October 28th, 2016
이 논문은 비변성 PAGE와 웨스턴 블롯 분석의 조합을 사용하여 인간 세포의 용해물에서 다이나민 유사 GTPase MxA 단백질의 올리고머 상태를 평가하는 간단하고 빠른 프로토콜에 대해 설명합니다.
이 실험의 전반적인 목표는 비변성 나트륨 도데코설페이트-폴리아크릴아미드 겔 전기영동을 사용하여 세포 용해물에서 호몰리고머 단백질 복합체의 소단위 수를 측정하는 것입니다. 이 방법은 기본적인 세포 과정에 관여하는 단백질의 올리고머 상태와 같은 세포 생물학 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 호몰리고머 단백질 복합체의 정제 또는 특수하고 값비싼 장비가 필요하지 않다는 것입니다.
따라서 대부분의 실험실에서 수행할 수 있습니다. 이 실험은 두 가지 유형의 세포를 사용합니다. 내인성 점액바이러스 내성을 발현하는 A549 세포 단백질 또는 MxA; 및 MxA를 과발현하는 바이로셀.
A549 세포와 바이로세포를 웰당 2ml의 성장 배지가 있는 6개의 웰 접시에 파종합니다. 세포 배양 인큐베이터에서 밤새 세포를 배양합니다. 다음 날에는 세포를 수확합니다.
PBS 1ml로 각 웰을 세척하고 실온에서 약 5분 동안 0.25%Trypsin-EDTA 용액 0.5ml를 첨가하여 세포를 부착합니다. 세포가 접시에서 분리되자마자 0.5ml의 성장 배지를 넣고 위아래로 피펫팅하여 조심스럽게 혼합합니다. 각 웰의 세포를 2ml 튜브로 옮기고 탁상용 원심분리기를 사용하여 펠릿화합니다.
세포 펠릿을 방해하지 않고 피펫팅으로 상층액을 조심스럽게 제거합니다. 1ml의 얼음처럼 차가운 PBS를 첨가하고 세포 현탁액을 위아래로 조심스럽게 피펫팅하여 세포를 세척합니다. 테이블 탑 원심분리기에서 세포를 펠릿화합니다.
세포 펠릿을 분리하지 않고 피펫팅으로 상층액을 조심스럽게 제거합니다. 200마이크로리터의 얼음 저온 용해 완충액을 추가하고 위아래로 피펫팅하여 세포를 재현탁시킨 다음 얼음 위에 놓습니다. 용해 완충액의 요오드아세트아미드는 빛에 민감하기 때문에 튜브를 은박지로 덮어 용해물을 빛으로부터 즉시 보호하십시오.
얼음 위에서 30분 동안 배양합니다. 요오도아세트아미드는 티오에테르 결합을 형성하여 유리 시스테인의 티올 그룹을 비가역적으로 보호하고 인공 단백질 응집을 방지하기 때문에 요오도아세트아미드의 사용은 매우 중요합니다. 다음으로, 미리 냉각된 탁상용 원심분리기에서 원심분리하여 세포 파편을 제거합니다.
분리기 도중, 10, 000의 분자량 커트오프를 가진 투석 칼럼을 준비하십시오. 투석 컬럼을 플로트 부표에 부착하고 미리 냉각된 투석 버퍼로 채워진 비커에 넣어 컬럼의 평형을 이룹니다. 멤브레인을 만지지 마십시오.
비커에 자석 교반기를 놓고 비커를 냉장실로 옮깁니다. 부드러운 교반을 보장하기 위해 자석 교반기를 사용하여 섭씨 4도에서 20분 동안 평형을 유지합니다. 20분 후 투석 버퍼와 플로트 부표에서 컬럼을 제거합니다.
세척된 용해물을 멤브레인에 닿지 않고 피펫팅을 통해 준비된 투석 컬럼으로 옮깁니다. 기둥을 플로트 부표에 부착합니다. 투석 완충액이 채워진 비커에 다시 넣고 비커를 냉장실로 옮깁니다.
섭씨 4도에서 최소 4시간 동안 용해물을 투석하면서 자기 교반기로 조심스럽게 저어주어 비변성 폴리아크릴아미드 겔-전기영동을 방해할 수 있는 작은 대사 산물과 염을 제거합니다. 투석이 완료되면 투석된 각 검체를 1.5ml 튜브로 옮깁니다. 탁상용 원심분리기에서 원심분리를 통해 침전물을 제거합니다.
전기영동은 올리고머 단백질 복합체의 해리를 방지하기 위해 용해물 투석 직후에 수행해야 합니다. 내부 및 외부 겔 챔버를 미리 냉각된 러닝 버퍼로 채웁니다. 비변성 폴리아크릴아미드 겔을 사전 냉각된 러닝 버퍼와 함께 젤당 25밀리암페어로 섭씨 4도에서 15분 동안 사전 실행합니다.
15마이크로리터의 준비된 용해물을 5마이크로리터의 4X 샘플 버퍼와 혼합합니다. 선택한 네이티브 단백질 표준물질과 15마이크로리터의 샘플을 겔에 로드합니다. 젤을 섭씨 4도에서 4시간 동안 25밀리암페어로 실행합니다.
변성이 없는 폴리아크릴아미드 겔 전기영동이 완료되면 겔을 분해하고 조심스럽게 SDS 버퍼로 옮깁니다. 실온에서 10분 동안 부드럽게 흔들어 배양합니다. 젤당 스펀지 2개, 셀룰로오스 여과지 시트 4장, 블로팅 멤브레인을 준비하고 블로팅 버퍼에 담급니다.
샌드위치를 아래에서 위로 다음과 같이 조립합니다. 스폰지 1장, 셀룰로오스 여과지 시트 2장, 블로팅 멤브레인, 젤, 셀룰로오스 여과지 시트 2장, 스폰지 1장. 샌드위치를 블로팅 탱크에 넣고 멤브레인이 플러스 극을 향하고 젤이 마이너스 극을 향하도록 합니다.
블로팅 탱크에 미리 냉각된 블로팅 버퍼를 채웁니다. 최상의 단백질 전달 결과를 얻으려면 섭씨 4도에서 하룻밤 동안 90mamps로 블롯하십시오. 다음 날 샌드위치를 분해하십시오.
Ponceau S 용액에 멤브레인을 실온에서 5분 동안 배양하여 단백질 표준물질을 시각화합니다. 멤브레인을 탈이온수에 넣고 세척하여 얼룩을 제거합니다. 멤브레인을 트레이로 옮긴 후 펜을 사용하여 단백질 표준물질의 밴드를 표시합니다.
실온에서 최소 1시간 동안 또는 섭씨 4도에서 밤새 차단 버퍼로 멤브레인을 차단합니다. 그 후, 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 MxA에 대한 토끼 다클론 항체를 사용하여 면역염색을 통해 관심 단백질을 시각화합니다. 내인성 MxA가 결핍된 바이로세포는 재조합 야생형 MxA 및 단량체 및 이합체 MxA 분산으로 형질주입되었습니다.
예상 분자량에서 재조합 MxA 분산의 이동은 올리고머 상태를 확인했습니다. 이소성으로 발현된 야생형 MxA는 사량체로 이동했습니다. 그런 다음 이러한 재조합 단백질을 사용하여 인터페론-알파 자극 A549 세포에서 유래한 내인성 인간 MxA 단백질의 올리고머 상태를 평가했습니다.
그 결과 인터페론-알파 자극 A549 세포의 용해물에서 MxA의 크기가 사량체에 해당한다는 것이 밝혀졌습니다. 이 기술을 숙달하면 제대로 수행하면 하루 반 만에 완료할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안 단백질 상호 작용을 파괴하거나 단백질 응집을 유발할 수 있으므로 전체 절차 동안 샘플을 동결 및 해동하지 않도록 하는 것이 중요합니다.
또한 요오드아세트아미드와 같은 빛에 민감한 시약으로 작업할 때는 용해 단계에서 샘플을빛으로부터 보호하는 것이 중요합니다. 비변성 SDS-PAGE에 이어 단백질 겔 추출 및 효소 활성 AsiS 또는 2차원 PAGE와 같은 다른 방법을 수행하여 효소 활성 및 잠재적인 이종-올리고머 복합체의 특성화와 같은 추가 질문에 답할 수 있습니다. 개발 후 이 기술은 세포 생물학 분야의 연구자들이 배양된 세포에서 올리고머 단백질 복합체의 구성을 탐구할 수 있는 길을 열었습니다.
이 동영상을 시청한 후에는 비변성 PAGE 분석에서 올리고머 단백질을 연구하기 위해 세포 배양에서 세포 용해물을 준비하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 요오드아세트아마이드로 작업하는 것은 매우 위험할 수 있으므로 항상 장갑 착용 및 보안경과 같은 예방 조치를 취해야 한다는 것을 잊지 마십시오.
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이 기사는 비변성 PAGE와 웨스턴 블롯 분석을 사용하여 MxA 단백질의 올리고머 상태를 평가하는 빠른 프로토콜을 설명합니다. 이 방법은 인간 세포의 세포 용해액에 적용할 수 있습니다.
Assessing the oligomeric state of antiviral proteins like MxA directly from cell lysates enables mechanistic de-risking of target hypotheses in early discovery. This non-denaturing PAGE approach supports target validation by linking functional oligomeric forms to antiviral activity without requiring protein purification. The method provides a scalable, reproducible readout for evaluating mutant phenotypes in a disease-relevant system, informing lead identification and portfolio triage decisions.
The method fits within early discovery workflows, enabling oligomerization assessment after target engagement but before lead optimization, particularly for GTPase-mediated antiviral targets.