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방법 논문

Hsp33의 Redox 규제 보호자 활동을 정의 하 고 수소 중수소 교환 질량 분석을 사용 하 여 Hsp33에 구조적 변화를 매핑

8.2K 조회수

DOI:

10.3791/57806

2018년 6월 7일

* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

유기 체는 그들의 일생 동안 발생 하는 가장 어려운 스트레스 조건 중 하나에 oxidants의 축적을 포함 한다. 산화 스트레스, 동안 셀 무 겁 게 의존 분자 보호자. 여기, 우리는 HDX MS를 사용 하 여 보호자 기능을 경 세 하는 구조적인 변화를 모니터링으로 redox 규제 안티 집단 활동, 또한 조사 하는 데 사용 하는 방법 제시.

초록

생명체는 온도, pH, 반응 산소 종의 축적 등에서 변화를 포함 하 여 그들의 수명 주기 동안 환경 변동에 대처 하기 위해 정기적으로 필요 합니다. 이러한 변동 광범위 한 단백질 전개, 집계,으로 이어질 수 있으며 세포 죽음. 따라서, 세포 스트레스 조건 중 "건강 한" 프로테옴을 유지 하는 분자 보호자의 역동적이 고 스트레스 관련 네트워크를 진화 했다. ATP-독립 보호자 일선 방위 분자, 스트레스-종속 방식에서 단백질 집계에 대 한 보호로 봉사 하는 분자 보호자의 1 개의 주요 클래스를 구성 합니다. 한 이러한 보호자 공통점 기능은 그들의 스트레스 관련 활성화, 인식 및 misfolded 클라이언트의 버전에 대 한 구조적인가 소성을 활용 하는 능력.

이 문서에서 우리는 한 그러한 본질적으로 무질서 보호자, 단백질 산화 스트레스 동안 집계에 대 한 보호는 세균성 산화 규제 Hsp33의 기능 및 구조 분석에 집중 한다. 여기, 선물이, 보호자의 구조적 변화를 매핑 뿐만 아니라 보호자 redox 규제 활동, 공부에 대 한 다양 한 기술의 도구 상자 밑에 그것의 활동. 특히, 우리는 보호자 안티 집계 활동에서 생체 외에서 빛 산란을 사용 하 여의 정도에 초점을 맞추고의 분석 이어서 완전히 감소 하 고 완벽 하 게 산화 단백질의 준비를 포함 하는 워크플로 설명 합니다 반대로 집계 활동과 그 활동입니다. 극복 하기 위해 자주 outliers 집계 분석 하는 동안 축적 된, Kfits, 운동 측정의 쉬운 처리를 수 있는 새로운 그래픽 도구 사용을 설명 합니다. 이 도구는 쉽게 다른 유형의 outliers를 제거 및 운동 매개 변수 피팅 운동 측정에 적용할 수 있습니다. 단백질 구조와 기능을 연결할 설치 및 워크플로 구조 질량 분석 기술, 수소 중수소 교환 질량 분석, 구조적 변화의 매핑은 보호자 수의 설명 및 Hsp33 활동의 다른 단계 동안 있는 기질 다른 단백질-리간드 및 단백질-단백질 상호 작용에는 동일한 방법론을 적용할 수 있습니다.

서론

셀 자주 발생 하는 반응성 산소 종 (선생님)의 호흡1,2, 단백질 및 지질 산화3,4및 추가 프로세스5, 부산물 생산의 축적 6,7. 선생님 셀룰러 신호8,9 및 면역 응답10등 다양 한 생물학 과정에서 유익한 역할에 불구 하 고 선생님 생산 및 그것의 해독 사이의 불균형이 발생할 수 있습니다, 산화를 선도 7스트레스. 선생님의 생물 목표 단백질, 지질 및 핵 산의 산화가 그들의 구조와 기능에 영향을 미칠 있습니다. 따라서, 셀룰러 oxidants의 축적은 강하게 pathologies 암9,11, 염증

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프로토콜

1. 완벽 하 게 감소 하 고 완벽 하 게 산화 단백질의 준비

  1. 완벽 하 게 감소 된 단백질의 준비
    참고: 여기, 우리가 설명 아연 포함 된 단백질 및 단백질 Zn 통합, 감소 된 상태를 복원할 ZnCl2 를 사용 하 여 솔루션의 감소. ZnCl2 솔루션 대체 하거나 삭제 될 수 있습니다. Note 시간과 온도 감소 과정의 단백질 안정성과 기능에 따라 달라 집니다 및 특정 단백질 당 이렇게 이다.
    1. 얼음에 단백질 견본을 해 동 하 고 제거 집계 아래로 회전. 5mm DTT와 37 ° C와 20 µ M ZnCl2 에서 적어도 1.5 h에 대 한 샘플을 품 어 (단백질 농도의 최대 70%).
      참고:이 단계에서 온도 단백질 및 단백질 안정성에 조정 되어야 한다.
    2. DTT 염 열을 사용 하 여 제거 합니다.
      참고: 다른 담 열을 사용할 수 있습니다. 프로토콜 아래 특정 염 열 ( 재료의 표참조)를 사용 하 여 프로시저를 설명 합니다. 다른 염 열을 사용 하기 전에 일부 염 열 부분적으로 관심사의 단백질을 흡수 수 있습니다 이후 DTT 제거 및 단백질 복구의 그들의 효율성을 검토 하는 것이 좋습니다.
      1. 해당....

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결과

제시 하는 두 가지 방법 운동 활동과 보호자와의 기판 간의 단백질 상호 작용의 역동성에 따라 가능 하 게. 또한, 감소-산화 프로토콜 redox 의존 무질서 보호자의 활성화 메커니즘의 더 심도 있는 이해를 주는 완전히 감소 하 고 완벽 하 게 산화 보호자의 준비를 수 있습니다.

첫째, 우리는 보호자의 redox 종속 활동 검사 산란 사용. 산란 화학적 및 열 변성된 CS 단백질 산화 (활성)의 존재에서 수행 되었다 또는 감소 (비활성) 보호자 (그림 1). 화학 변성 불리 한 버퍼 조건에서 완전히 denaturized 단백질을 refolding에 의해 유도 된 빠른 CS 집계 이끌어 낸다. 다른 한편으로, 열 유도 집계 기본적으로 접힌된 기판의 상대적으로 느린 전개에서 유래한 다. 따라서, 이러한 서로 다른 유.......

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토론

이 문서에서 우리는 redox 종속 보호자 활동의 분석 및 클라이언트 단백질의 바인딩 따라 구조 변화의 특성에 대 한 프로토콜 제공. 이들은 잠재적인 보호자 기판 단지 정의 하 고 잠재적인 상호 작용 사이트 분석을 보완 방법론입니다.

여기, 우리는 잘 공부 보호자 기판 CS와 redox 규제 보호자 Hsp33 사이 복잡 한 특성에 대 한 이러한 프로토콜을 적용. 우리는 두 가지 유형의 단백질 집계 분석, 그들의 운동 및 초기 상태에 다 제시: 화학 변성 중 기판 열 집계 중 변성된 형태에서 그것의 전개 과정을 시작 합니다 전개는 기판의 기본 형태에서 시작 됩니다.

빛 산란 측정 단백질 집단의 상대적 크기를 모니터링 하는 데 유용한 도구입니다. 우리는 보호자의 활성 상태를 확인 하려면이 메서드를 사용 하 여, 하는 동안는 일반 집계 조건, 다른 단백질의 안정성을 비교 하거나 불안정 돌연변이 기판와 보호자 모두 공부 공부를 더 사용할.......

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공개 사항

저자는 공개 없다.

감사의 글

저자는 그녀의 도움이 토론에 대 한 Meytal Radzinski에 게 감사 하 고 HDX 분석 플랫폼을 설정 하는 동안 그들의 무제한 지원에 대 한 문서, 그리고 패트릭 그리핀와 그의 실험실 멤버를 읽고 중요 한 있습니다. 저자는 독일-이스라엘 재단 (나-2332-1149.9/2012), Binational 과학 재단 (2015056), 마리 퀴리 통합 그랜트 (618806), 이스라엘 과학 재단 감사 (1765/13 고 2629/16), 그리고 인간 프론티어 과학 그들의 재정 지원 프로그램 (CDA00064/2014).

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
Chemicals, Reagents
Acetonitrile HPLC plusSigma Aldrich34998-2.5L용매
포름산 Optima LC/MSFisher ChemicalsA117-50용매 보충제
이소프로필 알코올, HPLC 등급Fisher ChemicalsP750717
용매 메탄올Fisher ChemicalsA456-212용매
트리스 (하이드 록시 메틸) 아미노 메탄시그마 알드리치252859버퍼
트리 플루오로 아세트산시그마 알드리치76-05-1HPLC
시그마 알드리치270733-2.5L-M솔벤트
ZnCl2, 염화 아연머크B0755416 308시약
DTTgoldbio27565-41-9환원제
PD 미니 트랩 G-25 열 GE 헬스케어GE 헬스케어29-9180-07탈염 컬럼
인산칼미국 Biochemical Corporation20274버퍼
과산화수소 30%MerckK46809910526산화제
구연산염 합성효소시그마 알드리치C3260기판
HEPES 무산성시그마 알드리치7365-45-9완충액
Gndcl시그마 알드리치G3272-500G변성제
염화수소 용액시그마 알드리치543047-10G버퍼
중수소 산화물 99%시그마 알드리치151882-100G용제
TCEPbioworld42000058-2환원제
150uL 맨드릴 인테리어가 있는 마이크로 인서트 & 폴리머 피트, 29*5mmLa-Pha-Pack -Thermo Fischer Scientific
1.5mL 투명 짧은 스레드 바이알 9mm 스레드, 11.6*32mmLa-Pha-Pack -Thermo Fischer Scientific
석영 큐벳Hellma 101-QS
Instruments
Jasco FP-8500 형광 분광계Jasco
Thermomixer ComfortEppendorf13058/0
Heraeus Megafuge 16R, 벤치탑CentrifugeThermo Scientific
pH 측정기, PB-11 sartoriusSartorius13119/0
AffiPro Immobilized Pepsin 컬럼(길이 20mm, 직경 2.0mm).AffiPro
Waters Pre-column(ACQUITY UPLC BEH C18 VanGuard 130 , 1.7um, 2.1mmx5mm)Waters
C18 분석 칼럼(ACQUITY UPLC 펩타이드 BEH c18 Column, 130 Å, 1.7um, 2.1mmx50mm)
Airlock 도어가 있는 비닐 혐기성 챔버COY
Q-exactive-orbitrap 질량분석기Thermo-Fischer Scientific
PAL 시스템 LHX - HDX 시료 처리를 위한 로봇 시스템PAL 시스템https://www.palsystem.com/index.php?id=840
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Dionex AXP-MS 보조 펌프Thermo Scientific
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Q Exactive MS 시리즈 Tune 인터페이스(Tune)https://tools.thermofisher.com/content/sfs/brochures/WS-MS-Q-Exactive-Calibration-Maintenance-iQuan2016-EN.pdf
크로노스 소프트웨어(Axel Semrau)http://www.axel-semrau.de/en/Software/Software+Solutions/Chronos-p-966.html
Proteome Discoverer V1.4 소프트웨어https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/OPTON-30795
HDX 워크벤치 소프트웨어http://hdx.florida.scripps.edu/hdx_workbench/Home.html
용 륨 ,

참고문헌

  1. Wong, H. S., Dighe, P. A., Mezera, V., Monternier, P. A., Brand, M. D. Production of superoxide and hydrogen peroxide from specific mitochondrial sites under different bioenergetic conditions. Journal of Biological Chemistry. 292 (41), 16804-16809 (2017).
  2. Murphy, M. P. How mitochondria produce reactive oxygen species. <....

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재인쇄 및 허가

태그

Hsp33Kfits