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, w wyniku czego powstaje dojrzały peptyd triacylowany8. Opisany tutaj test Lnt in vitro został zaprojektowany tak, aby wykorzystać jako substraty fosfolipidy zawierające kwas tłuszczowy z grupą alkadową (alkyne-POPE) oraz FSL-1-biotin, co prowadzi do powstania alkyne-FSL-1-biotin. W wyniku reakcji chemii klikowej z azido-FAM produkt ten powinien zostać znakowany fluorescencyjnie i wykry...
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