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방법 논문

새로운 생물항제 효소 선택을 위한 박테리아 펩타이드 디스플레이

5.4K 조회수

DOI:

10.3791/60266

2019년 10월 3일

이 논문에서

요약

여기서 우리는 특정 표적 펩티드를 바이오티게팅하는 대장균 비오틴 단백질 리가제 BirA의 신규한 변이체를 선택하는 방법을 제시한다. 프로토콜은 표적 펩티드의 세균 디스플레이를 위한 플라스미드의 생성, BirA 라이브러리의 생성, BirA 변이체의 선택 및 특성화에 대해 설명한다.

초록

비오틴은 단백질의 분리 및 검출을 위한 강력한 태그를 제공하는 단백질의 매력적인 번역 후 변형입니다. 대장균 바이오틴 단백질 리가제 BirA에 의한 효소 생물학적 인화는 매우 특이적이며 그들의 모국 환경에서 표적 단백질의 생체 이식을 허용합니다. 그러나, 현재 BirA 매개 생물항화의 사용은 표적 단백질에 합성 수용기 펩티드(AP)의 존재를 요구한다. 따라서, 그 적용은 AP를 포함하도록 설계된 단백질로 제한된다. 본 프로토콜의 목적은 수정되지 않은 표적 단백질로부터 유래된 펩타이드의 세균 디스플레이를 사용하여 펩티드를 바이오티엔화하는 BirA 변이체를 선택하는 것입니다. 시스템은 세균 표면에 펩티드 디스플레이를 위한 스캐폴드와 함께 BirA 변이체의 공동 발현을 허용하는 단일 플라스미드를 기반으로 한다. 프로토콜은 디스플레이 스캐폴드 내로 표적 펩티드의 혼입, BirA 라이브러리의 생성, 활성 BirA 변이체의 선택 및 단리된 BirA 변이체의 초기 특성화에 대한 상세한 절차를 설명합니다. 이 방법은 복잡한 용액에서 기본 단백질을 바이오티엔화하는 비오틴 단백질 리가제의 추가 적인 진화에 사용될 수 있는 새로운 BirA 변이체의 분리를 위한 매우 효과적인 선택 시스템을 제공한다.

서론

단백질의 생체 화는 친화성 격리 및 검출을위한 강력한 태그를 만듭니다. 효소 단백질 생물항화는 비오틴 단백질 리가제에 의해 촉매작용된 고도로 특이적인 번역 후 변형이다. 대장균 비오틴 단백질 리가제 BirA는 매우 특이적이고 공유성 바이오티니레이트는 특정 리신 잔기에서 자연적으로 발생하는 단백질의 제한된 수에불과합니다 1. BirA 촉매 생물항화의 장점은 현재 표적 단백질을 작은 합성 15-아미노산 비오틴 수용기 펩타이드(AP)와 융합하여 효과적으로 생체티니레이팅2를 허용하고, 고도로 특이적이고 비라3,4,5의공동 발현 또는 첨가에 의한 생체내 생체내 생체내 생체내 생체내 생체내 생체내 생체내 생체내 생체내 생체내 생체내 생체내 생체내 생물학적 인 효율적. 생체 내 및 시험관 내 BirA 촉매 비오틴 단백질 결찰은 매력적인 라벨링 전략이지만, 그 적용은 AP 융합 단백질을 포함하는 샘플로 제한된다. 이 방법의 목적은 선택적으로 네이티브 변형되지 않은 단백질을 생물항화하는 비오틴 단백질 리가제의 새로운 돌연변이체의 개발이며, 이....

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프로토콜

1. pBAD BirA-eCPX-AP에 펩타이드 코딩 시퀀스 삽입

참고: 네이티브 표적 단백질을 바이오티니레이팅하는 BirA 변이체를 선택하려면, 적어도 하나의 라이신(K) 잔기를 함유하는 단백질 1차 서열에서 15아미노산 펩티드 서열을 식별하는 것으로 시작한다.

  1. 시퀀스 조작 제품군12로이동합니다.
  2. 확인된 15개의 아미노산 펩타이드 서열을 FASTA 형식으로 입력 상자에 붙여넣고 제출을누릅니다.
  3. 펩티드 서열의 45 뉴클레오티드 역변환을 선택하고 복사한다.
  4. http://n2t.net/addgene:121907 pBAD-BirA-eCPX-AP에 대한 GenBank 파일을 다운로드합니다.
  5. 플라스미드 편집기(예: ApE)에 파일을 로드하고 피처 창에서 "AviTag(TM)"로 지정된 AP 시퀀스를 선택합니다.
  6. DNA 서열 창에서 강조 표시된 AP 시퀀스를 마우스 오른쪽 단추로 클릭하고 상황에 맞는 메뉴에서 Rev-Com 붙여넣기를 선택합니다.

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결과

pBAD-BirA-eCPX-AP 발현 박테리아의 서쪽 얼룩은 eCPX의 분자량과 일치하는 ~22 kDa 스트렙타비딘 반응 밴드를 생성한다(도2a). BirA-6xHis와는 달리, 생체티닐화된 eCPX-AP는 유도되지 않은 배양물 및 유도된 배양물 모두에서 존재하였다(도2a)내인성 비라에 의한 AP의 유도되지 않은 배양 및 후속 생물항화에서도 T7 프로모터 활성의 작은 정도로 인해. 비라-eCPX-AP(K10A)에서 배양어를 발현하는 경우, 생체화된 eCPX 대역은 검출되지않았다(도 2a). eCPX-AP 발현 박테리아에서 강한 표면 생체형성은 스트렙타비딘 자기 비드를 첨가하고 튜브의 바닥에 펠릿을 형성하면 응집을일으킨다(그림 2.......

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토론

모든 선택 방법에 관해서는, 세척 단계의 엄격성이 가장 중요합니다. 박테리아는 선택된 클론의 증폭 전에 구슬에서 용출될 필요가 없기 때문에, 비오틴과 스트렙타비딘 사이의 높은 친화도 결합은 이전에 파지 디스플레이 시스템과 마찬가지로 낮은 친화도 아비딘을 사용하는 대신 사용될 수 있습니다. BirA 변종7,8의선택 . 이것은 희귀 한 클론이 선택되고 비 생체 박테리아가 폐기되도록합니다. 파지 디스플레이와 비교하여 세균 디스플레이를 사용하는 또 다른 장점은 세균 디스플레이가 정량적11이며, 따라서 효소 활성에 기초하여 박테리아의 선택을 허용한다는 것입니다.

프로토콜에서, 우리는 표면에 비오틴의 존재 또는 부재에 기초하여 이진 선택 시스템을 만드는 박테리아를 선택하는 MACS를 사용했다. 그러나, 정량형 형광 활성화 세포 선별을 사용하여,.......

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공개 사항

저자는 공개 할 것이 없다.

감사의 글

저자는 전문 기술자 지원에 대한 모하메드 압둘라흐리 아메드 감사. 이 작품은 룬드벡 재단, 노보 노디스크 재단, 덴마크 신장 협회, 아세 og Ejnar 다니엘센 재단, 의학 발전을위한 A.P. Møller 재단, 그리고 크누드와 에디스 에릭센의 보조금에 의해 지원되었다 기념 재단.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
10% 프리캐스트 폴리아크릴아미드 겔Bio-Rad4561033
AmpicilinSigma-AldrichA1593
ArabinoseSigma-AldrichA3256
BiotinSigma-AldrichB4501
DMSOSigma-AldrichD2650
DPBS (10x), 칼슘 없음, 마그네슘 없음ThermoFischer Scientific14200083
DpnI 제한 효소New England BioLabsR0176
Dynabeads MyOne Streptavidin C1ThermoFischer Scientific65001
GenElute Plasmid Miniprep KitSigma-AldrichPLN350
GeneMorph II, EZClone 도메인 돌연변이 유발 키트, Agilent Technologies200552
GlucoseSigma-AldrichG8270
글리세롤Sigma-AldrichG5516
Immobilon-P, PVDF 멤브레인MilliporeIPVH15150
IPTGSigma-AldrichI6758
LS 컬럼Miltenyi Biotec130-042-401
NaClSigma-AldrichS7653
NEB 5-알파 유능한 E. coliNew England BioLabsC2987
NuPAGE LDS 샘플 버퍼 (4x)ThermoFischer ScientificNP0007
NuPAGE 샘플 환원제 (10x)ThermoFischer ScientificNP0009
pBAD-BirA-eCPX-APAddgene121907템플릿 및 양성 대조군
pBAD-BirA-eCPX-AP(K10A)121908대조군
Q5 High-Fidelity DNA PolymeraseNew England BioLabsM0491pBAD-BirA-eCPX-AP에 펩타이드 서열을 삽입하기 위해 모든 고충실도 중합효소는
QuadroMACS SeparatorMiltenyi Biotec130-090-976
탈지유를 수행합니다. 파우더Sigma-Aldrich70166
Streptavidin-HRPAgilent TechnologiesP0397
T7 Express lysY/Iq 유능한 E. coliNew England BioLabsC3013
트립톤MilliporeT9410
Tween-20Sigma-AldrichP9416
Western Lightning Plus-ECLPerkinElmerNEL103001EA
효모 추출물시그마 - 알드리치Y1625
ApE - http://jorgensen.biology.utah.edu/wayned/ape/ 에서 다운로드한 플라스미드 편집기 v2.0 NA NA, , , , , , 사용했습니다.음성

참고문헌

  1. Polyak, S. W., Abell, A. D., Wilce, M. C. J., Zhang, L., Booker, G. W. Structure, function and selective inhibition of bacterial acetyl-CoA carboxylase. Applied Microbiology and Biotechnology. 93 (3), 983-992 (2011).
  2. Schatz, P. J.

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재인쇄 및 허가

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