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 ludzi1,5,6. Co więcej, homologi BEST1 u kurcząt i Klebsiella pneumoniae funkcjonują jako homopentamers7,8, co sugeruje wysoki poziom ochrony w trakcie ewolucji.
U ludzi ponad 200 mutacji w genie BEST1 zostało klinicznie powiązanych z grupą chorób zwyrodnieniowych siatkówki zwanych bestrophinopatiami1,9. Zgłoszono pięć specyficznych bestrofinopatii, w tym chorobę Best, dystrofię szklistkowatą o początku w wieku dorosłym, autosomalną dominującą witreoretinochoroidopatię, autosomalną recesywną bestrofinopatię i barwnikowe zwyrodnienie siatkówki i barwnik3,4,10,11,12,13,14. Choroby te, które prowadzą do pogorszenia wzroku, a nawet ślepoty, są obecnie nieuleczalne. Aby opracować terapie terapeutyczne i potencjalnie spersonalizowaną medycynę, kluczowe jest zrozumienie, w jaki sposób te powodujące chorobę mutacje BEST1 wpływają na funkcję i strukturę kanału BEST115. W tym celu badacze muszą uzyskać oczyszczone kanały bestrofiny (typu dzikiego i/lub zmutowanego) i przeprowadzić analizy in vitro5,8.
Pierwszym kluczowym krokiem jest ekspresja kanałów bestrofiny od wyższych gatunków w komórkach ssaków. Ponieważ transdukcja wirusa bakulowirusa komórek HEK293-F (system BacMam) jest potężną metodą heterologicznej ekspresji białek błonowych16,17, protokół ten wykorzystuje zoptymalizowany wektor BacMam (pEG BacMam) do solidnej ekspresji docelowego białka18, który w tym przypadku jest homologiem bestrofiny ssaków. Wektor ten został wykorzystany do ekspresji różnych białek błonowych, w tym receptorów sprzężonych z białkiem G, receptorów jądrowych i innych kanałów jonowych18. Istnieją również dowody na to, że wytworzone białka nadają się do krystalografii18. Przy wysokim poziomie ekspresji w komórkach HEK293-F białka można następnie oczyścić za pomocą chromatografii; W szczególności w przypadku bestrofinów można stosować zarówno chromatografię powinowactwa, jak i chromatografię wykluczającą wielkość.
Gdy ten protokół zostanie dopracowany dla kanału bestrofiny, oczyszczone białko może być następnie analizowane pod kątem jego funkcji i struktury odpowiednio za pomocą płaskiej dwuwarstwy lipidowej i krystalografii rentgenowskiej5,8. Podsumowując, techniki te zapewniają potężny potok do funkcjonalnych i strukturalnych badań bestrofiny i innych kanałów jonowych.