Name: 막 단백질의 실시간 측정 : 수용체 상호 작용은 표면 플라즈몬 공명 (SPR) (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-11-29T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 35 s
Description: 배우세요 표면 플라즈몬 공명(SPR)을 이용한 단백질 수용체 상호작용 실시간 측정 방법입니다. 리간드와 애널라이트의 결합 및 해리 속도를 측정하여 친화도를 계산하고, 생체 분자 상호작용의 동역학을 연구할 수 있습니다.

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Lewinson 실험실의 연구는 Israel Academy of Science, Rappaport Institute for Biomedical research, Meriuex Research Foundation 및 Marie Curie Career Reintegration Grant(OL)의 보조금으로 지원됩니다. EV는 Fine 장학금과 Technion 의과대학의 지원을 받습니다. NLL은 이스라엘 과학 아카데미(Israel Academy of Science)의 보조금으로 지원됩니다.

1. 단백질 샘플 및 버퍼 준비 <ol><li> 샘플 준비 : 관심의 단백질을 정화하고 젤 여과 컬럼으로 또는 초 원심 분리에 의해 이전에 실험에 단백질을 주입하여, 모든 집계가 제거되어 있는지 확인 (100,000 XG 충분 보통 10 분에서). 주 : 바람직한 고순도의 단백질 제제는 필수는 아니지만. SPR 성공적으로보다 적게보다는 완벽한 정제를 함께 심지어 총 추출 8,9로 사용되어왔다. </li><li> 버퍼 준비 : <ol><li> ( &quot;버퍼를 실행 중&quot;이라고, 또는 RB) 실험의 버퍼를 준비합니다. 프로토콜은 여기에 설명을 위해, 50 mM의 pH 7.5 인 Tris-HCl, 150 mM의 염화나트륨 및 0.05 % (w / v)의 DDM (N- 도데 실 β-D​​-말토 사이드)를 사용한다. 버퍼 조성물의 선택은 쉽게 공부 시스템에 따라 변경 될 수 있음을 유의하십시오. </li><li> 0.22 μm의 필터를 사용하여 모든 버퍼 및 단백질 시료를 필터링합니다. 필터가 단백질 - 있는지 사전에 확인호환. 일반적으로, 최근에 판매 SPR 플랫폼은 인라인 드 GASSER를 포함; 이 경우, 탈 가스되지 않은 경우 종래에 사용하는 버퍼. </li><li> 밤새 투석 완충액 또는 불일치를 피하기 위해 RB에 대해 샘플을 희석한다. 고점도의 화학 물질을 사용하는 경우 투석 (또는 버퍼 교환 된 임의의 다른 방법)이 특히 바람직하다 (예를 들어, 수 크로스, 글리세롤, DMSO). 펌프 흡입구에 RB 병을 연결하기 전에 별도의 튜브에 따로 RB 10 ㎖를 유지합니다. </li></ol></li><li> 20 ㎍ / ml의 ~ 최종 농도로 농축 RB 리간드 스톡을 희석. 높은 농도, 높은 흐름과 짧은 주사 반대로 엄지 손가락의 규칙으로, 안정적인 리간드 고정화, 저 유량에서 더 이상 주사 낮은 리간드 농도를 사용합니다. </li><li> 원하는 농도 RB에 분석을 희석. 전형적으로, 10 배 희석액을 10 nm의 10 μM에서 알 친화 시스템의 농도 범위를 테스트한다. 항상 시작먼저 낮은 농도. </li></ol> 2. 센서 칩 <ol><li> 칩 선택 : 니트릴 산 (NTA) 올리고 히스티딘 태그로 단백질을 캡처하기에 적합한 결합 된 칩을 사용합니다. </li><li> 칩 사용 : <ol><li> 새로운 칩을 사용하는 경우, 칼집에서 칩을 꺼내 증류수 (DDW)으로 가볍게 씻어 섬세한 와이퍼를 사용하여 조심스럽게 남아있는 액체를 건조하고, 금 층 표면에 닿지 않도록해야합니다. (칩이 제대로 배치 할 때 삽입이 원활) 올바른 방향으로 다시 칼집에 칩을 놓습니다. </li><li> 칩을 재사용하는 경우, 버퍼에서 저장된 칩을 꺼내 전술 한 바와 같이 부드럽게 DDW 건조 깨끗이 씻어 원래 칼집에 배치합니다. 주 : 칩 비특이적 정크 물질의 축적은 그 생존력을 &#39;에 영향을 미칠 수있다. 이는 리간드 고정화 및 포스트 스트립 핑 된 RU를 비교함으로써 모니터링 될 수있다. 많은 측정 할 수 있지만같은 NiNTA 칩을 사용하여 수행, 장수의 문제는 &#39;명확한&#39;하지 않고 다른 칩 사이에 크게 다릅니다. </li></ol></li><li> 칩 도킹 : 센서 칩 문을 열고 칼집에 칩을 놓습니다. 새로운 칩을 사용하는 경우, 입력은 칩의 일련 번호는 사용 기록을 유지한다. 문를 눌러 &#39;독 칩&#39;을 닫습니다. </li></ol> 3. 온도 설정 <ol><li> 25 ° C (또는 선호하는 실험 온도)에 칩 셀 온도를 설정합니다. </li><li> 선택 사항 : 실험을하는 동안 안정적으로 단백질을 유지하기 위해 7 ° C에 샘플 구획​​을 설정합니다. </li></ol> 로드 및 스트리핑 4. 솔루션 H 2 O에 RB (RB 같이 최종 농도로 EDTA 용액에 세제를 추가)에 RB 0.5 mM의 NiCl 2, 350 mM의 EDTA, 0.25 % SDS, 및 H 100mm의 염산 :로드 및 제거에 대한 다음과 같은 솔루션을 준비 2 O. 마이크로 원심 분리기 욕조를 사용하는 경우ES하지 지정된 튜브 SPR, 튜브의 캡을 차단하는 것을 잊지 마세요. 5. 프라임 SPR 악기 RB와 6. 새로운 실행을 시작합니다 <ol><li> 실험 기간 동안 사용되는 유량을 설정한다. 여기에 설명 된 결과를 얻으려면 50 μL / 분에 흐름을 설정합니다. 참고 :이 매개 변수는 실험 기간 동안 수정 될 수 있습니다. </li><li> 유로 및 참조 빼기를 정의합니다. 여기에 설명 된 경로 된 Fc = 1 된 Fc = 2, 뺄셈 된 Fc = 2-1 결과 집합을 구하십시오. 참고 :이 프로그램은 실시간으로 측정 된 두 세포의 뺄셈을 표시합니다. 이 매개 변수는 실험 기간 동안 변경 될 수 있음을 유의하십시오. </li><li> 적합한 샘플을 선택 랙 (이는 샘플 량 소비에 영향을 미칠 수있다). </li><li> 결과 파일을 저장합니다. </li></ol> 7. 실험 사이클 각 실험 사이클로 구성되어, EA에서 수행 주사의 명확한 기록을 유지CH주기 및 리간드 &quot;로딩 버퍼의 빈 주입하고, 다른 사이클에 주입 분석 물을 분리. <ol><li> 사이클 1 : 칩 준비와 니켈로드 <ol><li> 6.1 및 6.2 단계에있어서의 흐름과 경로가 설정되어 있는지 확인합니다. </li><li> 1 분 먹다 남은 음식을 씻어 350 mM의 EDTA를 주입한다. </li><li> 10 μL / 분으로 설정 흐름. </li><li> 2 분 동안 0.5 mM의 NiCl 2를 주입한다. 주 : 이제 칩 수지 니켈 이온으로 코팅된다. </li></ol></li><li> 사이클 2 : 고정을 리간드 <ol><li> 15 μL / 분, 유로 된 Fc = 2로 설정 흐름. </li><li> 분자량 10 ~ 20 배이다 RU 값에 도달 할 때까지 리간드를 주입​​한다. 예를 들어, RU는 500 ~ 1,000 50 kDa의의 리간드를로드합니다. 달성 RU 값의 기록을 보관합니다. </li><li> 15 μL / 분, 유로 된 Fc = 1로 설정 흐름. </li><li> A. 리간드의 그 제어에 도움을 줄 감산 sensogram FC (= 2-1) 모니터와 같은 RU 값까지 리간드 B (대조군)을 주입주입 길이. </li><li> 50 μL / 분, 유로 된 Fc 된 Fc = 1 = 2로 설정 유량이, 기준선까지 5-20 분 동안 세척 시스템 (FC = 2-1)를 안정화시킨다. </li></ol></li><li> 사이클 3 : 빈 주입. 따라서, 주입 분석 물 자체를 제외하고, 피 분석 물 주입되는 모든 컴포넌트들을 포함 빈 빼기 위해 봉사한다. 주 : 사출 길이는 평형 (신호 고원)에 도달하는데 걸리는 시간에 따라 변할 수있다. <ol><li> 15 μL / 분, 유로 된 Fc = 1 된 Fc = 2, 된 Fc = 2-1 빼기로 설정 흐름. </li><li> 30 초 동안 ( &#39;대기&#39;로 이하 함) &#39;대기&#39;명령을 삽입 (안정 기준을 가지고). </li><li> 15 초 RB를 주입한다. 참고 분사의 기간들은 미리 평형 반응 속도 상수 (K 대부분의 a)에 따라, 상이한 시스템마다 다를 것이다. </li><li> 해리 상을 기록 120-600 초를 기다립니다. 참고 :이 단계의 길이에 따라 달라집니다 <em&gt; K D : 해리는 더 이상이 단계는 할 필요가 느리다. 매우 느린 해리 단지 (K d를 &lt;10-4 초 -1)의 경우, 10 ~ 15 분을 기다린 후 (나중에 참조) 재생 표면 진행합니다. </li></ol></li><li> 사이클 4 : 분석 주입 <ol><li> 복사 / 기준 주입 (사이클 3) 그래서이 두 주사 나중에 뺄 수에 사용되는 정확한 조건을 붙여 넣습니다. 검체 용액을 보유 하나 대조 용액을 잡고 하나의 랙의 슬롯의 위치를​​ 변경. 예상 K의 D보다 약간 농도를 선택합니다. 사전 지식을 사용할 수없는 경우, 좋은 출발점으로 1 μM을 선택한다. </li></ol></li><li> 사이클 5 : 버퍼 주입 <ol><li> 반복주기 3. </li></ol></li><li> 사이클 6 : 분석 주입 <ol><li> 반복주기 4. </li></ol></li><li> 사이클 7 : 칩이 벗겨 <ol><li> 50 μL / 분으로 설정 흐름. &lt;/ 리&gt; <li> 1 분 동안 350 mM의 EDTA를 주입한다. 이 단계를 두 번 더 반복합니다. 이 칩에 손상을 줄 수 있으므로 3 분의 단일 주사를 사용하지 마십시오. </li><li> 1 분 동안 0.25 % SDS를 주입한다. 이 단계를 두 번 더 반복합니다. 이 칩에 손상을 줄 수 있으므로 3 분의 단일 주사를 사용하지 마십시오. </li><li> 기준 레벨에 도달하지 않은 경우, 추가 제거 단계로서 1 분 동안 100 mM의 염산을 주입. </li><li> 대기 모드로 전환 &#39;최종 실행&#39;명령을 삽입합니다. </li></ol></li><li> 칩 저장 <ol><li> 센서 칩의 도킹을 해제하고 장비를 꺼내. </li><li> , 칼집에서 센서를 꺼내 표면에 손이 닿지 않도록, DDW 씻어하고, RB를 포함하는 50 ML 튜브에 장소. 4 ℃에서 보관하십시오. </li></ol></li></ol> 8. 데이터 분석은 평가 소프트웨어 지정 사용 <ol><li> 동역학 파라미터 유도 전에 SPR에 의해 얻어진 원 데이터를 처리하는 다음 단계를 수행한다. <ol><li> 평가 소프트웨어를 사용하여, 오픈결과 파일은 선택주기는 3-6 된 Fc = 2-1 (참조 데이터를 차감). </li><li> 축 이동 : <ol><li> 디스플레이 사이클 3-6. </li><li> 제로 네 곡선의 기준선 (각 사이클에서 초기 30 초 대기 시간)의 Y 축값. </li></ol></li><li> 네 개의 곡선의 X- 축에 맞 춥니 다. 발음 기능을 선택합니다 (예를 들어, 분사 개시 또는 마무리 스파이크) 완벽 X 축을 따라 네 개의 곡선을 정렬합니다. 제로 분석 (또는 제어 버퍼)의 시작 시간을 설정합니다. </li></ol></li><li> 참조 뺄셈 <ol><li> 사용 Y 축에서 찾을 수 커브 감산 동작 메뉴를 순환 시프트 (6)의 곡선으로부터 사이클 4 및 5 사이클 곡선의 곡선으로부터 사이클 (3)의 곡선을 뺀 배경 응답을 뺀다. 참고 : 그것은 표면의 굴절률에 영향을했을 수 있습니다 (분석과 관련이없는) 어떤 비특이적 구성 요소를 말살로이 단계를 수행하는 것이 중요합니다. <ol><li> t의 감산 곡선을 저장그는 다른 이름으로 프로젝트의 시트. </li></ol></li><li> &quot;이중 감산 곡선&quot;이들 곡선 참조 : 1 감산 모두 주사 수행 2-1 감산하며, 두 번째는 다른 하나의 곡선을 감산한다. 참고 : 이러한 두 참조는 SPR 실험에서 골드 표준입니다. </li><li> 앞서 설명한 바와 같이 축 이동을 수행하여 감산 곡선을 오버레이. </li></ol></li><li> 반응 속도 상수 및 모델 피팅의 결정 <ol><li> 운동 실험을 실시 <ol><li> 운동 상수 판정 용 데이터의 신뢰성을 갖도록 6-7 분석 물 농도의 일련의 주입한다. 에서 분석 농도를 선택 2-3 배 희석에, 추정 K D 아래의 10 배에 위의 10 배. 이상 (위 참조)을 두 번 참조 빼기에 사용되는 &quot;제로&quot;의 농도를 포함합니다. 3 회 반복하고 임의의 순서로 주사를 실시한다. </li><li> 맞 춥니 다및 모델 피팅 시도하기 전에 Y 축 및 X 축에 대하여 모든 커브 빼기. </li></ol></li><li> 모델 피팅 <ol><li> 적절한 분석 프로그램을 선택합니다. 주 : 대부분의 사용 가능한 피팅 프로그램은 피팅과​​ 운동 상수의 결정에 적용 할 수있는 몇 가지 모델을 제공합니다. </li><li> 분석과 피팅에 대한 리간드 사이의 상호 작용 (1) : 가역적 인 1 가정 간단한 모델 (랭 뮤어)를 적용합니다. 데이터를 설득하는 것이 더 복잡한 상호 작용의 존재에 대한 다른 실험 방법에서 사용할 수 있습니다하지 않는 한, 항상 간단한 랭 뮤어 모델을 사용하고 있습니다. </li></ol></li></ol></li></ol>

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모든 저자는 경쟁하는 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다.

SPR은 분자 상호 작용을 연구하는 고감도 방법이며, 과도 (아직 중요) 상호 작용의 실시간 모니터링을 제공하는 유일한 방법은 많다. 예는 다른 방법 (풀 - 다운 분석법 리포좀 침강 분석법 6)에 의해 검출 될 수없는 본 명세서 과도 상호 작용한다. 다른 방법 (정량적 또는 정 성적 관계없이) 측정을 평형 제한되어 있지만 또한, SPR은 미리 평형 동역학을 측정 만 기술 중 하나이다. 그 고조 감도는 또한주의해야 할 점이다. 거짓 양성 sensograms 용이하게 기록되어있다. 이 때문에 SPR 측정을 시도하기 전에 다른 방법을 사용하여 상호 작용의 존재를 설정하는 것을 권장한다. (과도 상호 작용에 대 안정 K D의 거친 평가) 시스템의 특성에 대한 사전 지식은 SPR의 experime을 설정에 많은 도움이 될 것입니다NTS 얻어진 측정의 기능적 적합성을 평가. SPR 측정을 시작하면 단백질 시료의 품질이되기 전에 중...

단백질 - 단백질 상호 작용 (PPI); 형성과 단백질 복합체의 해리는 많은 생물학적 과정 (예를 들어, 복제, 전사, 번역, 신호 전달, 세포 - 세포 통신)의 주요 이벤트입니다. PPI의 반 정량적 연구는 종종 풀다운 또는 면역 침전 실험을 사용하여 수행됩니다. 그러나 이러한 (유사한) 기술로 인해 이러한 기술에 내재 된 세척 단계로 측정 할 수있다 친화의 범위 (낮은 마이크로 몰과 높은 친 화성을) 제한됩니다. 이러한 &quot;엔드 포인트&quot;기술은 종종 큰 생물학적 결과의 일시적인 또는 선호도가 낮은 상호 작용을 식별 할 수 없습니다. 또한, 이러한 접근 방식의 시간 해상도는 극도의 반응 속도보다 느리다 보통 수주 제한된다. SPR은 인해 높아진 감도와 뛰어난 시간 해상도 1, 2에 이러한 단점을 극복한다. SPR과 같은, 라벨없는 방법(질량 변화를 검출 할 수있는 것이면), 분자 상호 작용은 측정 할 수있다. PPI 이외에, 그것은 광범위 단백질 - 리간드, 단백질 약물 (또는 작은 분자), 단백질 DNA, RNA 및 단백질 상호 작용 3-5을 특성화하는데 사용되어왔다. 결과 기록 및 실험 조건과 유연한 실험 설계의 신속한 수정을 가능하게 실시간에 그려집니다. SPR 기반 악기 뒤에 물리적 원리는 질량이 변화에 따라 센서면에서의 굴절률의 변화를 측정하는 광학 시스템의 이용이다. 상호 작용 파트너 (이하 리간드) 중 하나는 폴리머 매트릭스 칩과 상기 제 분자 (이하, 피검) 표면 상에 고정화 흐르게된다. 분석 물에 결합하는 리간드 칩 표면에 질량을 변화. 이러한 질량의 변화는 직접적으로 비례 표면의 굴절률의 변화에​​ 관한 것이다. 그 결과를 실시간으로 플롯 및시간의 함수로서 반응 단위 (RU)로 표시. 이러한 플롯은 sensogram이라고한다 (예를 들어, 그림 1). SPR은 상호 작용의 전체 시간 코스를 따르기 때문에, 미리 평형 운동 속도 상수는 평형 친화도에 부가하여, 유도된다. 아래에 설명 된 바와 같이, 주어진 시스템의 사전 평형 동작은 많은 정보를 보유하고, 혼자 평형보다 매우 다른 관점을 제공한다. 시스템이 교정되면, 실험은 매우 빠르며 (나노 그램 양하는 마이크로 그램) 단백질 물질의 소량을 필요로한다. 주어진 시스템의 전체 운동 정보를 수집하는 일 달성 될 수있다. SPR의 높은 민감도는 다른 기술 6을 사용 불가능 측정을 제공한다. 그러나이 감도는 위양성 데이터의 주요 원인이 될 수 있기 때문에 &#39;양날의 칼&#39;이다. 반사 지수에 영향을 미치는 요인은 기록 sensogram에 그려집니다. 같은 AP로방법은 적절한 제어는 가양를 제거하는 데 사용되어야하며, 상호 보완적인 접근 방식의 지원은 매우 좋습니다. 도 1은 NTA 코팅 센서 칩을 이용하여 SPR 실험의 진행을 도시한다. 패널에 sensogram는 NTA 매트릭스 위에 니켈 이온 (unsubtracted 데이터)의 주입을 도시하고, 패널은 BD 음성 대조군 세포로부터 유도 된 신호를 감산 한 후 데이터를 표시. 빨간색과 파란색 화살표는 각각 주입 시작과 끝을 보여준다. 분사가 종료 될 때까지의 칩 상에 리간드를 고정화 서서히 질량을 변경한다. 리간드의 분사 종료 후 관찰 안정 고원 표면 (그림 1B, 사이클 2)에 대한 리간드의 안정적인 관계를 반영한다. 안정한 기준선이 달성되면 버퍼 리간드 마도 주입 &#39;빈 제어 &quot;로서 기능 레퍼런스 셀 (사이클 3도 1b)을 통해 주입되고,되고분석에서 차감. 주입하면, 작은 변화는 칩을 통해 대량의 흐름을 반영, 기록됩니다. 그러면 별도의주기 (도 1b, 4 사이클)에서, 분석 물을 주입하고; RU의 점진적 증가는 리간드 분석의 관계를 나타냅니다. 평형에 도달 할 때까지 결합 부위가 점차 점유해진다. 즉시 분사가 종료로, RU에의 감소는 복잡한의 분리를 반영합니다. 미리 평형 평형 속도 상수가 도출 될 수 sensograms부터. (후에 참조) (1) 분석 물과 리간드 사이의 일시적인 상호 작용을 도시도. 상호 작용이 더 안정되면, RU 수준의 감소는 더 낮은 K D를 반영 느리다. 여기서 우리는, 동종의 기판 -6,7- 단백질 결합 막 수송 체 (세제가 용해) 및 그 기능 파트너 간의 상호 작용을 특성화 목표 SPR 실험을 설명한다. 선택 모드엘 시스템은 ATP 바인딩 카세트 (ABC) 수송, Archeaglobus 오글로 부스 풀기 두스의 ModBC-A이다. 이 시스템은 요금 &#39;온 / 오프&#39;, 그 재현성이 높은 결과 잡음비 높은 신호를 선택하고, 고전 하였다. 또한, 동체 ABC 트랜스 포터는 중요한 부정적인 컨트롤을 제공 할 수 있습니다. 수송 체는, ModBC (리간드)을 세제, 정제 상에 고정화 칩을 이용하여 막으로부터 추출 하였다. 그 용해 작용 파트너 모다는 피 분석이다. 음성 대조군 리간드, 다른 ABC 트랜스 포터는 RbsBC ( &quot;리간드 B&quot;)를 사용한다.

<table><tbody><tr><td>Biacore T200</td><td>GE 헬스케어</td><td>28-9750-01</td><td></td></tr><tr><td>센서 칩 NTA&nbsp;</td><td>GE 헬스케어</td><td>14100532</td><td></td></tr><tr><td>BIA평가</td><td>GE 헬스케어</td><td></td><td></td></tr><tr><td>바이아코어 T200 소프트웨어&nbsp;</td><td>GE 헬스케어</td><td></td><td></td></tr><tr><td>니켈 클로라이드</td><td>시그마</td><td>N6136</td><td></td></tr><tr><td>소듐 텅스텐스테이트 디하이드레이트</td><td>시그마</td><td>T2629</td><td></td></tr><tr><td>소듐 클로라이드&nbsp;</td><td>주식회사 바이오 랩</td><td></td><td></td>19030591</tr><tr><td>Trizma base</td><td>Sigma</td><td>T1503</td><td></td></tr><tr><td>Ethyldiamine-tetraacetic acid disodium salt dihydrate (EDTA)</td><td>Sigma</td><td>E5134</td><td></td></tr><tr><td>n-Dodecyl-&beta;-D-Maltopyranoside (DDM)</td><td>Affymetrix</td><td>D310</td><td></td></tr><tr><td>Sodium dodecyl sulfate solution&nbsp;</td><td>Sigma</td><td>05030</td><td></td></tr><tr><td>Kimwipes KIMTECH</td><td>Kimberly-Clark</td><td>34120</td><td></td></tr><tr><td>염산</td><td>GADOT</td><td>7647-01-0</td><td></td></tr><tr><td>나일론(NY) 멤브레인 필터</td><td>Sartorius</td><td>25007--47------N</td><td></td></tr><tr><td>ModBC ABC 트랜스포터</td><td>Lewinson lab</td><td></td><td></td></tr><tr><td>RbsBC ABC 트랜스포터</td><td>Lewinson 랩</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ModA 기질 결합 단백질</td><td>Lewinson 연구실</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

막 단백질의 실시간 측정 : 수용체 상호 작용은 표면 플라즈몬 공명 (spr)

Real Time Measurements of Membrane Protein:Receptor Interactions Using Surface Plasmon Resonance (SPR)

단백질-단백질 상호 작용은 전부는 아니더라도 대부분의 생리학적 과정에 중추적인 역할을 하며, 이러한 상호 작용의 본질을 이해하는 것은 생물학 연구의 핵심 단계입니다. SPR(Surface Plasmon Resonance)은 생체 분자 상호 작용에 대한 표지 없는 실시간 연구를 위한 민감한 검출 기술입니다. 일반적인 SPR 실험에서 한 구성 요소(일반적으로 '리간드'라고 하는 단백질)는 센서 칩 표면에 고정되는 반면, 다른 구성 요소('분석물')는 용액에서 자유롭고 표면 위에 주입됩니다. 리간드에서 분석물의 연관성 및 해리는 센소그램(sensogram)이라는 그래프에 실시간으로 측정되고 표시되며, 여기에서 사전 평형 및 평형 데이터가 도출됩니다. 표지가 없고, 적은 양의 물질을 소비하며, 평형 전 역학 데이터를 제공하기 때문에 SPR은 단백질 상호 작용의 역학을 연구할 때 선택하는 방법인 경우가 많습니다. 그러나 이 방법의 민감도가 높기 때문에 얻은 데이터를 신중하게 분석하고 다른 생화학적 방법으로 뒷받침해야 한다는 점을 명심해야 합니다. 
SPR은 소량의 정제 물질을 소비하고 지질 및 세제와 호환되기 때문에 막 단백질 연구에 특히 적합합니다. 이 프로토콜은 막 단백질(ABC 수송체)과 용해성 단백질(수송체의 동족 기질 결합 단백질) 간 상호 작용의 운동 특성을 특성화하는 SPR 실험을 설명합니다.

본원에 기재된 시스템에서는, NiNTA 칩 그의 태깅 막 수송 -6,7- 고정화하기 위해 사용된다. 호모 다이머이기 때문에, 각각의 수송은 이중 그것 NiNTA 칩에 결합 개선, 태그됩니다. 니켈로드, 리간드 (관심 수송)을 따라하는 것은 RU 3,500 ~까지 된 Fc = 2에 고정화 (프로토콜주기 2, 그림 2A 블랙 라벨). 다음에, 동일한 흐름 및 분사 기간, 리간드 B (제어 리간드)를 사용하는 것은 초기까지만 ~ 3000 RU에 도달 된 Fc = 1 상으로 분사된다. 유사한 단백질 양의 두 흐름 세포에 고정되어 있는지 확인하십시오; 리간드는 또한 신중 B 3500에 로딩 된 RU를 모니터링하면서, 짧은 주입하여,로드된다. '계단'형태는 각각의 주입 (그림 2A 회색 라벨)에 따라 된 Fc = 1에 대량의 점진적 증가를 나타냅니다. FC를 온라인 모니터링 = 2-1은 동일한 리간드 로딩을 제어하는 데 도움이됩니다. 그림 2B...

표면 플라스 몬 공명 (SPR)은 실시간으로 생체 분자 상호 작용을 검출하기위한 라벨없는 방법이다. 여기서, 막 단백질을위한 프로토콜 : 기술의 장단점을 논의하는 동안 수용체 상호 작용 실험은 설명한다.

막 단백질의 실시간 측정 : 수용체 상호 작용은 표면 플라즈몬 공명 (SPR)

Protein-protein interactions are pivotal to most, if not all, physiological processes, and  understanding the nature of such interactions is a central ...

다음 실험의 전반적인 목표는 표면 플라즈마와 공명을 사용하여 단백질 수용체 상호 작용을 입증하는 것입니다. 이것은 니트로 트리아세트산 또는 NT 매트릭스 위에 니켈 이온을 주입함으로써 달성됩니다. 다음으로 리간드(ligand)라고 불리는 단백질 중 하나는 블랭크 주입 후 센서 칩에 고정됩니다.분석물이라고 하는 두 번째 단백질은 고정된 리간드 위에 주입됩니다. 두 단백질 간의 상호 작용을 감지하기 위해 결과는 두 단백질이 일시적으로 상호 작용하고 분석물이 리간드에서 분리됨을 보여줍니다. 상호 작용의 친화도는 두 단백질의 측정된 해리 및 해리 속도를 기반으로 계산할 수 있습니다.풀다운(pull down) 또는 면역침전(immunoprecipitation)과 같은 기존 방법에 비해 이 기술의 주요 장점은 종종 큰 생물학적 결과를 초래하는 일시적이거나 낮은 친화도 상호 작용을 식별할 수 있다는 것입니다. 이 방법은 관심 단백질이 다른 단백질 또는 다른 작은 분자에 결합하는지 여부와 같은 생화학에서 상호 작용의 특성을 결정하고 친화도를 측정할 수 있는 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 샘플을 준비하려면 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 정제된 단백질에서 모든 응집체를 제거합니다.실행 중인 버퍼를 준비하고 영점 22미크론 필터를 사용하여 모든 버퍼와 단백질 샘플을 필터링합니다. 실행 중인 버퍼 병을 펌프 주입구에 연결하기 전에 필터가 단백질과 호환되는지 미리 확인하십시오. 러닝 버퍼를 10mL 따로 별도의 튜브에 보관하십시오.그런 다음 버퍼 불일치를 방지하기 위해 실행 중인 버퍼에 대해 샘플을 희석합니다. 일반적으로 안정적인 리간드 동원해제를 위해서는 높은 리간드 농도와 반대로 낮은 흐름에서 더 긴 주입으로 낮은 리간드 농도를 사용하십시오. 높은 흐름에서 더 짧은 주입으로 농축된 리간드 스톡을 밀리리터당 약 20마이크로그램의 최종 농도로 실행 버퍼로 희석합니다. 마지막으로 분석물을 러닝 버퍼에 원하는 농도로 희석합니다.친화성을 알 수 없는 시스템의 경우, 10 마이크로몰에서 10 아노 몰까지 다양한 분석물 농도를 10배 희석하여 테스트하십시오. 이 시연에서는 올리 히스티딘 태그로 단백질을 포획하는 데 적합한 NTA 결합 칩을 재사용합니다. 버퍼에서 저장된 칩을 꺼낸 후 이중 증류수로 완전히 헹구고 부드럽게 건조시킨 다음 원래 덮개에 넣습니다.칩을 SPR 기기에 도킹하려면 센서 칩 도어를 열고 칩을 덮개에 넣습니다. 도어를 닫고 도크 칩을 누릅니다. 칩 셀 온도를 섭씨 25도로 설정합니다.시료 격실을 섭씨 7도로 설정하여 실험 내내 단백질을 안정적으로 유지합니다. 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 로딩 및 스트리핑을 위한 용액을 준비한 후 SPR 기기를 실행 중인 버퍼로 프라임합니다. 다음 단계에서는 흐름을 분당 50마이크로리터로 설정합니다.흐름 경로와 참조 빼기를 정의하여 여기에 설명된 결과를 얻습니다. 적절한 샘플 랙을 선택한 후 플로우 셀 번호 1, 플로우 셀 번호 2 및 플로우 셀 번호 1을 뺀 경로를 설정하고, 실행 중에 데이터가 저장되도록 실험을 시작하기 전에 결과 파일을 저장합니다. 각 실험은 주기로 구성됩니다.각 사이클에서 수행된 주입을 명확하게 기록하고 리간드를 분리하여 완충액의 blank 주입과 분석물 주입을 다른 사이클로 로드합니다. 첫 번째 사이클은 칩 준비와 니켈 적재입니다. 흐름과 경로가 설정되었는지 확인한 다음 350밀리몰 EDTA를 1분 동안 주입하여 남아 있는 분자를 씻어냅니다.그런 다음 유량을 분당 10마이크로리터로 설정합니다. 그런 다음 0.5 밀리몰 염화니켈을 2분 동안 주입합니다. 이제 칩 수지는 니켈 이온으로 코팅됩니다.사이클 2는 리간드 고정화입니다. 유량을 분당 15마이크로리터로 설정하고 플로우 셀을 플로우 셀로 설정합니다. 두 번째, 반응 단위 또는 리간드 분자량의 10-20배인 R ru 값에 도달할 때까지 리간드 A를 주입합니다.예를 들어, 50킬로달톤의 리간드를 501, 000RUS 사이로 로드합니다. 달성한 RU 값을 기록해 둡니다. 그런 다음 유량을 분당 15마이크로리터로 설정하고 플로우 경로를 플로우 셀 번호 1로 설정하고, 제어 리간드 B를 리간드 A와 동일한 RU 값까지 주입하여 빼기를 모니터링하고, 주입 길이를 제어하는 데 도움이 되는 sensori Graham 온라인을 사용합니다.다음으로, 유량을 분당 50마이크로리터로 설정하고 플로우 경로를 플로우 셀 번호 1 및 플로우 셀로 설정합니다. 둘째, 기준선이 안정화될 때까지 5분에서 20분 동안 시스템을 세척합니다. 세 번째 주기는 블랭크 주입입니다.이 주입은 공백 뺄셈을 위해 사용됩니다. 따라서 분석물 자체를 제외하고 분석물과 함께 주입될 모든 성분을 포함하십시오. 사출 길이는 평형에 도달하는 데 걸리는 시간에 따라 달라질 수 있습니다.유량을 분당 15마이크로리터로 설정하고 플로우 셀을 플로우 셀 번호 1, 플로우 셀 번호 2, 플로우 셀 번호 1로 설정하고 플로우 셀에서 뺀 값을 설정합니다. 둘째, 안정적인 기준선을 얻기 위해 30초 동안 weight 명령을 삽입합니다. 그런 다음 13초 동안 실행 중인 버퍼를 삽입합니다.해리 단계를 기록하기 위해 120-600초 동안 기다립니다. 이 단계의 길이는 kd에 따라 다릅니다. 해리가 느릴수록 이 단계가 더 길어져야 합니다.사이클 4는 분석물 주입입니다. 사이클 3에서 사용된 정확한 조건을 복사하여 붙여넣어 나중에 이 두 주입을 뺄 수 있습니다. 랙의 슬롯 위치를 제어 용액이 있는 위치에서 분석물 용액이 있는 위치로 변경합니다.예상 평형 해리 상수보다 약간 높은 농도를 선택합니다. 사전 지식이 없는 경우 하나의 마이크로몰을 좋은 시작점으로 선택하십시오. 버퍼 주입 및 분석물 주입을 두 번째로 수행한 후 사이클 7 칩 트립 오프를 수행합니다.유량을 분당 50마이크로리터로 설정한 다음 1분 동안 350밀리 몰 EDTA를 주입합니다. 이 단계를 두 번 더 반복합니다. 칩이 손상될 수 있으므로 3분 동안 한 번 주입하지 마십시오.다음으로 0.25% sodium dcal sulfate를 1분 동안 주입합니다. 이 단계를 두 번 반복합니다. 니켈 로딩 후 칩이 손상될 수 있으므로 3분을 한 번 주입하면 관심 트랜스포머가 플로우 셀 번호 2에서 최대 3, 500 R rus에 고정됩니다.그런 다음 동일한 유속 및 주입 기간을 사용하여 제어 리간드를 1번 플로우 셀에 주입하고 처음에는 최대 3000R까지만 도달하여 두 플로우 셀에서 유사한 양의 단백질이 고정되도록 합니다. 제어 리간드는 최대 3, 500 RDU의 부하를 모니터링하면서 더 짧은 주입으로 추가로 로드됩니다. 계단 모양은 각 주입 시 플로우 셀 번호 1의 질량이 점진적으로 증가하는 것을 나타내며, 여기에 표시된 것은 플로우 셀에서 뺀 플로우 셀 번호 1입니다.둘째, 동일한 하중을 달성하기 위해 리간드 주입 기간을 변경하는 것이 중요합니다. 대조적으로, 정량적 데이터를 얻는 데 사용되는 모든 농도에 대해 분석물 주입 지속 시간은 일정하게 유지되어야 합니다. 다양한 농도의 분석물이 주입됩니다.여기에 표시된 것은 일정한 주입 길이로 다양한 농도의 분석물을 주입한 것입니다. 서로 다른 분석물 농도는 무작위 순서로 주입되며, 이중 블랭크 센추리 그램은 친화력과 속도 상수를 도출하기 위해 분석 전에 x축으로 정렬됩니다. 모델 부속품이 적용됩니다.mod BCA 상호 작용에 대해 계산된 평형 해리 상수는 적당히 빠른 KA 및 빠른 KD를 마스터하면 마이너스 6 어금니에 대해 약 3 곱하기 10입니다. 이 기술은 이 비디오를 시청한 후 몇 시간 이내에 수행할 수 있습니다. 관심 단백질을 사용하여 SPR 실험을 설계하고 수행하는 방법을 잘 이해하고 있어야 합니다.

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연구

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Biology

생물학

우리는 복합 폴리머 polydiacetylene (PDA)와 형광 분자의 감지 용 PDA liposomes의 표면에 부착 사이에 초조해 보여줍니다. PDA liposomes은 프로브로 사용되는 분자에 대한 자신의 표면에 수용체 분자가 포함되어 있습니다. 리간드 - 수용체 상호 작용이 감지 메커니즘의 기초 형광와 PDA 사이의 걱정 효율성의 변화에​​ 연결되어 있습니다.

형광 공명 에너지 전송과 리간드 - 수용체 상호 작용의 실시간 모니터링

이 비디오는 센서 칩을 사용하여 두 분자 간의 상호 작용을 연구하기 위한 표면 플라즈몬 공명(SPR) 기술에 대해 설명합니다. 공명 각도의 변화와 반사광의 강도는 두 분자의 결합 및 해리의 함수로 감지되며, 이는 두 분자 간의 상호 작용에 대한 정보를 제공합니다.

센서 칩을 사용한 생체 분자 상호 작용을 연구하기 위한 표면 플라즈몬 공명

이 비디오는 단일 세포에서 단백질 분비물을 감지하기 위한 국소 표면 플라즈몬 공명 영상을 보여줍니다. 미세유체 설정과 펩타이드 결합 플라즈몬 나노구조 칩을 사용하여 공명 각도에서 반사광 강도의 변화는 단일 세포에서 분비된 단백질과의 상호 작용을 보여줍니다.

단일 세포에서 단백질 분비물을 감지하기 위한 국소 표면 플라즈몬 공명 이미징

이 프로토콜은 전반사 형광 현미경을 사용하여 살아있는 세포 표면의 단일 수용체를 시각화 및 추적하여 수용체 측면 이동성, 수용체 복합체의 크기를 분석하고 일시적인 수용체-수용체 상호 작용을 시각화하는 방법을 설명합니다. 이 프로토콜은 다른 막 단백질로 확장될 수 있습니다.

단일 분자 형광 현미경에 의한 수용체 역학의 고해상도 시공간 분석

간 셀룰러 통신은 내부와 세포 외부의 각종 생리 활성 조절에 중요​​하다. 이 논문은 단일 세포 분비물의 시공간적 특성을 측정하기위한 프로토콜을 설명합니다. 이를 달성하기 위해, 종합 접근법 생균 이미징 감지 라벨없는 nanoplasmonic을 통합하는 데 사용된다.

단일 세포 분비물의 공간 - 시간 영상의 레이블이없는 기술

RNA 중합효소와의 전사 인자 (TFs)의 상호 작용은 일반적으로 풀다운 검정을 사용하여 연구됩니다. 우리는 클라미다이얼 RNA 폴리머라제와 GrgA의 상호 작용을 특성화하기 위해 생체층 간섭측정기(BLI) 기술을 적용합니다. 풀다운 분석과 비교하여 BLI는 실시간 연결 및 해리를 감지하고 더 높은 감도를 제공하며 정량적입니다.

전사에서 단백질-단백질 상호 작용을 연구하기 위한 생체층 간섭측정기(BLI) 적용

이 논문은 세포외 소포 하위 집합의 특성화를 위해 처리량이 증가한 차세대 다중 매개변수 분석 플랫폼을 제안합니다. 이 방법은 마이크로어레이 바이오칩에 갇힌 소포 표적을 검증하기 위해 원자력 현미경에 의한 도량형 및 형태역학적 분석과 라만 분광법의 결합을 기반으로 합니다.

세포외 소포 하위 집합 분석을 위한 Multiplexed Surface Plasmon Resonance Imaging Chip의 다중 모드 분석 플랫폼

이 연구는 비천연 아미노산(UAA) 통합을 통한 부위 특이적 표지를 사용하여 G 단백질 결합 수용체(GPCR)에 대한 단일 분자 형광 공명 에너지 전달(smFRET) 실험을 수행하는 자세한 절차를 제시합니다. 이 프로토콜은 smFRET 샘플 준비, 실험 및 데이터 분석을 위한 단계별 가이드를 제공합니다.

단일 분자 FRET를 사용한 막 수용체의 구조적 역학 시각화

여기에서는 비타민 A 막 수용체와 광 수용체 옵신과 각각의 생리학적 리간드와 단백질-리간드 상호 작용을 연구하기 위한 두 가지 정량적 방법을 설명합니다.

레티닐리덴 단백질 생성에서 비타민 A 막 수용체 및 옵신 단백질과 리간드의 상호 작용을 연구하기 위한 방법론

이 문서에서는 우리가 자동 스캔 공촛점 현미경을 사용하여 표면에 고정화 각 DNA 분자의 흔적을 걱정 얻는 방법에 대해 설명합니다.

표면 고정화 Biomolecules의 단일 분자 형광 측정을위한 자동화된 시스템

배우세요 표면 플라즈몬 공명(SPR)을 이용한 단백질 수용체 상호작용 실시간 측정 방법입니다. 리간드와 애널라이트의 결합 및 해리 속도를 측정하여 친화도를 계산하고, 생체 분자 상호작용의 동역학을 연구할 수 있습니다.

막 단백질의 실시간 측정 : 수용체 상호 작용은 표면 플라즈몬 공명 (SPR)

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