호6952항체
IPTGCHEM-IMPEX194발현 유도제
Nε -Acetyl-L-lysineCHEM-IMPEX5364비표준 아미노산
PD-10 탈염 컬럼GE Healthcare17085101탈염
Q5 부위 지정 돌연변이 유발 키트NEBE0554stop codon
BL21 (DE3) 세포NEBC2527발현 균주
QIAprep Spin Miniprep KitQIAGEN27106소개플라스미드
추출 Ni-NTA 수지QIAGEN30210친화성 정제 수지
니코틴아미드Sigma-AldrichN3376탈아세틸화효소 억제제
&베타;-메르캅토에탄올Sigma-AldrichM6250환원제
BugBuster 단백질 추출 시약Sigma-Aldrich70584파괴 세포
벤조나아제 nucleaseSigma-AldrichE1014DNase
ECL Western Blotting SubstrateThermoFisher32106Chemiluminescence
Premixed LB BrothVWR97064세포 성장 배지
소 혈청 알부민VWR97061-416western blots blocking

참고문헌

  1. Krishna, R. G., Wold, F. Post-translational modification of proteins. Adv Enzymol Relat Areas Mol Biol. 67, 265-298 (1993).
  2. Lothrop, A. P., Torres, M. P., Fuchs, S. M. Deciphering post-translational modification codes. FEBS Lett. 587 (8), 1247-1257 (2013).
  3. Walsh, C. T.....

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재인쇄 및 허가

태그

유전 암호 확장부위 특이적 아세틸화아세틸리신 도입피롤리실-tRNA 합성효소앰버 종결 코돈Escherichia coli 발현단백질 정제웨스턴 블롯팅탠덤 질량 분석법BL21(DE3) 세포