Przedstawiono protokół syntezy, oczyszczania i charakterystyki inhibitora mitochondrialnego wchłaniania wapnia na bazie rutenu. Przedstawiono procedurę oceny jego skuteczności w przepuszczalnych komórkach ssaków.
Artykuł metodologiczny
Przedstawiono protokół syntezy, oczyszczania i charakterystyki inhibitora mitochondrialnego wchłaniania wapnia na bazie rutenu. Przedstawiono procedurę oceny jego skuteczności w przepuszczalnych komórkach ssaków.
Szczegółowo opisujemy syntezę i oczyszczanie mitochondrialnego inhibitora wychwytu wapnia, [(OH2)(NH3)4Ru(μ-O)Ru(NH3)4(OH2)]5+. Zoptymalizowana synteza tego związku rozpoczyna się od [Ru(NH3)5Cl]Cl2 w 1 M NH4OH w zamkniętym pojemniku, dając zielony roztwór. Oczyszczanie odbywa się za pomocą chromatografii kationowymiennej. Związek ten został scharakteryzowany i zweryfikowany jako czysty za pomocą spektroskopii UV-vis i IR. Właściwości hamujące wychwyt wapnia przez mitochondria ocenia się w permeabilizowanych komórkach HeLa za pomocą spektroskopii fluorescencyjnej.
Mitochondrialny wapń jest kluczowym regulatorem wielu procesów, które są kluczowe dla prawidłowego funkcjonowania komórek, w tym produkcji energii i apoptozy. 1,2,3 Mitochondrialny uniporter wapnia (MCU), białko transportujące jony, które znajduje się na wewnętrznej błonie mitochondrialnej, reguluje napływ jonów wapnia do mitochondriów. 4,5,6 Chemiczne inhibitory MCU są cennymi narzędziami do kontynuowania wysiłków na rzecz badania funkcji i roli komórkowej tego białka transportowego i mitochondrialnego wapnia. Związek [(HCO2)(NH3)4Ru(μ-O)Ru(NH3)4(O2CH)]3+, Ru360, jest jednym z niewielu znanych selektywnych inhibitorów MCU o zgłoszonej wartości Kd wynoszącej 24 μM.7,8,9,10 Kompleks ten jest powszechnym zanieczyszczeniem występującym w komercyjnych preparatach czerwieni rutenowej (RuRed), trirutenu di-μ-oksozo mostkowanego hexacation o wzorze [(NH3)5Ru(μ-O)Ru(NH3)4(μ-O)Ru(NH3)5)]6+, który był również stosowany jako inhibitor wychwytu wapnia. Chociaż Ru360 jest dostępny na rynku, jest bardzo kosztowny. Co więcej, synteza i izolacja Ru360 jest wyzwaniem ze względu na trudne procedury oczyszczania i niejednoznaczne metody charakteryzacji.
Niedawno informowaliśmy o alternatywnych procedurach dostępu do analogu Ru360, [(OH2)(NH3)4Ru(μ-O)Ru(NH3)4(OH2)]Cl5. 11 Ten związek hamuje MCU z wysokim powinowactwem, podobnie jak Ru360. W tym protokole opiszemy naszą najskuteczniejszą syntezę tego związku, która rozpoczyna się od [Ru(NH3)5Cl]Cl2. Szczegółowo opisano oczyszczanie produktu za pomocą silnie kwaśnej żywicy kationowymiennej, a także typowe pułapki związane z tą procedurą. Przedstawiono również metody charakterystyki i oceny czystości związku oraz nakreślono proste podejście do badania jego skuteczności w blokowaniu mitochondrialnego wychwytu wapnia.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
UWAGA: W tej syntezie stosuje się skoncentrowane kwasy i zasady. Podczas przeprowadzania reakcji należy stosować wszystkie odpowiednie praktyki bezpieczeństwa, w tym stosowanie kontroli technicznej (wyciąg) i środków ochrony indywidualnej (PPE), w tym okularów ochronnych, rękawic, fartucha laboratoryjnego, spodni o pełnej długości i butów z zakrytymi palcami.
1. Przygotowanie [(OH2)(NH3)4Ru(μ-O)Ru(NH3)4(OH2)]Cl5
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ta metoda opisuje syntezę mitochondrialnego inhibitora wychwytu wapnia [(OH2)(NH3)4Ru(μ-O)Ru(NH3)4(OH2)]Cl5 zaczynając od [Ru(NH3)5Cl]Cl2, dobrze znanego materiału wyjściowego rutenu(III). [Ru(NH3)5Cl]Cl2 charakteryzuje się spektroskopią w podczerwieni, z modami drgań na 3200 cm-1, 1608 cm-1, 1298 cm-1 i 798 cm...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Mitochondrialny inhibitor wychwytu wapnia [(OH2)(NH3)4Ru(μ-O)Ru(NH3)4(OH2)]Cl5 można zsyntetyzować z [Ru(NH3)5Cl]Cl2, dobrze znanego materiału wyjściowego rutenu(III), jak opisano w tej procedurze. Synteza [Ru(NH3)5Cl]Cl2 jest łatwa do osiągnięcia z niewielkimi trudnościami. Po mieszaniu RuCl3 przez 16 godzin w hydrazynie hydrazyny, pH roztworu należy dostosować do wart...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia
To badanie było wspierane przez Cornell University. W pracy wykorzystano Cornell Center for Materials Research Shared Facilities, które są wspierane przez program NSF MRSEC (Grant DMR-1120296). S.R.N. dziękuje za wsparcie ze strony stypendium NSF Graduate Research Fellowship (Grant DGE-1650441) oraz dr Dave'a Holowki za pomoc w eksperymentach z wapniem. Wszelkie opinie, ustalenia, wnioski lub zalecenia wyrażone w tym materiale są opiniami autora (autorów) i niekoniecznie odzwierciedlają poglądy National Science Foundation.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Hydrat trichlorku rutenu | Ciśnienie chemiczne | 3750 | |
| Stężony kwas solny | J.T. Baker | 9535 | |
| Skoncentrowany wodorotlenek amonu | Mallinckrodt Chemical Works | A669C-2 1 | |
| Dowex 50 WX2 200-400 Mesh | Alfa Aesar | 13945 | |
| Zieleń wapniowa 5N | Invitrogen | C3737 | |
| Digitonina | Aldrich | 260746 | |
| DMSO | Aldrich | 471267 | |
| EGTA | Aldrich | E3889 | |
| KCl | USB | 20598 | |
| KH2PO4 | Aldrich | P3786 | |
| MgCl2 | Fisher Scientific | M33-500 | |
| HEPES | Fluka | 54466 | |
| Bursztynian sodu | Alfa Aesar | 33386 | |
| EDTA | J.T. Baker | 8993-01 | |
| Glukoza | Aldrich | G5000 | |
| 200 Kolba okrągłodenna | ChemGlass | CG-1506-14 | |
| Szklany korek | ChemGlass | CG-3000-05 | |
| Szklana kolumna 10 mm x 15 cm ze zbiornikami | Niestandardowe - podobne do kolumn Chemglass | Podobne do CG-1203-20 | |
| DMEM | Corning | 10-017-CV | |
| FBS | Gibco | 10437028 | |
| PBS | Corning | 21-040-CV | |
| Rury Falcon z okrągłym dnem | Fisher Scientific | 14-959-11B | |
| 500 cm2 szalki Petriego | Corning | 431110 | |
| Trypan niebieski | Hemacytometr ThermoFisher Scientific | ||
| VWR | 58017-875 | ||
| Spektrometr UV-Vis | Agilent Model Cary 8454 | ||
| Spektrofluorymetr | SLM Model 8100C | ||
| Spektrometr IR | Bruker Hyprion FTIR z przystawką | ||
| Wirówka | ALC Model PM140R | ||
| Mikroskop światła odwróconego | VWR | 89404-462 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie