Prezentowany tutaj jest czuły test fluorescencyjny do monitorowania aktywności N-acylotransferazy apolipoproteiny przy użyciu peptydu diacyloglicerylu i alkinofosfolipidów jako substratów z chemią kliknięć.
Artykuł metodologiczny
Prezentowany tutaj jest czuły test fluorescencyjny do monitorowania aktywności N-acylotransferazy apolipoproteiny przy użyciu peptydu diacyloglicerylu i alkinofosfolipidów jako substratów z chemią kliknięć.
Lipoproteiny z proteobakterii są modyfikowane potranslacyjnie przez kwasy tłuszczowe pochodzące z fosfolipidów błonowych przez działanie trzech integralnych enzymów błonowych, w wyniku czego powstają triacylowane białka. Pierwszy etap szlaku modyfikacji lipoprotein polega na przeniesieniu grupy diacyloglicerylowej z fosfatydyloglicerolu do prolipoproteiny, w wyniku czego powstaje prolipoproteina diacyloglicerolu. W drugim etapie peptyd sygnałowy prolipoproteiny jest rozszczepiany, tworząc apolipoproteinę, która z kolei jest modyfikowana przez trzeci kwas tłuszczowy pochodzący z fosfolipidu. Ten ostatni etap jest katalizowany przez N-acylotransferazę apolipoproteiny (Lnt). Szlak modyfikacji lipoprotein jest niezbędny w większości γ-proteobakterii, co czyni go potencjalnym celem dla rozwoju nowych środków przeciwbakteryjnych. Opisano tutaj czuły test na Lnt, który jest zgodny z wysokoprzepustowymi badaniami przesiewowymi małych cząsteczek hamujących. Enzym i substraty są cząsteczkami osadzonymi w błonie; W związku z tym opracowanie testu in vitro nie jest proste. Obejmuje to oczyszczanie aktywnego enzymu w obecności detergentu, dostępność alkinofosfolipidów i substratów peptydu diacyloglicerylu oraz warunki reakcji w mieszanych miceli. Ponadto, aby można było wykorzystać test aktywności w wysokoprzepustowym badaniu przesiewowym (HTS), preferowany jest bezpośredni odczyt produktu reakcji w stosunku do sprzężonych reakcji enzymatycznych. W tym fluorometrycznym teście enzymatycznym produkt peptydowy triacylowany alkiny jest przekształcany w fluorescencyjny proces reakcji chemicznej i wykrywany w formacie płytki wielodołkowej. Metoda ta ma zastosowanie do innych acylotransferaz, które wykorzystują substraty zawierające kwasy tłuszczowe, w tym fosfolipidy i acylo-CoA.
Lipoproteiny bakteryjne charakteryzują się kowalencyjnie związanymi kwasami tłuszczowymi na ich końcach aminowych, przez które są zakotwiczone w błonach1,2. Dojrzała część białka jest bardzo zróżnicowana pod względem budowy i funkcji, co wyjaśnia rolę lipoprotein w różnych procesach biologicznych w otoczce komórki bakteryjnej.
Lipoproteiny są modyfikowane przez kwasy tłuszczowe pochodzące z fosfolipidów po wprowadzeniu do błony cytoplazmatycznej. Prolipoproteiny zawierają charakterystyczny motyw, lipobox, który zawiera niezmienną resztę cysteiny, która ulega acylacji i jest pierwszym aminokwasem w dojrzałym białku. Pierwszy etap tego szlaku jest katalizowany przez prolipoproteinę fosfatydyloglicerol::d transferazę iacyloglicerylu (Lgt), która przenosi grupę diacyloglicerynową z fosfatydyloglicerolu na prolipoproteinę za pośrednictwem wiązania tioeterowego między diacyloglicerolem a cysteiną. Peptydaza sygnałowa II (Lsp) rozszczepia peptyd sygnałowy od prolipoproteiny diacyloglicerylu, w wyniku czego powstaje apolipoproteina, która jest zakotwiczona w błonie poprzez ugrupowanie diacyloglicerolu. Trzeci i ostatni etap jest katalizowany przez N-acylotransferazę apolipoproteiny (Lnt), która dodaje kwas tłuszczowy z pozycji sn-1 fosfolipidu do apolipoproteiny, w wyniku czego powstaje triacylozacyjna dojrzała lipoproteina (Rysunek 1) 3. Reakcja Lnt to dwuetapowa reakcja pingpongowa, w której powstaje stabilny półprodukt tioestrowego enzymu acylowego. Produkt uboczny lizofosfolipidów jest uwalniany przed acylacją substratu apolipoproteiny w drugim etapie reakcji.
Specyficzność substratu fosfolipidowego jest określana w teście Lnt na podstawie przesunięcia ruchliwości peptydu N-acyl-diacyloglicerylu na wysokim procencie mocznika tris-tricine SDS-PAGE4. Preferowanymi substratami były fosfolipidy z małymi polarnymi grupami głowy, nasycone [sn-1] i nienasycone [sn-2], 4. Test przesunięcia żelu nie jest odpowiedni do rozległych badań kinetycznych N-acylotransferazy apolipoproteiny ani do HTS do identyfikacji cząsteczek hamujących. Click-chemistry z wykorzystaniem alkinowych kwasów tłuszczowych została z powodzeniem wykorzystana do badania modyfikacji lipoprotein u bakterii5 oraz metabolizmu kwasów tłuszczowych u eukariontów6. Niedawno doniesiono, że test in vitro palmitoilacji Ras ma na celu zidentyfikowanie inhibitorów7.
W opisanej tutaj metodzie, oczyszczony aktywny Lnt w detergentach jest inkubowany z substratami w mieszanych micelach, tworząc peptyd triacylowany alkinem, który jest następnie wykrywany przez spektrometrię fluorescencyjną.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
1. Przygotowanie enzymów i substratów
2. Test probówkowy
UWAGA: W dniu 1 ustaw reakcję Lnt w probówkach o pojemności 1,5 ml (krok 2.1) i pokryj 96-dołkowe płytki streptawidyną (krok 2.2).
UWAGA: W dniu 2 wykonaj chemię kliknięć (krok 2.3), zwiąż mieszaninę reakcyjną Lnt z płytkami pokrytymi streptawidyną (krok 2.4), a następnie wykryj fluorescencję i przeanalizuj wyniki (krok 2.5).
3. Test płytkowy wielodołkowy
UWAGA: W dniu 1 ustaw reakcję Lnt na płytkach 384 dołkowych (krok 3.1) i pokryj płytki 384 dołków streptawidyną (krok 3.2).
UWAGA: W dniu 2 wykonaj chemię kliknięć (krok 3.3), zwiąż mieszaninę reakcyjną Lnt z płytkami pokrytymi streptawidyną (krok 3.4), wykryj fluorescencję i przeanalizuj wyniki (krok 3.5).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W reakcji Lnt kwas tłuszczowy z pozycji sn-1 fosfolipidów jest przenoszony na peptyd diacyloglicerylowy, co prowadzi do powstania dojrzałego peptydu triacylowanego8. Opisany tutaj test Lnt in vitro został zaprojektowany tak, aby wykorzystywać jako substraty fosfolipidy zawierające alkinowy kwas tłuszczowy (alkyne-POPE) oraz FSL-1-biotynę, co skutkuje utworzeniem alkinowej FSL-1-biotyny. W wyniku reakcji chemii klik z azydą FAM produkt ten zostaje znakowany fluorescencyjnie i wykrywany za ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Opisany tutaj protokół testu Lnt, oparty na wykrywaniu fluorescencji produktu triacylowanego, jest czuły i powtarzalny. Specyficzne i skuteczne wiązanie biotyny ze streptawidyną jest kluczowym elementem testu. Substrat Alkine-POPE pozostały po zakończeniu reakcji Lnt jest również znakowany fluorescencyjnie FAM, ale jest skutecznie usuwany po związaniu z płytkami streptawidyny przez wiele etapów mycia. Ponadto dodanie DMSO nie wpływa na aktywność Lnt i nie ma wpływu na test. Zarówno substrat, jak i enzym są wysoce lipofil...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Dziękujemy Fabrice'owi Agou i Alix Boucharlat z Chemogenomic and Biological Screening Platform, Center for Technological Resources and Research (C2RT) w Instytucie Pasteura w Paryżu za pomocne sugestie dotyczące protokołu, wszystkim członkom BGPB Unit za wsparcie i dyskusje naukowe, oraz Simonowi Legoodowi za krytyczną lekturę manuskryptu. Prace zostały sfinansowane przez Globalne Inicjatywy Opiekuńcze Instytutu Chorób Zakaźnych Carnota oraz Instytutu Carnot, Mikrobów i Zdrowia (15 CARN 0017-01 i 16 CARN 0023-01).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Ä kta Purifier System FPLC | GE Healthcare | NA | Czystość: NA Lnt oczyszczanie |
| alkinowo-POPE | Avanti Polar Lipids | 900414P | Czystość: >99% Lnt Podłoże |
| Azido-FAM | Lumiprobe | A4130 | Czystość: 100% (czysta) Odczynnik Click |
| BioPhotometer Plus | Eppendorf | N/A | Czystość: NA OD 600 nm |
| BioTek ELX 405 Wybierz podkładkę do płyt | BioTek | N° seria 115800, n° materiel 405 Select | Czystość: NA Etapy mycia |
| biotyna-fluoresceina | Sigma | 53608 | Czystość: ≥ 90% Kontrola fluorescencji |
| Siarczan miedzi(II) pentahydrat | Sigma | C3036 | Czystość: ≥ 98% Odczynnik Click |
| DDM | Anatrace | D310A | Czystość: ≥ 99% β+α; < 15% α Detergent do oczyszczania Lnt |
| Dimetylosulfotlenek (DMSO) | Invitrogen | D12435 | Czystość: bezwodny Odczynnik do solbilizacji Kliknij |
| Pipeta elektroniczna Voyager 8 kanałów 0,5-12,5 uL | INTEGRA | 4721 | Czystość: NA Postępowanie z odczynnikami |
| Francuska komórka ciśnieniowa | N/ | A N/A | Czystość: NA Rozbijanie komórek |
| FSL-1-biotyna | Mikrokolekcje EMC | L7030 | Czystość: NA Podłoże Lnt |
| Greiner Bio-One 384-well standard CELLSTAR mikropłytka polistyrenowa | Greiner | 781091 | Czystość: NA z przezroczystym dnem (odczyt górny lub dolny) |
| Greiner Bio-One 96-dołkowa sterylna płytka polistyrenowa, wysoka wiązanie | Greiner | 655097 | Czystość: NA z przezroczystym dnem (odczyt górny lub dolny) |
| Czytnik mikropłytek Infinite M1000 pro | Tecan | N/A | Czystość: NA Detekcja fluorescencji |
| MTSES (2-sulfonianoetylo)metanoethiosulfonian sodu) | Anatrace | S110MT | Czystość: ~100% Inhibitor specyficzny dla tiolu |
| Optycznie przezroczyste arkusze uszczelniające z kleju | Thermo Scientific | AB-1170 | Czystość: NA Folia do uszczelniania płytki wielodołkowej |
| Sephacryl S400 HR 16/60 żel kolumna filtracyjna | GE Healthcare | GE28-9356-04 | Czystość: NA Oczyszczanie Lnt |
| StrepTactin Sepharose 50 | IBA Biotechnology | 2-1201-010 | Czystość: NA Lnt oczyszczanie |
| streptawidyna | Sigma | S4762-1MG | Czystość: ≥ 13 jednostek/mg białko Wiązanie biotyny |
| TBTA (tris[(1-benzyl-1H-1,2,3-triazol-4-ylo)metylo]amina | Sigma | 678937 | Czystość: 97% Odczynnik Click |
| TCEP (chlorowodorek tris(2-karboksyetylo)fosfiny | Sigma | 75259 | Czystość: ≥ 98% Odczynnik Click |
| TECAN Infinite F500 | Tecan | N/A | Czystość: NA Detekcja fluorescencji |
| TECAN Infinite M1000 pro | Tecan | N/A | Czystość: NA Detekcja fluorescencji |
| Thermomixer C | Eppendorf | 5382000015 | Czystość: NA Podgrzewana pokrywa |
| Triton X-100 | Sigma | 93443 | Czystość: 10% w H2O Bufor reakcyjny Lnt |
| Ultra wirówka | Beckman LC | N/A | Czystość: NA Frakcjonowanie komórek |
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