Functionele karakterisering van Carboxylesterases in Insecticide resistente huis vliegt, Musca Domestica

Summary

Hier presenteren we een protocol om te produceren huis vliegen carboxylesterase eiwitten in vitro met een baculovirus gemedieerde insect cel expressie systeem en later functioneel karakteriseren van hun rollen in metaboliseringssysteem permethrin, daarmee overdracht van pyrethroïde weerstand door het uitvoeren van cel-gebaseerde MTT assay en in vitro metabole studies.

Abstract

Carboxylesterase-gemedieerde metabolisme wordt beschouwd als een belangrijke rol spelen in insecticide resistentie bij verschillende insecten. Meerdere carboxylesterase genen bleken omhoog-geregeld in de resistente huis vliegen stam, terwijl hun rol in de overdracht van het insecticide resistentie bleef om te worden onderzocht. Hier, ontwierpen we een protocol voor de functionele karakterisering van carboxylesterases. Drie voorbeeld experimenten worden gepresenteerd: (1) expressie en isolatie van proteïnen van de carboxylesterase door een insect van baculovirus-gemedieerde Spodoptera frugiperda (Sf9) systeem voor de expressie van de cel; (2) een cel-gebaseerde MTT (3-[5-dimethykthiazol-2-yl 4] -2, 5-diphenyltetrazolium bromide) cytotoxiciteit assay voor het meten van de tolerantie van insect cellen tot verschillende permethrin behandelingen; en (3) in vitro metabole studies om te verkennen de metabole mogelijkheden van carboxylesterases naar permethrin. Het carboxylesterase gen MdαE7 werd gekloond uit een resistente huis vliegen stam ALHF en gebruikt voor de constructie van een recombinant baculovirus voor Sf9 cellen infectie. De viabilities van de cel tegen verschillende permethrin behandelingen werden gemeten met de MTT-test. De verbeterde cel tolerantie van de experimentele groep (MdαE7-recombinant baculovirus geïnfecteerde cellen) vergeleken met die van de controlegroepen (CAT-recombinant baculovirus geïnfecteerde cellen en GFP-recombinant baculovirus geïnfecteerde cellen) naar permethrin behandelingen voorgesteld de mogelijkheden van MdαE7 in de stofwisseling van insecticiden, waardoor de bescherming van cellen tegen chemische schade. Daarnaast werden carboxylesterase eiwitten uitgedrukt in insect cellen van de Sf9 en om uit te voeren van een metabole studie in vitro geïsoleerd. Onze resultaten aangegeven een aanzienlijke in vitro metabole efficiëntie van MdαE7 naar permethrin, direct de betrokkenheid van carboxylesterases in de stofwisseling van insecticiden die aangeeft en dus de toekenning van insecticide resistentie in huis vliegt.

Introduction

Insecticide resistentie is momenteel een groot probleem voor huis vliegen controle wereldwijd^1,2. Inspanningen om het mechanisme van insecticide resistentie vergemakkelijkt beter begrip van deze kwestie en bieden daardoor nieuwe strategieën om effectief voorkomen of minimaliseren van de verspreiding van resistentie ontwikkeling³. Carboxylesterases, hebben als een van de grote Detoxificatie-enzymen, aangetrokken veel aandacht voor hun rollen in vastleggen en insecticiden in verschillende insecten^4,5,6....

Protocol

1. weergave en isolatie van Target proteïnen met een Insect cel Baculovirus-gemedieerde expressie systemen

1. Gerichte kloon blunt-ended PCR producten van doel eiwitten uit huis vliegt.
   1. Ontwerp PCR inleidingen van groen fluorescent proteïne (GFP) en het huis vliegen MdαE7 gen gebaseerd is op hun reeksen en de bijzondere noden van de gekozen vector (tabel 1).
   2. Een thermostable, corrigeren polymerase van DNA- en grondlagen uit stap 1.1.1 gebruiken voor het uitvoeren van een 150 µL PCR reactie (30 µL van reactie buffer, 3 µL van 10 mM dNTPs, 1.5 µL van polymerase van DNA, 6 µL van huis vliegen sjabloon DNA, 7,5 µL voorste primer ....

Results

De levensvatbaarheid van de cellen naar verschillende permethrin behandelingen (MTT assay)

De cytotoxiciteit van permethrine werd onderzocht in MdαE7-recombinant baculovirus besmet Sf9 cellen (experimentele groep) en CAT-recombinant baculovirus (verstrekt door baculovirus besmet kit) geïnfecteerde cellen (controlegroepen). De verbeterde cel toleranties aan permethrine in MdαE7 uitdrukken cellen sterk ondersteunen de metabolische fu.......

Discussion

In de afgelopen decennia hebben heterologe expressiesystemen wijd gebruikt om te uiten en isoleren van grote hoeveelheden eiwitten, waardoor biochemische en functionele vastberadenheid en karakterisering van enzymen in vitro. Tot op heden zijn verscheidene verschillende modelsystemen waaronder Escherichia coli, Sacccharomyces cerevisiae, Pichia pastorisen Spodoptera frugiperda aangepast voor recombinant eiwit expressie, en de keuze van de in vitro systeem is van cruci.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Q5 High-Fidelity DNA Polymerase	New England Biolabs inc.	M0491L
QIAquick Gel Extraction Kit	QIAGEN	28704
pENTR/D-TOPO Cloning Kit, with One Shot TOP10 Chemically Competent E. coli	Invitrogen by life technology	K240020	S.O.C medium and universal M13 sequence primers were included in this kit.
PureLink HiPure Plasmid Miniprep Kit	Invitrogen by life technology	K210002
Gateway LR Clonase II Enzyme mix for BaculoDirectTM Kits	Invitrogen by life technology	11791-023
BaculoDirect C-Term Linear DNA Transfection Kit	Invitrogen by life technology	12562-019	Cellfectin transfection reagent and ganciclovir were included in this kit
pENTR-CAT plasmid	Invitrogen by life technology		Included in BaculoDirect C-Term Linear DNA Transfection Kit, concentration: 0.5 ug/uL
Heat inactivated Fetal Bovine Serum, Certified	Gibco by Life Technologies	10082-139
Sf9 cells in Sf-900 III SFM	Gibco by Life Technologies	12659017
Insect Cell-PE LB Insect Cell Protein Extraction & Lysis Buffer	G Biosciences by A Geno Technology Inc	786-411
Sf-900 III SFM (1×) Serum Free Medium Complete	Gibco by Life Technologies	12658-019
Grace's Insect Medium, unsupplemented	Gibco by Life Technologies	11595030
Permethrin (isomers) analytical standard	SUPELCO by Solutions WithinTM	442748
Methanol (analytical graded)	Sigma-Aldrich	67-56-1
Acetonitrile (analytical graded)	Sigma-Aldrich	75-05-8
GHP Acrodisc 25 mm Syringe Filters with 0.45 μm GHP Membrane (HPLC Certified)	Pall Life Sciences	21890388
Alliance Waters 2695 HPLC System	Waters
T100 Thermal Cycle	Bio-Rad Laboratories Inc.	1861096
Nanodrop 2000/2000c Spectrophotometers	ThermoFisher Scientific	ND2000CLAPTOP
Cytation 5 Cell Imaging Multi-Mode Reader	BioTek