Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Ekspresja i oczyszczanie kanałów jonowych bestrofiny ssaków

8.6K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/57832

⸱

2 sierpnia 2018

 ,  ,  ,  , 

W tym artykule

Podsumowanie

Oczyszczanie kanałów jonowych jest często wyzwaniem, ale gdy już zostanie osiągnięte, może potencjalnie umożliwić badania in vitro funkcji i struktur kanałów. W tym miejscu opisujemy etapowe procedury ekspresji i oczyszczania białek bestrofiny ssaków, rodziny kanałów Cl- aktywowanych przezCa2+.

Streszczenie

Ludzki genom koduje cztery paralogi bestrophin, a mianowicie BEST1, BEST2, BEST3 i BEST4. BEST1, kodowany przez gen BEST1, jest kanałem Cl- aktywowanym przez Ca2+ (CaCC), ulegającym ekspresji głównie w nabłonku barwnikowym siatkówki (RPE). Fizjologiczne i patologiczne znaczenie BEST1 podkreśla fakt, że ponad 200 odrębnych mutacji w genie BEST1 zostało genetycznie powiązanych ze spektrum co najmniej pięciu zaburzeń zwyrodnieniowych siatkówki, takich jak dystrofia plamki żółtej (choroba Best). Dlatego zrozumienie biofizyki kanałów bestrofiny na poziomie pojedynczej cząsteczki ma ogromne znaczenie. Jednak uzyskanie oczyszczonych kanałów jonowych ssaków jest często trudnym zadaniem. W tym miejscu przedstawiamy protokół ekspresji białek bestrofiny ssaków za pomocą systemu transferu genów bakulowirusa BacMam i ich oczyszczania za pomocą chromatografii powinowactwa i wykluczania wielkości. Oczyszczone białka mogą zostać wykorzystane w późniejszych analizach funkcjonalnych i strukturalnych, takich jak zapis elektrofizjologiczny w dwuwarstwach lipidowych i krystalografia. Co ważne, rurociąg ten może być przystosowany do badania funkcji i struktur innych kanałów jonowych.

Wprowadzenie

Bestrofiny to rodzina kanałów jonowych zachowanych przez różne gatunki, od bakterii po ludzi1. U ludzi gen BEST1, zlokalizowany na chromosomie 11q12.3, koduje białko błonowe Bestrophin-1 (BEST1), które ulega ekspresji głównie w błonie podstawno-bocznej komórek nabłonka barwnikowego siatkówki (RPE) oczu2,3,4. Składa się z 585 aminokwasów, z których pierwsze ~350 są wysoce konserwatywne wśród gatunków i zawierają region transbłonowy, BEST1 działa jako CaCC u ludzi1,5,

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

1. Wytwarzanie baculowirusów ekspresyjnych BacMam

  1. Wprowadzić sekwencję kodującą wybranego białka bestrofiny ssaków do wektora pEG BacMam18 zawierającego sekwencję rozpoznawania proteazy wirusa mozaiki tytoniu (TEV), a następnie GFP-10x His-tag na C-końcu białka.
  2. Przeprowadzić przejściową transfekcję plazmidu ekspresyjnego do adherentnych komórek HEK29319,20,21,2,23. Sprawdzić ekspresję białka fuzyjnego z GFP pod mikroskopem fluorescencyjnym przy powiększeniu 10X....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Intensywność fluorescencji w przejściowo przetransfekowanych adhezyjnych komórkach HEK293 (Rysunek 1A) jest dobrym wskaźnikiem przewidywanego poziomu ekspresji białka w komórkach HEK293-F w zawiesinie (Rysunek 1B). Jeśli białko docelowe nie wykazuje dobrej ekspresji lub jest błędnie zlokalizowane w komórkach HEK293 po transfekcji przejściowej, zaleca się rozważenie modyfikacji konstruktu ekspresyjnego (np. zmianę pozycji.......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Protokół ten opisuje użyteczny proces ekspresji i oczyszczania kanałów jonowych bestrofiny ssaków, który ma być wykorzystany w przyszłych analizach in vitro . Podczas gdy urządzenie FPLC jest wymagane do chromatografii wykluczającej rozmiar, pompa strzykawkowa jest wystarczająca do wszystkich etapów chromatografii powinowactwa, w tym wiązania, mycia i elucji. W przypadku używania pompy strzykawkowej do przepychania roztworów (w strzykawce) przez kolumnę, konieczne jest podłożenie strony sprężyny, aby uniknąć wpy.......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

Ten projekt został sfinansowany z grantów NIH EY025290, GM127652 i University of Rochester na start-up.

....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
HEPESFisher NaukowyAC327265000 
NaClFisher ScientificAC446212500
GlicerolFisher ScientificG33-500
ImidazolFisher ScientificAC301870010
MgCl2Fisher ScientificAC197530010 
TCEPFisher NaukowyAA4058704 
AprotininFisher ScientificAAJ63039MA
LeupeptinFisher ScientificAAJ61188MB 
Pepstatyna AFisher ScientificAAJ20037MB
Fluorek fenylometylosulfonyluFisher ScientificAC215740050
DDM zolAnatraceD310S
DDM anagradeAnatraceD310
Sf-900 II SFMThermoFisher10902179
FreeStyle średniSpektrofotometr ThermoFisher12338018
NanoDropThermoFisherND-2000
Homogenizator wysokociśnieniowyAvestinEmulsiflex-C5
Kolumna HisTrapGE17-5248-01
Kolumna Superdex-200GE28990944
AKTA PureGE29018224
Ultra-15 Filtry odśrodkoweMilliporeUFC910024
Ultra-4 Filtry odśrodkoweMilliporeUFC810024
Optima XE-90 BeckmanCoulterA94471
Mini-PROTEAN Tetra CellBio-Rad1658004
Żel prefabrykowany Mini-PROTEANBio-Rad4561084
T100 Thermal CyclerBio-Rad1861096
Odczynnik do transfekcji PolyJetWektor SignaGenSL100688
pEG BacMam Otrzymanyz laboratorium Gouaux w Instytucie Vollum
Ultra-0,5 Ultrawirówka Millipore UFC505024

Bibliografia

  1. Hartzell, H. C., Qu, Z., Yu, K., Xiao, Q., Chien, L. T. Molecular physiology of bestrophins: multifunctional membrane proteins linked to best disease and other retinopathies. Physiological Review. 88 (2), 639-672 (2008).
  2. Marmorstein, A. D., et al.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Przeglądaj więcej artykułów

Ekspresja białek ssaczychsystem baculowirusowy BacMamchromatografia powinowactwachromatografia wykluczaniahodowla komórek HEK293Fultrawirowanieoczyszczanie za pomocą znaczników His-tagcięcie proteazą TEVanaliza FPLC