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방법 논문

단일-매출 Protease PCSK9의 베이스를 평가 하는 높은 처리량 Luciferase 분석 결과

7.5K 조회수

⸱

DOI:

10.3791/58265

⸱

2018년 8월 28일

이 논문에서

요약

이 프로토콜 셀룰러 맥락에서 본질적으로 낮은 활동, 단일 매출 효소의 분해 활동을 평가 하는 메서드를 제공 합니다. 특히,이 메서드는 PCSK9, 그 분해 활동은 그것의 궁극적인 노인 기능에 필요한 지질 대사의 핵심 드라이버의 분해 활동을 평가에 적용 됩니다.

초록

Proprotein convertase subtilisin/kexin 9 (PCSK9) 형식이 단일 매출 protease 혈 청 저밀도 지 단백질 (LDL) 수치를 조절 하 고, 따라서, 심장 혈관 질병. PCSK9 베이스에 필요 하지만 전체 콜레스테롤 효과, 분해 기능 평가 도전 이다: PCSK9 자체 쪼개만 알려져, 겪 습만 단일 회전율, 및 베이스, 후에 그것의 기질을 유지 자동-억제제로 그것의 활성 사이트입니다. 여기에 제시 된 방법을 이러한 문제를 극복 하는 분석 결과 설명 합니다. 분석 결과 셀 컨텍스트 및 링크 쉽게 읽을 수 있습니다 밖으로 바른된 매체에 은닉 luciferase 활동에 성공적인 분열 intermolecular 베이스에 집중 한다. 통해 순차적 단계 mutagenesis, 과도 transfection 그리고 luciferase 판독, 분석 결과 높은 처리량 방법에서 유전적 또는 분자 섭 동의 조건 하에서 PCSK9 베이스를 프로브 수 있습니다. 이 시스템은 임상 발견된 missense 단일 뉴클레오티드 동 질 다 상 (Snp), 또한 PCSK9 베이스의 작은 분자 억제제의 심사에 관해서는 모두 생 화 학적 평가 대 한 적합 합니다.

서론

LDL 콜레스테롤 (LDL-콜레스테롤)을 제기 하 고 동맥 경 화성 심장 질환1,2운전 PCSK9 성능 저하, LDL 수용 체 (LDL-R)를 대상. 치료 대상 PCSK9 튼튼하게 LDL-콜레스테롤을 낮출 하 고 적극적인 지질을 낮추는 치료 스타 틴3,4에 추가 하는 경우에 환자에 대 한 심장 혈관 결과 개선. 그러나 현재 승인 된 치료 항 체 기반 접근에 제한 된다, 그리고 비용 효율성5,6의 부족에서 고통. 이 문제를 해결 하려면 비용이 많이 드는 치료 대안, 환자 더 큰 혜택을 얻을 것을 식별 하는 수단 또는 둘 다 필요 합니다.

작은 분자 접근은 세포내 PCSK9 대상, 관리의 향상 된 경로 제공 고 비용, 그들에 게이 지역7에 있는 "성배"를 줄일 수 있습니다. 그러나, PCSK9 작은 분자 약물 어려운 입증 했다. 한 효소로 PCSK9의 분해 기능을 대상으로 자체 베이스 PCSK....

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프로토콜

1. 사이트 감독 Mutagenesis Protease 벡터의

  1. 디자인과 표준 사이트 감독 mutagenesis 프로토콜12의 수정을 사용 하 여 관심사의 돌연변이 설치 하려면 사용자 정의 합성 oligonucleotides 주문. 표준 desalted 뇌관 (추가 정화) 없이 완벽 하 게 사용할 수 있습니다.
    참고: 뇌관 디자인에 대 한 일반적인 접근 표 1의 중 합 효소에 녹는 온도 (Tm) 계산기를 사용 하 여 표시 된 대로 부분적으로 겹치는 뇌관을 만드는 작업이 포함 됩니다.
  2. 설정 중 합 효소 연쇄 반응 (PCRs) 사이트 감독 mutagenesis 얼음, 표 2에 표시 된 대로.
  3. 표 3에 표시 된 대로 PCRs를 주기.
  4. 1 %agarose 젤에 각 PCR의 2-5 µ L을 실행 하 고 성공적인 증폭을 확인 하는 제품을 시각화.
    참고: 성공적인 PCR (~7.8 kB) 서식 파일의 대략적인 크기 표시에서 단일, 저명한 DNA 밴드를 표시 합니다.
  5. DpnI의 (25 µ L 반응) 당 0.5 µ L을 추가 하 고 1 시간 동안 37 ° C에....

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결과

높은 처리량 베이스 분석 결과 세 가지 주요 과제를 극복에 의존 합니다. 첫째, 단일-매출 PCSK9 효소는 억제 부족 PCSK9 효소의 본질적으로 낮은 출력을 극복 하기 위해 prodomain 사용 됩니다, 분열 순서는 prodomain의 꼬리에서 분 비14수 luciferase에 연결. 둘째, 접으면 protease에 대 한 필요를 만족 시키기 위해 복잡 한 그것의 억제와 함께 prodomain, 2 개의 polypeptides는 coexpressed 트랜스에서 셀룰러 컨텍스트15,16를 통해 bicistronic 벡터에. 셋째,에서 차별화 하는 쪼개진 uncleaved 기판, PCSK9 효소가 잘립니다 C678 바인딩과 그물 (응급실)에서 복잡 한 PCSK9 출구를 방지 하지만 분해 기능.......

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토론

위에서 설명한 실험 절차 단일 매출 protease PCSK9의 본질적으로 저조를 극복 하 고 강력한 방식으로 분해 기능을 평가 하는 방법을 제시. 분석 결과의 주요 개념 효소 증폭된 판독 단일 매출 이벤트 변환에 의존 합니다. 분석 결과의 강점 등는 상대적으로 짧은 시간 프레임 luciferase 기자는 확장성 높은 처리량 접근의 사용의 용이성. 또한, 분석 결과 네이티브, 셀룰러 맥락에서 베이스를 평가합니다. 또한,이 분석 결과와 임상적으로 확인 된 Snp 평가할 수 있다 어떤 인간이 나 환자 조직;에 대 한 필요 없이 PCSK9 베이스에 그들의 효과 대 한 관심사의 유전자 형의 기술만 필요 하다.

분석 결과의 몇 가지 기술적인 제한이 존재 한다. 분석 결과 평가 셀 내에 베이스, 비록 벡터의 overexpression을 또한 필요 합니다. 분석 결과 HEK293T 셀 라인의 과도 transfection를 해야 하므로 transfection 효율 내장 잘-투-잘 다양성을 추가.......

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공개 사항

저자는 공개 없다.

감사의 글

저자 감사 NHLBI/NIH (K08 HL124068 및 LRP HMOT1243), NCATS/NIH UCSF 임상 및 변환 과학 연구소 촉매 프로그램 (UL1 TR000004), UCSF 학술 상원 헬 맨 재단에서 관대 한 자금 지원을 한 길 르 앗 과학 연구 학술 상, (모두 존 S. Chorba) 화는 심장 혈관 상 고 (Adri M. Galvan Kevan M. Shokat)를 하 워드 휴즈 의학 연구소.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
PCR TubesUSA Scientific1402-2900For PCR
Q5 Hot StartNew England BiolabsM0493L고충실도 DNA 중합효소
데옥시뉴클레오티드 용액 믹스New England BiolabsN0447LdNTPs (for PCR)
pPCSK9-NLucProteaseAssay-WTAuthorsn/a
pPCSK9-NLucProteaseAssay-S386A에서 입수 가능저자해당 없음:
Agarose LEGold BiotechnologyA-201-100For DNA gels
E-Gel Imager System with Blue Light Base ThermoFisherScientific4466612For imaging DNA gel SYBR
Safe DNA Gel StainThermoFisher ScientificS33102For DNA gel
Tris BaseThermoFisher ScientificBP152-1DNA 젤 실행 버퍼
빙하ThermoFisher ScientificA38-500DNA 젤 실행 버퍼
에틸렌디아민 테트라아세트산 용액Millipore Sigma3690EDTA, DNA 젤 실행 버퍼
1kb DNA 사다리Gold BiotechnologyD010DNA 사다리
DpnINew England BiolabsR0176S제한 효소
100 µ를 가진 LB 한천 판; g/mL 카르베니실린TeknovaL1010LB-Carb 플레이트
One Shot Mach1 T 파지 저항성 화학적 역량 E. coliThermoFisher ScientificC862003화학적 역량 세포
LB Broth, MillerThermoFisher ScientificBP1426-2LB
카르베니실린골드 생명공학C-103-5선택적 항생제
E.Z.N.A. 플라스미드 미니 키트 IOmega BioTekD6942-02DNA 정제 Miniprep 키트
NanoDrop 2000 분광광도머ThermoFisher ScientificND-2000C분광광도계
293T 세포American Tissue Culture Collection (ATCC)CRL-3216HEK 293T 세포
DMEM, 고포도당, 피루브산ThermoFisher Scientific11995065 DMEM, 포유류 세포 배지
Fetal Bovine SeraAxenia BiologixF001FBS
Trypsin-EDTA (0.05%), 페놀 레드ThermoFisher Scientific25300062Trypsin, 세포 해리용
인산염 완충 식염수(PBS)ThermoFisher Scientific10010023PBS
Countess 자동 세포 계수기ThermoFisher ScientificC10227자동 세포 계수
백작 세포 계수 챔버 슬라이드ThermoFisher ScientificC10228세포 계수용 슬라이드
CELLSTAR 조직 배양 플레이트, 흰색, 흰색 바닥, 뚜껑 포함Grenier Bio-One655083흰색, 흰색 바닥 96웰 플레이트
TempPlate 논스커트 96웰 PCR 플레이트, 천연USA Scientific1402-9596마스터 플라스미드 플레이트용 96웰 플레이트
Nunc 2.0mL DeepWell 플레이트ThermoFisher Scientific27874396 웰 딥 웰 플레이트
Lipofectamine 3000ThermoFisher ScientificL3000008지질 형질주입 시약, Lf3K
P3000 시약ThermoFisher ScientificL3000008DNA 사전 복합화 시약, Lf3K
OptiMEM I Reduced Serum MediumThermoFisher Scientific31985062Reduced serum medium 제공 트랜스펙션
(+)-나트륨 L-아스코르브산염밀리포어 시그마A4034소듐 아스코르브산
나트륨 밀리포어 시그마S9888NaCl
알부민, 소 혈청, 분획 V, 저중금속밀리포어 시그마12659BSA
메탄올 (HPLC)ThermoFisher ScientificA4524MeOH
염산VWRJT9535-2농축 HCl
CoelenterazineGold BiotechnologyCZ2.5Luciferase 기판
주사기 필터, 멸균ThermoFisher Scientific09-720-3멸균 필터, PVDF, 0.22 &마이크로; m pore
Pipet-Lite 멀티채널 피펫 L12-200XLS+Rainin17013810멀티채널 피
Pipet-Lite 멀티채널 피펫 L12-20XLS+Rainin17013808멀티채널 피펫
Pipet-Lite 멀티피펫 L12-10XLS+Rainin17013807멀티채널 피펫
시약 reservoirCorning4870시약
용 Trough원심분리기 튜브, 15 mLThermoFisher Scientific05-539-1215 mL 튜브
원심분리기 튜브, 50 mLCorning43082950 mL 튜브
Spark Microplate ReaderTecanN/aPlate Reader
ExcelMicrosoft2016 for Mac스프레드시트 소프트웨어
PrismGraphPad 소프트웨어v7Scientific 데이터 분석 소프트웨어
저자 작성자 아세트산 기염 펫

참고문헌

  1. Park, S. W., Moon, Y. A., Horton, J. D. Post-transcriptional regulation of low density lipoprotein receptor protein by proprotein convertase subtilisin/kexin type 9a in mouse liver. Journal of Biological Chemistry. 279 (48), 50630-50638 (2004).
  2. Cohen, J. C., Boerwinkle, E., Mosley, T. H., Hobbs, H. H.

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PCSK9 단백질 분해고속 대량 스크리닝HEK293 세포일시적 형질전환코엘렌테라진 시약조건화 배지절단 서열SNP 분석저분자 억제제