Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Een high-throughput screeningbenadering voor het evalueren van de bindingsaffiniteit van milieuverontreinigende stoffen voor nucleaire receptoren

856 weergaven

⸱

DOI:

10.3791/67327

⸱

20 september 2024

 , 

In dit artikel

Samenvatting

Dit protocol beschrijft een high-throughput screeningsysteem dat fluorescentiepolarisatie van een specifieke fluorescerende sonde die bindt aan een nucleaire receptor gebruikt als uitlezing voor het screenen van milieuverontreinigende stoffen.

Samenvatting

Er zijn toenemende niveaus van verbindingen in het milieu gedetecteerd, die wijdverbreide vervuiling veroorzaken en risico's voor de menselijke gezondheid met zich meebrengen. Ondanks het feit dat ze vaak voorkomen in het milieu, is er echter zeer beperkte informatie over hun toxicologische effecten. Het is dringend nodig om high-throughput screening (HTS) -methoden te ontwikkelen om toxicologische studies te begeleiden. In deze studie werd een receptor-ligandbindingstest met behulp van een HTS-systeem ontwikkeld om de bindingspotentie van milieuverontreinigende stoffen op nucleaire receptoren te bepalen. De test wordt uitgevoerd met behulp van een microplaatlezer (d.w.z. een plaat met 96 putjes die verschillende chemicaliën bevat) door de fluorescentiepolarisatie (FP) van een specifieke fluorescerende sonde te meten. Deze test bestaat uit vier delen: de constructie en transformatie van recombinante vectoren, de expressie en zuivering van het receptoreiwit (ligandbindend domein), receptor-sondebinding en competitieve binding van chemicaliën met de receptor. De bindende potentie van twee milieuverontreinigende stoffen, perfluoroctaansulfonzuur (PFOS) en trifenylfosfaat (TPHP), met peroxisoomproliferator-geactiveerd receptorgamma (PPARγ) werd bepaald om de testprocedure te illustreren. Tot slot kwamen ook de voor- en nadelen van deze methode en de mogelijke toepassingen ervan aan bod.

Inleiding

Een groot aantal chemicaliën is op grote schaal aangetroffen in het milieu en het menselijk lichaam, wat aanleiding geeft tot grote bezorgdheid over hun impact op het ecologische milieu en de menselijke gezondheid 1,2,3. Ondanks het feit dat ze veel voorkomen in het milieu, is informatie over hun toxicologische effecten schaars. Daarom is het dringend nodig om high-throughput screening (HTS) -methoden te ontwikkelen om de beoordeling van chemische toxiciteit te vergemakkelijken.

Er zijn verschillende high-throughpu....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

De details van de reagentia en de apparatuur staan vermeld in de materiaaltabel.

1. Constructie en transformatie van recombinante vectoren

OPMERKING: PPARγ is een ligand-afhankelijke transcriptiefactor met een klassieke nucleaire receptorstructuur, bestaande uit een DNA-bindend domein dat doelgenen reguleert en een ligandbindend domein dat wordt geactiveerd door liganden. Bij ligandactivering vormt PPARγ een heterodimeer met een andere nucleaire receptor, retinoïde X-receptor (RXR), en bindt zich aan responselementen van PPARγ, waardoor de transcri....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Eiwitexpressie en zuivering van PPARγ-LBD
PPARγ-LBD werd heteroloog tot expressie gebracht in BL21 (DE3) als een histidine-gelabeld eiwit. Het eiwit werd gedetecteerd in de oplosbare fracties en de gezuiverde PPARγ-LBD vertoonde een enkele band op SDS-PAGE met een schijnbaar molecuulgewicht van ongeveer 34,9 kDa (Figuur 2), consistent met het voorspelde molecuulgewicht van het eiwit.

De binding van de

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Fluorescentiepolarisatie (FP), oppervlakteplasmonresonantie (SPR) en nucleaire magnetische resonantie (NMR) zijn veelgebruikte technieken die worden gebruikt voor het beoordelen van directe bindingsinteracties tussen eiwitten en verbindingen19,20. FP is op grote schaal gebruikt bij het onderzoek naar moleculaire interacties voor het ontdekken van geneesmiddelen en chemische screening 21,22,23.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs verklaren dat er geen belangenconflicten zijn.

Dankbetuigingen

Dit werk werd ondersteund door de National Natural Science Foundation of China (Grant No. 82103875).

....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
C1-BODIPY-C12 ProbeThermo Fisher Scientific, China102209-82-3Bindt aan PPARγ-LBD en zendt fluorescentie uit.
Coomassie Brilliant Blue R-250Solarbio, China6104-59-2Kleur de eiwitbanden.
GraphPad prismDotmaticshttps://www.graphpad.com/features
imidazolSolarbio, ChinaI8090Bereid buffers voor het eiwitzuiveringsproces.
Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranosidSolarbio, China367-93-1Induceert de expressie van PPARγ-LBD
Microplate readerBiotek, USASynergy H1 Detectie van FP-waarde
NaClShanghai Reagent7647-15-5Bereid buffers voor het eiwitzuiveringsproces.
NaH2PO4 · 2H2OShanghai Reagent13472-35-0Bereid buffers voor het eiwitzuiveringsproces.
Ni NTA Beads 6FFSmart-Lifesciences, ChinaSA005005Eiwitzuivering.
Origin 8.5 OriginLab, Northampton, MA, U.S.A.
Perfluoroctaansulfonzuur (PFOS)J&K Scientific Ltd, China1763-23-1De gedetecteerde milieuverontreinigingen
Fenylmethylsulfonylfluoride (PMSF)Solarbio, ChinaP0100Remt eiwitafbraak.
PPARγ-Competitor Assay KitThermo Fisher ScientificPV6136https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/PV6136
PPARγ-LBD Ligand Screening Assay KitCayman600616https://www.caymanchem.com/product/600616
Rosiglitazone (Rosi)aladdin, China122320-73-4De agonisten van PPARγ
ShakerZHICHENG, ChinaZWY-211CBacteriekweekexpansie en inductie van eiwitexpressie
Trifenylfosfaat (TPHP)Macklin, ChinaT819317De gedetecteerde milieuverontreinigingen
TrisSolarbio, ChinaT8230Bereid buffers voor het eiwitzuiveringsproces.
TryptoneOXOID Limited, ChinaLP0042BBereid Lysogeny Broth (LB) medium.
Ultrasoon schoonmaakmiddelKimberly, ChinaLHO-1Verstoort de bacteriën om volledige lysering te bereiken
UreaSolarbio, ChinaU8020Bereid buffers voor het eiwitzuiveringsproces.
GistextractOXOID Limited, ChinaLP0021BBereid Lysogeny Broth (LB) medium.

Referenties

  1. Maddela, N. R., Ramakrishnan, B., Dueñas-Rivadeneira, A. A., Venkateswarlu, K., Megharaj, M. Chemicals/materials of emerging concern in farmlands: sources, crop uptake, and potential human health risks. Environ Sci Process Impacts. 24 (12), 2217-2236 (2022).
  2. Naidu, R., et al.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Meer artikelen verkennen

Receptor-ligandbindingfluorescentiepolarisatiemicroplaatlezereiwitexpressiecompetitieve bindingPPAR gamma

Dit artikel is gepubliceerd

Video binnenkort beschikbaar