Bestrophins zijn een familie van ionenkanalen geconserveerd door middel van soorten, variërend van bacterie tot mens1. Bij de mens codeert het BEST1 gen gelegen op chromosoom 11q12.3, het membraan eiwit Bestrophin-1 (BEST1) die zich voornamelijk in het basolaterale membraan van retinale pigment epitheel (RPE) cellen van de ogen2,3 ,4. Bestaat uit 585 aminozuren, de eerste ~ 350 waarvan sterk tussen de soorten zijn geconserveerd en bevatten de transmembrane regio, fungeert BEST1 als een CaCC in mensen1,5,6. Bovendien, de BEST1 homologen in kippen en Klebsiella pneumoniae beide fungeren als homopentamers7,8, hetgeen wijst op een hoog niveau van bescherming in de gehele evolutie.
Bij de mens, zijn meer dan 200 mutaties in het gen BEST1 klinisch gekoppeld aan een groep van ziekten van de retina degeneratie genoemd bestrophinopathies1,9. Vijf specifieke bestrophinopathies zijn gemeld, met inbegrip van beste ziekte, volwassen-onset vitelliform dystrofie, autosomaal dominante vitreoretinochoroidopathy, autosomaal recessieve bestrophinopathy en retinitis pigmentosa3,4 ,10,11,12,13,14. Deze ziekten, die tot verminderde gezichtsvermogen en zelfs blindheid leiden, zijn momenteel onbehandelbaar. Oog op de ontwikkeling van therapeutische behandelingen en potentieel gepersonaliseerde geneeskunde, is het essentieel om te begrijpen hoe deze BEST1 ziekte-veroorzakende mutaties invloed op de functie en structuur van de BEST1 kanaal15. Voor deze doeleinden moeten onderzoekers voeren in vitro analyses5,8te verkrijgen van gezuiverde bestrophin (wild type en/of mutant) kanalen.
De eerste belangrijke stap is de uitdrukking van bestrophin kanalen van hogere diersoorten in zoogdiercellen. Zoals baculovirus signaaltransductie van cellen van de HEK293-F (het BacMam-systeem) een krachtige methode is om geïnfecteerd express membraan eiwitten16,17, dit protocol maakt gebruik van een geoptimaliseerde BacMam vector (pEG BacMam) voor robuuste uitdrukking van de doel eiwit18, dat in dit geval een homolog van de zoogdieren bestrophin. Deze vector is gebruikt voor de uitdrukking van verschillende membraaneiwitten, met inbegrip van de G-proteïne-gekoppelde receptoren, nucleaire receptoren en andere ion kanalen18. Er is ook bewijs dat de geproduceerde eiwitten geschikt voor kristallografie18 zijn. Met hoge niveaus van meningsuiting in HEK293-F cellen, kunnen de eiwitten dan worden gezuiverd met behulp van chromatografie; in het bijzonder in het geval van bestrophins, zowel affiniteit en grootte-uitsluiting chromatografie kunnen worden gebruikt.
Zodra dit protocol afgestemd voor een bestrophin-kanaal is, kan de gezuiverde proteïne vervolgens worden geanalyseerd voor de functie en structuur door middel van vlakke lipide dubbelgelaagde en röntgendiffractie, respectievelijk5,8. Over het geheel genomen is deze technieken bieden een krachtige pijpleiding voor functionele en structurele onderzoek van bestrophins en andere ionenkanalen.