Name: 형광 단백질 분해 효소 보호를 사용하여 막 단백질 토폴로지를 결정 (FPP) (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-04-20T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 14 s
Description: 배우세요 형광 단백질 분해 효소 보호법을 사용하여 살아있는 세포에서 막 단백질의 토폴로지를 결정하는 방법을. GFP 키메라와 선택적 프로테아제 처리를 통해 막 결합 단백질과 가용성 단백질을 구분할 수 있습니다.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

이미지 캡처 및 분석에 도움과 지도를 제공해 주신 CMS의 Calcium Imaging Core Facility에 감사드립니다. 이 연구는 미국 국립보건원(NIH)의 지원을 받아 N.A.B.에 HL102208했습니다. 이 접근법은 NIH의 Holger Lorenz와 Jennifer Lippincott-Schwartz가 처음 고안한 것입니다.

형광 단백질 키메라 1. 생성 및 검증 <ol><li> 표준 재조합 DNA 전략 (13)를 사용하여 관심의 대상이되는 단백질의 아미노 또는 카르복시 말단에 녹색 형광 단백질 (GFP)을 추가. 참고 : 우리가 광범위하게 GFP를 사용하고 있지만, 시안 형광 단백질 (CFP), 황색 형광 단백질 (YFP)와 같은 다른 변종 DsRed의 및 mCherry가 이용 될 수있다. 형광 접는 효율성, 밝기와 광 안정성의 개선이 지속적으로 이루어지고 있으며, 연구자들은 최신 구조의 자신을 소용합니다. <ol><li> 정확한 DNA 서열을 확인하고 GFP 부분이 관심의 단백질과 프레임에 있는지 확인하십시오. 표준 재조합 DNA 전략 (21)를 사용하여 시퀀싱을 수행합니다. 참고 : 많은 기관이 조사가 추가 정보를 문의 권장 핵심 DNA 시설을 가지고있다. </li><li> 단일 또는 이중 패스 막 단백질의 경우, 생성융합 단백질 (19)의 아미노 및 카르 복실 단말기 버전 모두. </li><li> 다중 스패닝 단백질 추정 extramembrane 루프 내에서 GFP뿐만 아니라 말단를 삽입합니다. 단백질은 ER에 translocon 통과 한 후에 신호 서열은 종종 단백질 분해에 의해 절단 될 때 목적 단백질의 아미노 말단에 부착 된 형광 융합 단백질 트랜스 키메라를 생성 할 때 특히주의. </li><li> 그대로 아미노 - 말단 태그 형광 단백질을 함유하는 성숙한 단백질을 생성하도록 현존하는 신호 계열의 경우, 절단 부위에 형광 융합 단백질 말단을 삽입한다. 키메라 (21)의 생성을위한 표준 재조합 DNA 전략을 사용한다. </li></ol></li><li> 관심 세포주 충분한 적절히 국부 형광 신호의 존재를 결정. <ol><li> appropri에서 GFP의 고유 형광을 이용하여 표면 형광 현미경 하에서 세포를 관찰필터 설정 조건을 먹었다. 510-560 nm의를 포함 GFP 필터 세트의 경우, 올바른 필터가 사용되는 형광체에 사용되는 것을 확인합니다. 참고 : 눈에 의한 평가는 신호가 상주하는 내 세포 구조가 쉽게 배경 위에 해결되었는지 충분히 강한 신호를 제공 할 때 충분한 신호를 얻을 수있다. 또한 GFP 단백질의 염색 패턴은 적절한 세포 기관에 대한 마커의 것과 일치하고, 기본 태그가 지정되지 않은 단백질의 바람직 동일해야합니다. </li></ol></li><li> 안정적인 또는 일시 발현 방식이 단백질이 평가되고 기반으로 활용할지 여부를 결정합니다. 참고 : 안정 형질은 일반적으로 일시적인 시스템보다 표현의 낮은 수준을 감당할. 일시적 발현은 (단백질에 따라 5-24 시간 ~ 포스트 형질) 단백질 및 증가 된 신호 강도의 높은 수준의 발현을 얻을 수 있지만, 또한 단백질 등의 과발현 AGGR 인공물을 초래할 수잘못된 세포 내 현지화로 이어지는 egation 또는 단백질 대상 경로의 포화,. </li></ol> 세포와 세포 배양 2. 형질 참고 : 세포의 다양한 HEK293, 헬라, COS-7, CHO 세포 (14)를 포함하여, FPP 분석 의무가 있습니다. 다음의 설명은 HEK293 세포에서 막 단백질을 발현에 기초한다. <ol><li> 성장 인간 배아 신장 세포 (HEK293) 부착 단층 등의 6 개의 37 °에서 5 % 소 태아 혈청 (FBS), 1 % 피루브산 나트륨 및 250 ㎍ / ml의 페니실린 / 스트렙토 마이신이 보충 된 둘 베코 변형 이글스 중간 (DMEM), ml의 5 % CO 2와 C. 층류 조직 문화 후드 세포와 모든 작업을 수행합니다. T-75 플라스크에서 80 % 컨 플루 언트 될 때까지 ~ 배지에서 세포를 성장한다. </li><li> transien를 생성하는 지질, 또는 일렉트로 viral- 기반 기술을 포함하는 임의의 표준 고효율, 낮은 독성의 형질 전환 방법을 사용하여 세포를 형질t 또는 안정 식입니다. 일반적으로 1 × 10 6 세포 당 플라스미드 DNA의 2 μg의 좋은 재현성 단백질 발현을 제공합니다. CO 2 할 수있는 조직 문화 인큐베이터에서 37 ° C에서 적절한 조직 배양 배지에서 5-48 시간 동안 세포를 유지한다. </li><li> 제조사의 프로토콜에 따라 적절한 필터 세트를 이용하여, 극한의 GFP 형광 신호를 이용하여, 표면 형광 현미경을 이용하여 GFP 융합 단백질의 발현을 위해 세포를 모니터한다. 형광 신호는 보통 다음 형질 감염 24-72 시간 이내에 최대에 도달한다. 형광 신호가 최대 레벨에 도달 할 때 셀을 사용한다. 관심있는 단백질 또는 GFP 잔기 하나에 대한 항체를 사용하여 면역 블롯 분석에 의한 단백질 발현 수준을 모니터링. </li><li> 코팅 된 커버에 실험 분석 판 세포하십시오. 라이브 셀 구성 또는 다음 고정에서 하나보고 현미경 슬라이드에 탑재합니다. 플레이트 세포는 24 ~ 48 시간 내에 60 % -80 %의 합류를 달성하기 위해. <ol><li> 전체 표면이 피복되도록 폴리 라이신 용액 (0.1 ㎎ / ㎖)으로 코팅 된 커버. 37 ℃ 세포 배양 인큐베이터에서 60 분,이어서 실온에서 자외선 광 하에서 30 분 동안 인큐베이션. 초과 폴리 라이신을 제거하고 PBS 3 회에 커버 슬립을 씻어. </li><li> 대안 적으로, 오일 - 침지 목적과 직접 촬상 할 수 있도록 광학 유리 바닥이있는 세포 배양 플레이트로 구성된 챔버 커버 유리 셀을 접시. 실제 현미경 설정은 연구자가 사용할 수있는 장비에 따라 다르지만 빠른 솔루션을 변경 할 수 있어야한다. 세포 형태 및 세포 형태에 따라, 세포는 FPP 분석시의 주위 60-90% 합류이어야한다. </li></ol></li></ol> 3. 형광 현미경 설정 <ol><li> 이러한 60X, 1.42 NA 오일 침지 목적으로 최대 신호 수집 및 공간 해상도에 대한 높은 개구 수 (NA) 오일 침지 목표를 사용합니다. 일 사용전자 형광 물질을 자극하는 레이저를 다음과 아르곤 가스를 488 나노 미터 (GFP와 YFP) 및 561 다이오드 (RFP, mCherry을). </li><li> 각각의 구조에 대한 이미지의 최적의 노출, 이득 및 캡처 속도를 결정합니다. (단계 7.1.2 참조) photobleaching에 최소화하기 위해 레이저 강도와 노출 시간을 조정합니다. </li><li> (예를 들면, 세포막 단백질 마커와 협동하여 막 투과성으로 대 수용성 마커), 적절한 필터를 선택할 여러 형광 물질을 이용하여 연구를위한 신호 크로스 토크를 최소화하고 신호대 잡음비를 최대화하도록 설정한다. </li></ol> 4. 플라즈마 막 투과성으로 최적 조건을 설정 <ol><li> (예 EGFP DsRed의) 전용 수용성 형광 단백질을 발현하는 세포로부터 세포 배양 배지를 제거한다. KHM 버퍼 셀을 3 회 (각각 1 분)을 워시 (110 mM 아세트산 칼륨, 3 mM의 MgCl 2, 20 mM의 HEPES-NaOH를, pH가 7.2). 실온에서 세포 실험과 모든 시약을 수행합니다. </li><li> 장소 세포 오N, 커버 슬립 형광 현미경 스테이지 KHM 버퍼 (단계 2.4 참조), 제어 &#39;비 - 투과 가능&#39;단계를 나타내는 첫 번째 이미지를 수집한다. </li><li> 선택적으로 세포막을 Permeabilize 하시려면하려면, 세포 KHM 디기 토닌 완충액 (30 μM)을 첨가. 10-60 초 동안 5 ㎖ / min의 속도 완충액 (+ 디기 토닌 완충액)로 세포를 관류. </li><li> 서서히 토닌의 농도를 증가시킴으로써 최적 토닌 농도를 측정. 디기 토닌 애플리케이션 10-60 초 이내에 용해 EGFP에서 형광 신호의 완전한 손실이있을 때 최적 토닌 농도가 달성된다. 많은 세포 10-50 μM의 디기 토닌의 적용은 세포막을 Permeabilize 하시려면하기에 충분하다. <ol><li> 모든 응용 프로그램은 디기 토닌의 가장 낮은 농도를 사용합니다. 투과 가능 배경 신호에 대해 투과성으로를 토닌 후 이미지를 수집합니다. </li></ol></li><li> 관심의 GFP 단백질 키메라는 막에 있는지 확인세포막 투과성으로 디기 토닌 (16)의 다음의 형광 신호의 세포 유지를 확인함으로써 tegrated. <ol><li> 세포 소기관 특정 형광 단백질 (23)을 표현한다. 미토콘드리아 단백질은 예를 들어, 이와 관련 16 일, pDsRed2 - 미토 벡터에서 잘 작동합니다. 2.1 단계에 설명 된대로 최적의 발현 상태를 확인합니다. </li><li> 세포 내 소기관의 형태가 토닌에 장시간 (60 분에) 노출을 일정하게 유지하는 토닌 농도를 확인하여 사용되는 세포 유형에 적합한 지 확인합니다. 참고 사항 : 리소좀 같은 다양한 세포 구획에 대한 항체를 사용하여 사용 표준 면역 형광 현미경 프로토콜 (예 LAMP1), 골지 (예 TGN38) 소포체 (예컨대, calnexin), 엔도 솜 (예 Rab5), 미토콘드리아 (예를 들면, 시토크롬 C). 세포 내 소기관의 형태 / 무결성 변경 극적으로 비켜 경우R 60 분, 그것은 토닌 농도가 너무 높았다 같으며 토닌 농도 및 / 또는 노출 시간의 감소를 필요로한다. 참고 : 토닌은 흡입 및 피부 접촉에 의해 독성. 적절한 개인 보호 장비 (PPE)를 착용 할 것. </li></ol></li></ol> 형광 단백질의 5. 단백질 분해 효소 처리 <ol><li> 단백질 분해 효소를 추가 한 후 (단백질 분해 효소 K를, KHM 버퍼에 50 ㎍ / ㎖) KHM 버퍼에있는 세포를 씻으 직접 세포에. 5 mL의 연속적 제조를 목욕 관류 중력 공급 시스템을 사용하여 / 분의 유속으로 세포를 관류. <ol><li> 50 ㎖ 주사기에 보관 솔루션과 폴리에틸렌 튜브 목욕 (5 ml / 분의 유량)에서 단일 출구 매니 폴드에 독립적 인 저수지를 연결. 상수 (0.5 mL) 중 조 볼륨을 유지하고 수동 저수지 관류 용액의 전환에 의해 교환을 달성하기 위해 흡인 피펫을 위치. </li></ol></li><li> 불소 여부를 결정하기 위해 이미지를 수집escent 신호가 지속되거나 저하. 30-60 초 이상 초기 신호 강도의&gt; 90 %의 손실이 GFP 단백질 키메라의 단백질 분해 열화와 일관성 (대표 결과 참조). </li><li> 신호 열화가 테 K 관찰되지 않는 경우, 이러한 손실이 예상되는 경우, 버퍼 내의 KHM 트립신 (4-8 mM)을 가진 테 K 솔루션을 대체. 필요한 경우, 프로 테이나 제 K 및 트립신의 혼합물을 이용한다. 프로테아제 활성을 해소 할 필요가 없다. </li></ol> 외부 도메인에 플라즈마 막 단백질 6. 대안 <ol><li> 세포막 단백질, 투과성으로 토닌을하기 전에 외부 형광 단백질 키메라에 대한 분석을 수행한다. KHM 버퍼 된 커버에 세포 (5 ml / 분 × 3 분) 세척 및 사전 단백질 분해 효소 처리에 대한 이미지를 촬영하고 7 단계로 사전 단백질 분해 효소 형광 신호를 정량화. </li><li> 프로테아제 세포를 노출 (단백질 분해 효소 K를 50 ㎍ / ㎖의 또는 mM의 KHM 버퍼에 4-8 트립신) t에KHM 매체 함유 프로테아제 (유량 5 ㎖ / 분)로 세포를 환류시켜두면 그 토닌의 부재. 신호가 사라지거나 얼마나 오랫동안 신호가 지속 얼마나 빨리 결정하기 위해, 형광 단백질의 이미지를 수집합니다. </li><li> 디기 토닌 투과성으로 전에, 10 %의 혈청 (FBS)을 함유하는 세포 배양 배지에서 세포를 세 번 (각각 1 분)을 세정함으로써, 모든 프로테아제 활성을 급냉. </li><li> 2 분 동안 KHM 완충액 (5 ㎖ / 분의 유량)으로 환류시켜두면 세포를 세척 하였다. 사전 투과성으로의 화상을 취득. 단계 4에 기재된 세포막 Permeabilize 하시려면. </li><li> 5 단계에 설명 된대로 프로테아제 또한 다음과 같은 이미지를 수집합니다. </li></ol> 7. 이미지 분석 <ol><li> 형광 신호의 손실은 실시간으로 모니터링 할 수있는 &quot;생균&quot;기록 가능한 도립 현미경을 사용한다. 지속적으로 모니터링 동일한 파라미터 (노출 시간, 게인, 레이저 강도 등)을 이용한다. <ol><li> EXPER 결정제어 조건 (즉, KBH 혼자 버퍼)에서 관심의 GFP 단백질의 형광 신호를 관찰하여 imental 매개 변수를 설정합니다. 10-20 분 동안의 신호 강도의 뚜렷한 손실이 없다는 것을 보장하기 위해 컴퓨터 - 기반 현미경 이득, 레이저 강도 및 노출 시간 설정을 조정한다. 주 : 신호 강도의 절대 값이 아니라, 각각의 PI 사용할 현미경 시스템과 설정에 기초한다. 상대 형광 강도의 변화를 모니터링합니다. </li></ol></li><li> 또한, 단백질 분해 효소에 의해 다음 토닌에 설정된 시간 지점에서 세포를 치료, 이전 이미징 된 커버에 장착에 세포를 고정합니다. 시점 경험적 4 단계와 초기 조사 제의 절차에 따라 결정, 디기 토닌 또는 프로테아제의 0, 30, 60, 120 및 300 초 후 첨가 시작한다. <ol><li> 세포 (실온에서 20 분간) 완벽 번째 잠기하는 고정액 충분한 양 (PBS에 3.7 % 파라 포름 알데히드)를 사용하여 해결전자 세포. </li><li> PBS 20 mM의 글리신 (3 × 5 분)를 함유하는 세포를 세척하여 잔여 파라 포름 알데히드를 켄칭. </li><li> 커버 슬립에서 물기를 제거하고 유리 현미경에 50 μl의 설치 매체에 커버 슬립을 반전하여 마운트 된 커버는 이미징 슬라이드. 슬라이드 영상 전에 밤새 건조하도록 허용합니다. </li></ol></li><li> 형광 현미경 이미지를 수집 컴퓨터 제어 형광 현미경 영상 캡쳐 기능을 사용함으로써 (아래에서 적절한 필터하면 형광 물질이 사용되고 호환 세트). </li><li> 배양 조건의 함수로서 형광 신호 세기를 정량화. 개별 셀을 둘러싸는이자 (ROI)의 영역 내의 평균 픽셀 강도를 구합니다. </li></ol>

<ol><li>Sevier, C. S., Kaiser, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+and+transfer+of+disulphide+bonds+in+living+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Mol+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Formation and transfer of disulphide bonds in living cells.</a> Nat Rev Mol Cell Biol. 3, 836-847 (2002).</li>
<li>Brodsky, J. L., Skach, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein+folding+and+quality+control+in+the+endoplasmic+reticulum%3A+Recent+lessons+from+yeast+and+mammalian+cell+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+In+Cell+Biology%22%5BJournal%5D)">Protein folding and quality control in the endoplasmic reticulum: Recent lessons from yeast and mammalian cell systems.</a> Current Opinion In Cell Biology. 23, 464-475 (2011).</li>
<li>Kyte, J., Doolittle, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+method+for+displaying+the+hydropathic+character+of+a+protein%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">A simple method for displaying the hydropathic character of a protein.</a> J Mol Biol. 157, 105-132 (1982).</li>
<li>Ott, C. M., Lingappa, V. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integral+membrane+protein+biosynthesis%3A+why+topology+is+hard+to+predict%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cell+Sci%22%5BJournal%5D)">Integral membrane protein biosynthesis: why topology is hard to predict.</a> J Cell Sci. 115, 2003-2009 (2002).</li>
<li>Traxler, B., Boyd, D., Beckwith, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+topological+analysis+of+integral+cytoplasmic+membrane+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Membrane+Biology%22%5BJournal%5D)">The topological analysis of integral cytoplasmic membrane proteins.</a> The Journal of Membrane Biology. 132, 1-11 (1993).</li>
<li>Cserzo, M., Wallin, E., Simon, I., von Heijne, G., Elofsson, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prediction+of+transmembrane+alpha-helices+in+prokaryotic+membrane+proteins%3A+the+dense+alignment+surface+method%5BTitle%5D)+AND+%22Protein+Eng%22%5BJournal%5D)">Prediction of transmembrane alpha-helices in prokaryotic membrane proteins: the dense alignment surface method.</a> Protein Eng. 10, 673-676 (1997).</li>
<li>Geest, M., Lolkema, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Membrane+topology+and+insertion+of+membrane+proteins%3A+search+for+topogenic+signals%5BTitle%5D)+AND+%22Microbiol+Mol+Biol+Rev%22%5BJournal%5D)">Membrane topology and insertion of membrane proteins: search for topogenic signals.</a> Microbiol Mol Biol Rev. 64, 13-33 (2000).</li>
<li>Bogdanov, M., Zhang, W., Xie, J., Dowhan, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transmembrane+protein+topology+mapping+by+the+substituted+cysteine+accessibility+method+%28SCAM%28TM%29%29%3A+application+to+lipid-specific+membrane+protein+topogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Methods%22%5BJournal%5D)">Transmembrane protein topology mapping by the substituted cysteine accessibility method (SCAM(TM)): application to lipid-specific membrane protein topogenesis.</a> Methods. 36, 148-171 (2005).</li>
<li>Chang, X. B., Hou, Y. X., Jensen, T. J., Riordan, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+of+cystic+fibrosis+transmembrane+conductance+regulator+membrane+topology+by+glycosylation+site+insertion%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biol+Chem%22%5BJournal%5D)">Mapping of cystic fibrosis transmembrane conductance regulator membrane topology by glycosylation site insertion.</a> J Biol Chem. 269, 18572-18575 (1994).</li>
<li>Hu, C. D., Chinenov, Y., Kerppola, T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualization+of+interactions+among+bZIP+and+Rel+family+proteins+in+living+cells+using+bimolecular+fluorescence+complementation%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Cell%22%5BJournal%5D)">Visualization of interactions among bZIP and Rel family proteins in living cells using bimolecular fluorescence complementation.</a> Mol Cell. 9, 789-798 (2002).</li>
<li>Zamyatnin, A. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+the+integral+membrane+protein+topology+in+living+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+J%22%5BJournal%5D)">Assessment of the integral membrane protein topology in living cells.</a> Plant J. 46, 145-154 (2006).</li>
<li>Lorenz, H., Hailey, D. W., Lippincott-Schwartz, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescence+protease+protection+of+GFP+chimeras+to+reveal+protein+topology+and+subcellular+localization%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Fluorescence protease protection of GFP chimeras to reveal protein topology and subcellular localization.</a> Nat Methods. 3, 205-210 (2006).</li>
<li>Sambrook, J., Fritsch, E. F., Maniatis, T. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSambrook%2C+J+%22Molecular+Cloning.+a+Laboratory+Manual%22">Molecular Cloning. a Laboratory Manual</a>. , 2nd edn, Cold Spring Harbor Laboratory Press. Cold Spring Harbor, NY. (1989).</li>
<li>Shah, K., McCormack, C. E., Bradbury, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Do+you+know+the+sex+of+your+cells%3F+American+journal+of+physiology%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Physiology%22%5BJournal%5D)">Do you know the sex of your cells? American journal of physiology.</a> Cell Physiology. 306, C3-C18 (2014).</li>
<li>Wang, H., Brautigan, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+transmembrane+Ser%2FThr+kinase+complexes+with+protein+phosphatase-1+and+inhibitor-2%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biol+Chem%22%5BJournal%5D)">A novel transmembrane Ser/Thr kinase complexes with protein phosphatase-1 and inhibitor-2.</a> J Biol Chem. 277, 49605-49612 (2002).</li>
<li>Nixon, A., Jia, Y., White, C., Bradbury, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescence+protease+protection+reveals+the+topology+of+the+integral+membrane+protein+Lemur+Tyrosine+Kinase+2+%28LMTK2%29%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Fluorescence protease protection reveals the topology of the integral membrane protein Lemur Tyrosine Kinase 2 (LMTK2).</a> Am J Physiol. 304 (2), C164-C169 (2012).</li>
<li>Tagawa, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assembly+and+trafficking+of+caveolar+domains+in+the+cell%3A+caveolae+as+stable%2C+cargo-triggered%2C+vesicular+transporters%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Assembly and trafficking of caveolar domains in the cell: caveolae as stable, cargo-triggered, vesicular transporters.</a> J Cell Biol. 170, 769-779 (2005).</li>
<li>Rizzuto, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+gene+specifying+subunit+VIII+of+human+cytochrome+c+oxidase+is+localized+to+chromosome+11+and+is+expressed+in+both+muscle+and+non-muscle+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biol+Chem%22%5BJournal%5D)">A gene specifying subunit VIII of human cytochrome c oxidase is localized to chromosome 11 and is expressed in both muscle and non-muscle tissues.</a> J Biol Chem. 264, 10595-10600 (1989).</li>
<li>Rizzuto, R., Brini, M., Pizzo, P., Murgia, M., Pozzan, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chimeric+green+fluorescent+protein+as+a+tool+for+visualizing+subcellular+organelles+in+living+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Biol%22%5BJournal%5D)">Chimeric green fluorescent protein as a tool for visualizing subcellular organelles in living cells.</a> Curr Biol. 5, 635-642 (1995).</li>
<li>Lorenz, H., Windl, O., Kretzschmar, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellular+phenotyping+of+secretory+and+nuclear+prion+proteins+associated+with+inherited+prion+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biol+Chem%22%5BJournal%5D)">Cellular phenotyping of secretory and nuclear prion proteins associated with inherited prion diseases.</a> J Biol Chem. 277, 8508-8516 (2002).</li>
<li>Ben-Gedalya, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cyclosporin-A-induced+prion+protein+aggresomes+are+dynamic+quality-control+cellular+compartments%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cell+Sci%22%5BJournal%5D)">Cyclosporin-A-induced prion protein aggresomes are dynamic quality-control cellular compartments.</a> J Cell Sci. 124, 1891-1902 (2011).</li>
<li>Rogers, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epitope+mapping+of+the+Syrian+hamster+prion+protein+utilizing+chimeric+and+mutant+genes+in+a+vaccinia+virus+expression+system%5BTitle%5D)+AND+%22J+Immunol%22%5BJournal%5D)">Epitope mapping of the Syrian hamster prion protein utilizing chimeric and mutant genes in a vaccinia virus expression system.</a> J Immunol. 147, 3568-3574 (1991).</li>
<li>Lisenbee, C. S., Karnik, S. K., Trelease, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Overexpression+and+mislocalization+of+a+tail-anchored+GFP+redefines+the+identity+of+peroxisomal+ER%5BTitle%5D)+AND+%22Traffic%22%5BJournal%5D)">Overexpression and mislocalization of a tail-anchored GFP redefines the identity of peroxisomal ER.</a> Traffic. 4, 491-501 (2003).</li>
<li>Brandee, A. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mislocalization+and+degradation+of+human+P23H-Rhodopsin-GFP+in+knockin+mouse+model+of+retinitis+pigmentosa%5BTitle%5D)+AND+%22Invest+Ophthalmol+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">Mislocalization and degradation of human P23H-Rhodopsin-GFP in knockin mouse model of retinitis pigmentosa.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 52, 9728-9736 (2011).</li>
<li>Kuznetsov, A. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+mitochondrial+function+in+situ+in+permeabilized+muscle+fibers%2C+tissues+and+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Analysis of mitochondrial function in situ in permeabilized muscle fibers, tissues and cells.</a> Nat Protoc. 3, 965-976 (2008).</li>
</ol>

저자는 이해 상충이 없음을 선언합니다.

막 단백질의 정확한 방향 및 토폴로지들은 적절한 기능을 위해 필수적이다. 막 단백질 토폴로지 이해의 중요성에도 불구하고, 이러한 데이터가 완전히 결여되는 많은 단백질이있다. FPP는 쉽고 효율적인 세포막 단백질 토폴로지를 결정하는 단계로서, 대부분의 실험실에 의해 수행 될 수있는 하나를 제공한다. FPP 방식은 단백질 토폴로지를 결정하기위한 기존의 방법들에 비해 현저한 장점들을 제공한다. 예를 들어, 관심 (31)의 단백질의 다양한 영역을 다시 관한 여러 항체의 패널을 가질 필요가 없다. 많은 경우에 항체의 이러한 패널을 사용할 수 없습니다; 이 새로 복제 된 단백질에 특히 사실이다. 분석은 단일 세포 수준에서 수행 할 수있는 바와 같이, 많은 단백질의 생화학 수량이 하류 생화학 필요하지 않은 이러한 단백질 분해 또는 SDS-PAGE로 분석한다. 실제로, 상대적으로 적은 형질 전환 된 세포를 명확하게 지정하는 데 필요한관심 단백질 토폴로지. 연구자는 상피 세포 나 신경 세포로 형질하기 어려운 세포에서 토폴로...

세포막뿐 아니라 수많은 세포 막은, 수성 두 구획을 분리 장벽의 역할을한다. 세포막의 경우, 분리와 외부 셀의 안쪽이고; 세포 내 소기관 것은 세포질 소기관 루멘 사이이다. 예를 들어, 소포체 (ER) 멤브레인을 저감 한 환경 세포질에서 ER의 루멘 내 산화성 환경을 분리한다. 막 단백질은 ER-관련 리보솜에서 합성하고, ER 막 2 내에서 최종 토폴로지를 얻을 수있다. 단백질에 적합한 막 방향 및 토폴로지의 인수는 정상적인 기능을 위해 중요하다. 정확한 토폴로지가 결합 파트너와 상호 작용하는 세포막 단백질의 중요한 영역을 허용 그것은 중요한 번역 후 변형이 발생할 수 있고, 세포막 단백질의 경우, 세포와 상호 작용하고 t를 응답 할 수환경을 오. 완전히 세포막 단백질의 기능을 이해하려면 그 단백질이 존재하는 막 내, 즉, 그 막 토폴로지에 대해 배향되는 방법을 알고 명백히 필수적이다. 막 단백질은 약리학 타겟 (3)의 대부분을 포함 이후 단백질 표면의 양태는 다른 환경에 노출되는 세포막 단백질 어느의 토폴로지를 이해하는 기초 과학 기술의 취득 이외에 임상 적 의미를 표시하고있다. 최근까지, 시간과 비용에 상당한 투자를 필요거나 구하기 어려운 시약을 요구 한 막 단백질 토폴로지를 결정하는 접근한다. 두 실험과 인 실리코 접근법 세포막 내에 존재하는 단백질의 막 토폴로지를 결정하기 위해 사용되어왔다. INDIVI의 평가에 기초하여 소수성 멤브레인 스패닝 영역의 예측 제 보낸이중 아미노산 3 수많은 예측 알고리즘은 이제 인터넷에서 사용할 수 있으며, 단순히 단백질의 아미노산 서열에 대한 지식을 필요로한다. 그러나 가정은 종종 토폴로지 4,5의 잘못된 할당 될 수 있습니다와 같은 모델링 프로그램, 가정의 중심에 있습니다. 이러한 컴퓨터 기반의 예측이 잠정적으로 막에 걸쳐 영역을 할당 할 수 있지만 또한, 그들은 항상 아미노 또는 단백질의 카르복시 말단이 세포 기관 루멘 또는 셀의 외관, 세포질에 있는지 여부를 확인하지 않습니다. 계산 능력을 증가, 심지어 함께 기계 학습 알고리즘 (6), 이러한 데이터의 사용은 여전히 모델이고, 실험적으로 획득 된 데이터를 이용하여 검증되어야한다. 멤브레인 토폴로지 판정 직접 실험은 면역 반응성을 평가 전과 후에 세포 투과성으로 만들어졌다 단백질 걸쳐 분산 공지 에피토프와 모노클로 날 항체의 패널을 사용하여 수행되었다. 이접근법은 관심있는 단백질을 사용하지 못할 수도 항체들의 세트를 필요로한다. 또 다른 전략은 다시 이전과 막 투과성으로 후 면역 반응의 결정 뒤에 단백질에 걸쳐 다양한 위치에 myc의 또는 헤 마글 루티 닌 (HA)과 같은 에피토프 태그를 엔지니어링하는 것입니다. 면역 원성 태그 이외에, 이러한 시스테인 스캐닝 화학적 변형 (β 갈 락토시다 아제, 알칼리 포스파타제, 또는 β의 마제 포함) 효소 태그는 모든 세포막 단백질 7,8 토폴로지를 결정하기 위해 사용되어왔다. 세포막 단백질의 위상 맵핑 채용 추가적인 방법 에피토프 태그와 약간 다른 접근 방법에 의존한다. 이 방법에서, 태그 서열은 N- 연결 글리코 실화 컨센서스 서열 NXS / T이다. 이러한 시퀀스는 생합성 경로, 내강 대에서 태그의 존재의 루멘에 존재하는 경우에만 발생 글리코 실화 때문에세포질 구획은 쉽게 SDS-PAGE 젤에 질량 변화로 관찰된다. 이러한 접근 방법은 이온 채널 multispanning CFTR 9에인가되었다. 이러한 모든 접근법들이 이용되었지만, 그것들은 모두가 생성 매니 폴드 구조를 서열에 분자 생물학에 상당한 투자를 필요로하는 것이 분명하다. 세포 내 소기관에 위치한 횡단 단백질에 대한 위상 정보를 확인하려면 더 많은 도전 것으로 입증되었습니다. 형광 기반 기술의 적용하지만, 멤브레인 토폴로지 많이 간단의 판정을했다. 이분자 형광 상보의 기술 (BiFC)가 해당 단백질 (10)의 형광 특성을 복원, 형광 단백질의 형광이 아닌 두 단편 사이의 상호 작용에 의존한다. 처음 10 생체 단백질 - 단백질 상호 작용을 결정하기 위해 설명되었지만,이 방법도 이용되고있다식물 세포 (11) 세포막 단백질 토폴로지를 결정한다. 그러나이 방법은 관심의 단백질뿐만 아니라 세포질 또는 세포 내 소기관 루멘 타겟팅 융합 단백질의 다양한 융합 단백질뿐만 아니라 생성을 필요로 시간 집약적이기도 한 관심에있는 세포 내에서는 단백질을 세포막되는 지식이 필요 . 막 단백질의 토폴로지를 결정하는 대안적인 접근법은 단순 12을 설명 하였다. 분석법, 형광 프로테아제 보호 (FPP)는 GFP 및 관심 유전자 간의 융합 단백질의 생성을 필요로한다. 접근법은 GFP 잔기에 비특이적 프로테아제의 상대 접근성에 기반; GFP 여​​부에 따라 세포 내 소기관의 루멘에 존재하여 단백질 분해로부터 보호 또는 세포질 내에 존재하는 단백질 분해 됨으로써 노출된다. 관심 단백질에 GFP 잔기 세포질을 향하게되면 따라서, 그것은에 노출 될프로테아제 활성 및 형광 신호는 손실. 관심 단백질에 GFP 잔기 (예 골지 내강으로) 환경에서 프로테아제 &#39;보호&#39;을 반대로 향하게되면, 다음 형광 신호는 계속된다. 프로테아제는 세포를 입력 할 수 있지만, 콜레스테롤 결합 토닌 약물이 사용되는 세포 내 세포막 구획을 입력하지 않을. 콜레스테롤은 척추 동물 스테롤 지배적이며, 구체적으로는 세포 내 구획에 대하여 세포막에서 농축된다. 배당체 독소, 디기 토닌은 공장 Digitalis 푸로부터 추출된다. 토닌은 (14, 16) (그림 1) permeabiliztion 선택적 막에 이르게 콜레스테롤이 풍부한 막에 친 화성을 ​​가지고 있습니다. 작은 세포질 성분의 출구 수있을뿐만 아니라, 디기 토닌 또한 투과성으로 단백질 분해 효소 K 또는 트립신과 같은 외인성 분자의 침입을 허용한다. FPP 프로토콜은 FAC 활용세포막은 ER 다른 소기관 반면, 골지체는 엔도 좀이 매우 낮은 콜레스테롤 함량을 가지고 미토콘드리아, 14 그대로 남아, 셀룰러 콜레스테롤 (17)의 80 %까지 포함 t. 세포막에 콜레스테롤의 선택적 혼입 S. 같은 다양한 종에서 진핵 토닌 의존적 세포막 투과성으로의 사용을 허용하는, 많은 진핵 세포에서 관찰되어왔다 인간 (14, 18)에 cerevisiae에. FPP 분석은 (a) 단백질은 막 결합 / 연관 또는 세포질과 세포막 단백질의 (b) 영역에서 자유롭게 확산 여부 세포질 또는 세포 내 소기관 루멘 대향 결정 간단 신속하고 매우 강력한 수단을 제공한다. 막 단백질은 여러 방향이 경우, 신호가 지배적 인 형태에서 발생하고 작은 형태가 감지되지 않습니다. 관심의 단백질 GFP 잔기의 첨가는 그 기능에 영향을 줄 수있는 얼마간의 관심이있을 수있는 반면 및/ 또는 세포 내 현지화,이 실제보다 실제로 더 이론이다. 실제로 많은 연구 명확 태그 GFP 단백질 (19, 20)의 특성을 변화하지 않는다는 것을 보여 주었다.

<table><tbody><tr><td>Digitonin</td><td>Calbiochem</td><td>300410</td><td></td></tr><tr><td>Proteinase K</td><td>Sigma</td><td>P2308</td><td></td></tr><tr><td>Trypsin</td><td>Sigma</td><td>T3924</td><td></td></tr><tr><td>Cav1-GFP</td><td>Addgene</td><td>44433</td><td></td></tr><tr><td>pAcGFP-1 Golgi</td><td>Clontech</td><td>632464</td><td></td></tr><tr><td>Polylysine</td><td>Sigma</td><td>P4707</td><td></td></tr><tr><td>마운팅 미디어</td><td>Dako</td><td>CS704</td><td></td></tr></tbody></table>의

형광 단백질 분해 효소 보호를 사용하여 막 단백질 토폴로지를 결정 (fp​​p)

Determining Membrane Protein Topology Using Fluorescence Protease Protection (FPP)

일체형 막 단백질의 올바른 토폴로지와 방향은 적절한 기능을 위해 필수적이지만, 많은 막 단백질에 대해 이러한 정보가 확립되지 않았습니다. 형광 프로테아제 보호(FPP)라는 간단한 기술이 제시되어 살아있는 세포의 막 단백질 토폴로지를 결정할 수 있습니다. 이 기술은 막 단백질의 다양한 도메인에 대해 여러 항체를 사용할 필요가 없고, 많은 양의 단백질을 필요로 하지 않으며, 살아있는 세포에서 수행할 수 있다는 점에서 단백질 토폴로지를 결정하는 다른 방법에 비해 많은 이점이 있습니다. FPP 방법은 녹색 형광 단백질(GFP) 태그가 지정된 막 단백질의 분해에 대한 프로테아제의 공간적으로 제한된 작용을 사용하여 막 토폴로지 및 방향을 결정합니다. 이 간단한 접근법은 다양한 세포 유형에 적용할 수 있으며, 미토콘드리아, 골기(Golgi), 소포체(endoplasmic reticulum) 및 엔도솜/재활용 시스템의 구성 요소와 같은 다양한 세포 내 소기관에서 막 단백질 배향을 결정하는 데 사용할 수 있습니다. GFP 융합체로 N-말단 또는 C-말단에 태그된 막 단백질은 관심 세포에서 발현되며, 이는 세제 디지토닌을 사용하여 선택적 투과화의 대상이 됩니다. 디지토닌은 세포 내 소기관을 그대로 유지하면서 원형질막을 투과화하는 능력이 있습니다. 세포질에 노출된 GFP 부분은 프로테아제의 적용을 통해 선택적으로 분해될 수 있는 반면, 소기관의 내강에 존재하는 GFP 부분은 프로테아제로부터 보호되고 손상되지 않은 상태로 유지됩니다. FPP 분석은 간단하며 결과를 빠르게 얻을 수 있습니다.

플라즈마 막 투과성으로 효율적인 세포막 투과성으로는 수용성 형광 단백질 (예 : GFP DsRed의) (단계 4)의 사용에 의해 결정된다. 이들 단백질은, 세포에서 발현 될 때, 세포질에서 자유롭게 확산 및 세포막은 (도 2)를 사용하여 투과 가능 토닌 경우 손실된다. 형광 신호의 완전한 소멸 토닌 응용 프로그램의 10 ~ 60 초 이내에 발생한다. 관심의 단백질이 세포 내 소기관과 연관된 확인이 토닌 투과성으로 다음 형광 신호의 보유를 주목함으로써 달성된다. 단백질 분해 효소 처리 세포에 형광 단백질의 관심있는 단백질과 형광 단백질 (GFP, YFP 등) (단계 1), 식 간의 형광 키메라의 성공적인 생성을 이하의 (단계 2), 치료<html> 프로테아제의 투과 가능 세포가 형광...

여기에서는 살아있는 세포에서 일체형 막 단백질의 방향과 토폴로지를 결정하기 위한 프로토콜을 제시합니다. 이 간단한 프로토콜은 관심 단백질과 GFP 사이의 키메라의 선택적 단백질 분해 효소 민감도에 의존합니다.

형광 단백질 분해 효소 보호를 사용하여 막 단백질 토폴로지를 결정 (FP​​P)

The correct topology and orientation of integral membrane proteins are essential for their proper function, yet such information has not been established ...

이 절차의 전체적인 목표는 통합 막 단백질의 토폴로지를 결정하는 것입니다. 이는 녹색 형광 단백질(GFP)을 막 단백질의 아미노 말단 또는 카르복실 말단 사이에 발현시켜 달성합니다. 대조군 목적으로, RFP와 같은 수용성 형광 단백질을 세포 내에 발현할 수 있습니다.다음으로, 세포막에 선택적 투과를 수행합니다. 계면활성제인 dig를 사용하여 수용성 형광 단백질은 세포 밖으로 배출시키고, 막 결합 형광 단백질은 세포 내에 유지시킵니다. 마지막 단계는 투과된 세포에 프로테아제를 처리하여 형광 신호의 유지 또는 소실 여부를 확인하는 것입니다.궁극적으로, 형광 현미경 이미징을 통해 관찰된 형광 강도의 변화는 내재성 막 단백질의 위상과 방향성을 보여주는 데 사용됩니다. 에피토프 매핑과 같은 기존 방법과 비교하여 이 기술의 주요 장점은, 많은 전문 장비나 구하기 어려울 수 있는 다양한 시약이 필요하지 않다는 점입니다. 이 방법은 내재성 막 단백질의 어느 도메인이 세포질 내에 위치하고, 어느 도메인이 소포체나 엔도솜과 같은 세포소기관의 루멘 내에 위치하는지와 같은 막 단백질 생물학의 핵심적인 질문들에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다.텍스트 프로토콜에 설명된 대로 형광 단백질 KY의 생성 및 검증을 통해 이 절차를 시작하십시오. 그다음, 일시적 또는 안정적 발현을 생성하기 위해 지질, 바이러스 또는 전기천공 기반 기술을 포함한 표준 고효율 저독성 형전법을 사용하여 인간 배아 신장 세포 또는 HEK 293 세포에 형광 단백질 KY를 형질전환하고, 세포를 폴리라이신이 코팅된 커버슬립에 도말합니다. 이 세포들을 이산화탄소 조절이 가능한 조직 배양 인큐베이터의 37 °C 환경에서 적절한 조직 배양 배지를 사용하여 5~48시간 동안 유지하십시오.에피 형광 현미경을 사용하여 GFP 융합 단백질의 발현을 모니터링하십시오. GFP의 고유 형광 신호는 보통 형질전환 후 24~72시간 이내에 최대치에 도달합니다. 형광 신호가 최대 수준에 도달했을 때 세포를 사용하십시오. 단백질 발현은 표적 단백질 또는 GFP 부위에 대한 항체를 이용한 면역 블롯 분석을 통해서도 확인할 수 있습니다.먼저 세포 처리를 위한 중력 공급 관류 시스템을 설정합니다. 독립적인 저장조 및 배스(bath)의 단일 배출구가 있는 매니폴드에 연결된 폴리에틸렌 튜브가 장착된 50 milliliter 시린지를 준비하여 용액을 채웁니다. 배스의 부피를 일정하게 유지하기 위해 흡입 피펫을 배치하고, 혈장막 투과를 위해 관류 저장조를 수동으로 전환하여 용액 교환을 수행합니다.먼저, 세포에서 세포 배양 배지를 제거합니다. 세포를 1분씩 3회 세척합니다. KHM 완충액 상태에서 커버슬립을 형광 현미경 스테이지 위에 놓고, 세포막을 선택적으로 투과시키기 전의 대조군 비투과성 이미지를 나타내는 첫 번째 이미지를 수집합니다.KHM 버퍼에 digitonin을 첨가하여 세포에 가하고, 버퍼와 digitonin 혼합액으로 분당 5 mL의 속도로 10~60초 동안 세포를 관류합니다. 세포막이 적절히 투과되었는지는 수용성 GFP 또는 RFP 분자의 발현을 통해 쉽게 확인할 수 있으며, 이는 막 투과 후 세포 밖으로 쉽게 확산됩니다. 그 다음, digitonin을 이용한 세포막 투과 후에도 형광 신호가 세포 내에 유지되는지 확인하여 관심 대상인 GFP 단백질 키메라가 막에 통합되었음을 확인합니다.다음으로, 텍스트 프로토콜에 언급된 것과 같이 미토콘드리아 단백질과 같은 소기관 특이적 형광 단백질을 발현시키십시오. 이전과 동일하게 최적의 발현 조건을 결정하십시오. 장시간 노출 후에도 세포 내 소기관 통로의 형태가 일정하게 유지되는지 확인하여, 사용된 세포 유형에 대해 다이(dye)와 농도가 적절한지 확인하십시오.세포를 KHM 버퍼로 세척한 후, 프로테아제를 세포에 직접 첨가합니다. 중력 공급 관류 시스템을 사용하여 준비물을 지속적으로 세척하며, 분당 5 mL의 유속으로 세포를 관류합니다.다음으로, 형광 신호가 유지되는지 또는 감소하는지 확인합니다. 컴퓨터 제어 형광 현미경의 비디오 이미지 캡처 기능을 사용하여 적절한 필터 세트 하에서 형광 현미경 이미지를 수집합니다. 배양 조건에 따른 형광 신호 강도를 정량화합니다.개별 세포를 포함하는 관심 영역(region of interest) 내의 평균 픽셀 강도를 구합니다. 30~60초 동안 초기 신호 강도의 90% 이상이 소실되면 GFP 단백질 ky의 단백질 분해 과정과 일치하는 것으로 간주합니다. 수용성 형광 신호의 완전한 소실은 digitonin 처리 후 10~60초 이내에 일어나야 합니다.관심 단백질이 세포 내 소기관과 연관되어 있다는 확인은 디지토닌 처리 및 투과화 후에도 형광 신호가 유지되는 것을 관찰함으로써 이루어집니다. 막 결합 키나아제 LTK2의 카르복실 말단을 GFP와 융합하여 일시적으로 발현시킨 형광 LTK2의 경우, proteinase K를 첨가한 후 형광 신호가 빠르게 소실되었으며, 이는 LTK2의 카르복실 말단이 세포질 내에 위치함을 나타냅니다.Cavi and GFP는 세포질 도메인에 GFP 부분이 부착된 형질막 단백질입니다. LTK two와 마찬가지로, cavi and GFP의 신호는 digitonin에 반응하지 않으나, 이후 protease K를 추가하거나 digitonin으로 투과화한 뒤 proteinase K를 추가하면 반응합니다. DS red mito는 cytochrome C oxidase의 미토콘드리아 표적 서열에 융합된 적색 형광 단백질을 인코딩합니다. DS red mito와 관련된 형광은 안정적으로 유지됩니다. 이는 Fluor four가 세포질에 노출되지 않는 미토콘드리아 내에 존재한다는 점과 일치합니다.GPI 앵커형 프리온 단백질에 황색 형광 단백질이 결합된 경우와 같이, 막 단백질에 부착된 형광 작용기가 세포 외부를 향하고 있을 때를 가정해 보겠습니다. 예상대로 프로테이나제 처리 시, 별도의 digitonin 투과 과정 없이도 형광 신호가 빠르게 소멸되어야 합니다. 이 구조체를 발현하는 세포에서 프로테이나제 처리 후 세포 외 형광 신호가 빠르게 사라졌습니다.이 기술을 완전히 익히면, 적절히 수행했을 때 1~2시간 내에 완료할 수 있습니다. 이 영상을 시청한 후에는 분석하고자 하는 막 단백질의 위상(topology)을 결정하는 방법에 대해 더 깊이 이해하게 될 것입니다.

determining-membrane-protein-topology-using-fluorescence-protease

Research

연구

JoVE Journal

Biology

생물학

우리는 하나의 세포에서 형광을 사용하여 conformational 변화의 특정 사이트 분석과 함께 막 단백질의 이온 전달의 속도론을 측정하는 방법을 설명합니다. 이 기술은 이온 채널 전송기 및 이온 펌프에 적응하고 단백질 subunits 사이의 거리 제한을 결정하기 위해 이용하실 수 있습니다.

막 단백질의 Conformational 역학 검사 현장에서 사이트 이동 형광 라벨링과

시험 단백질 - 단백질 상호 작용이 단백질 기능의 해부를 위해 불가결이다. 여기서는...

단백질 막 중첩 분석 : 가용성식이 및 불용성 단백질 간의 상호 작용을 테스트하는 프로토콜 체외에서</em

이 비디오에서는 세제 가용화 후 대장균에서 녹색 형광 단백질(GFP) 융합 막 단백질 안정성을 스크리닝하기 위한 형광 검출 크기 배제 크로마토그래피 기술을 시연합니다. 유리 GFP가 거의 또는 전혀 없는 크기 배제 프로파일에서 대칭적인 피크를 나타내는 단백질은 분해 및 응집이 최소화된 정제된 단백질을 나타내며, 이는 이후에 구조 기능 분석을 위해 선택될 수 있습니다.

Fluorescence-Detection Size-Exclusion Chromatography: A technique to Identify the Integrity of Fluorescent Membrane Proteins on Detergent Solubilization(형광 검출 크기 배제 크로마토그래피: 세제 용해 시 형광 멤브레인 단백질의 무결성을 확인하는 기술)

생화학 적 방법은 막 단백질의 생체 내 단백질 - 단백질 상호 작용 (PPI)를 식별하기 위해 설명된다. 이 방법은 단백질 교차 결합, 친화력 정화 및 질량 분석을 결합하여 거의 모든 세포 유형이나 유기체에 적응할 수있다. 이 방법을 과도 프로톤 펌프 억제제의도 식별이 가능하게된다.

막 척추 : 막 단백질의 단백질 - 단백질 상호 작용을 식별 할 수있는 생화학 적 도구 생체

이 논문은 지질-근위 환경에서 다양한 파트너 인자와 함께 in vitro에서 일체형 막 단백질의 상호 작용 및 어셈블리를 평가하는 방법을 설명합니다.

비계 리포좀을 사용하여 근위 지질 단백질 - 단백질 상호 작용을 재구성 체외

여기, 선물이 붙일 태그가 주변 관련 된 단백질에 대 한 원형질 막 협회의 레벨의 정량 분석을 수행 하는 프로토콜. 방법은 막의 전산 분해와 세포 원형질 막 형광 표식으로 표시에서 관찰 된 신호의 세포질 구성 요소를 기반으로 합니다.

원형질 막 주변 관련 된 단백질에 대 한 분할 결정

이 프로토콜은 세포 환경에서 실시간으로 수용체에 대한 아데닌 뉴클레오티드 결합을 측정하는 방법을 제시합니다. 결합은 트리니트로페닐 뉴클레오티드 유도체와 비표준 형광 아미노산으로 표지된 단백질 사이의 Förster 공명 에너지 전달(FRET)로 측정됩니다.

온전한 기능성 막 단백질에 대한 뉴클레오티드 결합을 실시간으로 측정

형광 누설 분석법은 펩타이드/멤브레인 상호작용의 조사를 가능하게 하는 간단한 방법으로, 여러 생물학적 과정에 대한 그들의 관여, 특히 세포 관통 펩타이드의 능력을 이해하기 위해 직접 세포 전좌 과정 동안 인지질을 방해한다.

세포 관통 펩타이드에 의한 막 불안정화를 조사하기 위한 형광 누설 분석

본 프로토콜은 다운스트림 기능 및 구조 분석을 위한 품질을 평가하기 위해 막 단백질에 대해 형광 크기 배제 크로마토그래피(FSEC)를 수행하는 절차를 설명합니다. 세제 가용화 및 세제가 없는 조건에서 여러 G-단백질 결합 수용체(GPCR)에 대해 수집된 대표적인 FSEC 결과가 제시됩니다.

형광 크기 배제 크로마토그래피를 통한 멤브레인 단백질 품질의 신속한 평가

이 글은 고체 지지 지질 이중층에서 단일 단백질 추적용 샘플을 만드는 방법에 대해 상세히 설명합니다. 또한 단일 분자 감도와 빠른 프레임 속도를 가진 단순한 형광 현미경을 설명해 줍니다. 마지막으로, 단일 단백질 궤적을 추출하는 절차를 개괄합니다.

형광현미경을 이용한 지질 이중층 내 단일 단백질 추적

배우세요 형광 단백질 분해 효소 보호법을 사용하여 살아있는 세포에서 막 단백질의 토폴로지를 결정하는 방법을. GFP 키메라와 선택적 프로테아제 처리를 통해 막 결합 단백질과 가용성 단백질을 구분할 수 있습니다.

형광 단백질 분해 효소 보호를 사용하여 막 단백질 토폴로지를 결정 (FP​​P)

더 많은 동영상 탐색

형광 단백질 분해 효소 보호를 사용하여 막 단백질 토폴로지를 결정 (FPP)