May 4th, 2018
이 프로토콜의 목표 spectrophotometrically 트랜스-플라즈마 막 전자 전송 extracellular 전자 수락자를 활용 하 여 모니터링 하 고 이러한 세포 외 전자 수락자로 발생할 수 있는 효소의 상호 작용을 분석 하는입니다.
이 절차의 전반적인 목표는 분광광도계 분석을 통해 실시간으로 트랜스 플라즈마 멤브레인 전자 수송 과정을 모니터링하는 것입니다. 이 방법은 트랜스 플라즈마 막 전자 수송의 메커니즘과 세포의 산화 환원 환경이 어떻게 유지되는지에 관한 radox 생물학 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 분석이 실시간, 다중 웰, 빠른 분광 광도계 분석이라는 것입니다.
먼저 C2C-12 부착 셀을 96 웰 플레이트의 A부터 F열까지 평방 센티미터당 4번째 셀의 두 배에 앉힌 다음 성장 배지로 세포를 덮습니다. 섭씨 37도의 인큐베이터에서 5%의 이산화탄소로 세포를 배양합니다. 배양에서 24시간 후, 성장 배지를 흡인하고, 150마이크로리터의 PBS로 세척하고, 분화 배지로 교체하고, 추가로 24-48시간 동안 세포를 배양합니다.
다음으로 재고 WST-1 및 PMS 솔루션을 준비합니다. 033g의 WST-1을 5ml의 PBS에 용해시켜 WST-1의 10밀리몰 스톡 용액을 만듭니다. 그런 다음 솔루션을 소용돌이치십시오.
그런 다음 0023g의 PMS를 이온수 1.5ml에 용해시켜 PMS의 원액을 준비합니다. Vortex가 해결책입니다. 작업 용액을 준비하려면 PBS에 포도당을 첨가하여 11.4ml의 5밀리몰 포도당 용액을 만듭니다.
이 용액에 400마이크로몰의 최종 농도를 위해 480마이크로리터의 WST-1 원액을 추가하고 20마이크로몰 PMS의 최종 농도를 위해 48마이크로리터의 PMS 원액을 추가합니다. Vortex는 혼합할 솔루션을 제공합니다. 그런 다음 용액을 6ml 분취량 2개로 나눕니다.
분석에 따라 여기에 설명된 관련 성분을 추가합니다. 이제 용액이 준비되면 세포의 분화 배지를 흡인하고 150마이크로리터의 PBS로 한 번 세척합니다. PBS를 제거하고 부분 표본 1에서 1열까지 100마이크로리터를 1열에서 6열까지 추가합니다.
그리고 부분 표본 2에서 96웰 플레이트의 7열에서 12열까지 100마이크로리터를 추가합니다. 96웰 플레이트를 플레이트 리더에 놓고 438나노미터에서 1시간 동안 10분마다 흡광도 값을 측정합니다. 최종 판독 후 매체를 흡인하고 150마이크로리터의 PBS로 각 웰을 세척합니다.
그런 다음 PBS를 흡인합니다. 분석을 위해 동일한 우물에 대한 이후 시점의 흡광도에서 우물에 대한 초기 흡광도를 빼서 각 우물에 대한 흡광도의 변화를 계산합니다. 배경 웰에서 관찰되는 흡광도의 변화를 기반으로 이 변경 사항을 수정합니다.
배경 조사가 완료되면 흡광도 데이터를 60분 제어 측정값으로 정규화합니다. 또는 표준 BCA 단백질 분석을 사용하여 각 웰의 단백질 함량으로 정규화합니다. 마지막으로, 데이터를 정량화하여 단백질 마이크로그램 단위의 WST-1 감소량을 구합니다.
DPIP 감소 분석을 시작하려면 WST-1 감소 분석에서 볼 수 있듯이 C2C-12 준수 세포를 성장시키고 분화합니다. 다음으로, 029g의 DPIP를 10ml의 이온수에 용해시켜 10밀리몰 DPIP를 포함하는 원액을 준비합니다. 그런 다음 솔루션을 소용돌이치십시오.
분광 광도계를 사용하여 600나노미터에서 용액의 흡광도를 측정하여 농도를 확인합니다. 작업 용액을 만들려면 120마이크로리터의 10밀리몰 DPIP 원액을 11.88밀리리터의 포도당과 PBS가 함유된 5밀리몰 용액에 추가하여 100마이크로몰의 최종 DPIP 작업 농도를 얻습니다. 그런 다음 솔루션을 소용돌이치십시오.
그런 다음 용액을 6ml 분취량 2개로 나눕니다. 분석에 따라 여기에 설명된 관련 성분을 추가합니다. 이제 용액이 준비되면 세포의 분화 배지를 흡인하고 150마이크로리터의 PBS로 한 번 세척합니다.
PBS를 제거하고 부분 표본 1에서 1열부터 6열까지 100마이크로리터를 추가하고, 부분 표본 2에서 96웰 플레이트의 7열에서 12열까지 100마이크로리터를 추가합니다. 96웰 플레이트를 플레이트 리더에 놓고 600나노미터에서 1시간 동안 10분마다 흡광도 값을 측정하고 WST-1 환원 분석 분석에 설명된 대로 결과 값을 분석합니다. 시작하려면 두 가지 솔루션을 준비합니다.
먼저 PBS에서 6밀리리터의 400마이크로몰 WST-1 및 20마이크로몰 PMS를 준비합니다. 그런 다음 DPIP 및 PBS의 100마이크로몰 용액 6ml를 준비합니다. 세포가 없는 경우 평평한 바닥 플레이트의 A-D열에 100마이크로리터의 WST-1/PMS 용액을 추가하여 처음 96웰 플레이트를 준비하고 438나노미터의 분광 광도계에서 흡광도를 측정합니다.
그런 다음 세포가 없는 경우 평평한 바닥 플레이트의 A-D열에 100마이크로리터의 DPIP 용액을 추가하여 두 번째 96웰 플레이트를 준비하고 600나노미터에서 분광 광도계의 흡광도를 측정합니다. 다음으로, 100마이크로몰의 최종 농도를 위해 100마이크로몰의 웰 절반에 1마이크로리터의 아스코르브산염을 추가합니다. 플레이트가 안정화될 때까지 플레이트의 흡광도를 모니터링합니다.
그런 다음 DPIP로 반복합니다. 안정화 시 생성된 전자 수용체가 기질인지 여부를 결정합니다. 슈퍼 옥사이드 디스돌연변이트에 대한 아스코르브산 산화효소의 경우, 아스코르브산 산화효소 또는 슈퍼 산화물 디스돌연변이화물을 각 웰에 추가하고 1시간 동안 흡광도 변화를 모니터링합니다.
트랜스플라즈마 막 전자 수송을 모니터링하기 위해 아스코르브산 매개물 환원의 효과를 차단하기 위해 아스코르브산 산화효소를 사용하였고, 과산화물 디스뮤타제를 사용하여 과산화물 매개 환원을 차단하여 WST-1 환원의 어느 부분이 각 성분에 기인하는지 확인했습니다. 아스코르브산 산화효소의 첨가로 WST-1 감소가 약 30% 억제되었는데, 이는 트랜스플라즈마 막 전자 수송의 약 30%가 아스코르브산염의 수출에 기인함을 나타냅니다. 과산화물 디스뮤타제의 첨가로 WST-1 감소는 약 70% 억제되었으며, 이는 트랜스플라즈마 막 전자 수송의 약 70%가 세포 외 과산화물 방출로 인한 것임을 나타냅니다.
감소된 DPIP가 아스코르브산 산화효소 또는 슈퍼 산화물 디스뮤타제의 기질인지 확인하기 위해 아스코르브산으로 DPIP 수준을 감소시켰습니다. 20분 후, 아스코르브산 산화효소를 첨가하고 흡광도를 모니터링했습니다. 회수 결과는 감소된 DPIP가 아스코르브산 산화효소의 기질임을 보여줍니다.
슈퍼 산화물 디스뮤타아제가 추가되었을 때, DPIP도 비록 더 느린 속도이기는 하지만 재산화되었습니다. 따라서 감소된 DPIP는 이러한 효소의 기질이며 이러한 효소와 함께 활용될 수 있는 적절한 세포외 전자 수용체가 아닙니다. 이 기술을 숙달하면 제대로 수행하면 두 시간 안에 완료할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안 모든 시약을 매일 신선하게 만들어야 한다는 것을 기억하는 것이 중요합니다.
개발 후 이 기술은 산화 환원 생물학 분야의 연구자들이 다양한 세포 유형에서 형질강 관통 막 전자 수송을 탐구할 수 있는 길을 열었습니다. 이 동영상을 시청한 후에는 세포외 전자 수용체를 사용하여 형질횡질막 전자 수송을 측정하는 방법과 전자 수용체가 분석에 사용되는 효소의 기질일 수 있는지 확인하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.
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이 프로토콜은 분광 분석법을 사용하여 혈장막을 가로지르는 전자 수송을 실시간으로 모니터링하는 것을 목표로 합니다. 이 전자 수송 과정에 관련된 메커니즘에 대한 산화환원 생물학의 주요 질문에 대응합니다.
Trans-plasma membrane electron transport (tPMET) is a critical mechanism for maintaining cellular redox balance, with implications for understanding oxidative stress responses in disease models. This real-time, multi-well spectrophotometric assay enables quantitative monitoring of tPMET using extracellular electron acceptors, supporting mechanistic de-risking in early discovery. By distinguishing ascorbate export from superoxide production contributions, the method provides predictive confidence in target validation pathways involving redox regulation.
The assay fits within the discovery continuum from target validation through lead optimization, particularly for programs targeting redox homeostasis, mitochondrial dysfunction, or oxidative stress pathways.