Na podstawie mechanizmu składania kompleksu białkowego INAD, w tym protokole, zmodyfikowano strategię oczyszczania powinowactwa i konkurencji w celu oczyszczenia endogennego kanału TRP Drosophila.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Na podstawie mechanizmu składania kompleksu białkowego INAD, w tym protokole, zmodyfikowano strategię oczyszczania powinowactwa i konkurencji w celu oczyszczenia endogennego kanału TRP Drosophila.
Fototransdukcja Drosophila jest jednym z najszybszych znanych szlaków sygnałowych sprzężonych z białkiem G. Aby zapewnić specyficzność i skuteczność tej kaskady, przepuszczalny dla wapnia (Ca2 +) kanał kationowy, przejściowy potencjał receptorowy (TRP), ściśle wiąże się z białkiem rusztowania, inaktywacją bez potencjału wtórnego D (INAD) i tworzy duży kompleks białek sygnałowych ze specyficzną dla oka kinazą białkową C (ePKC) i fosfolipazą Cβ/No potencjał receptora A (PLCβ/NORPA). Jednak właściwości biochemiczne kanału TRP Drosophila pozostają niejasne. W oparciu o mechanizm składania kompleksu białkowego INAD opracowano zmodyfikowaną strategię oczyszczania powinowactwa i konkurencji w celu oczyszczenia endogennego kanału TRP. Po pierwsze, oczyszczony fragment NORPA 863-1095 znakowany histydyną (His) został związany z kulkami Ni i użyty jako przynęta do ściągania endogennego kompleksu białkowego INAD z homogenatów głowy Drosophila. Następnie, nadmiernie oczyszczony fragment TRP 1261-1275 oznaczony s-transferazą glutationową (GST) został dodany do kulek Ni, aby konkurować z kanałem TRP. Wreszcie, kanał TRP w supernatancie został oddzielony od nadmiaru peptydu TRP 1261-1275 za pomocą chromatografii wykluczającej rozmiar. Metoda ta umożliwia zbadanie mechanizmu bramkowania kanału TRP Drosophila zarówno pod kątem biochemicznym, jak i strukturalnym. W przyszłości można również zmierzyć właściwości elektrofizjologiczne oczyszczonych kanałów TRP Drosophila.
Fototransdukcja to proces, w którym pochłonięte fotony są przekształcane w kody elektryczne neuronów. Przekazuje wyłącznie opsyny i następującą po nich kaskadę sygnalizacyjną sprzężoną z białkiem G zarówno u kręgowców, jak i bezkręgowców. U Drosophila, wykorzystując swoje pięć domen PDZ, inaktywacja białka rusztowania bez dodatkowego potencjału D (INAD) organizuje supramolekularny kompleks sygnalizacyjny, który składa się z kanału przejściowego potencjału receptorowego (TRP), fosfolipazy Cβ/No potencjału receptora A (PLCβ/NORPA) i specyficznej dla oka kinazy białkowej C (ePKC)1. Powstanie tego supramolekularnego kompleksu sygnalizacyjnego gwarantuje prawidłową lokalizację subkomórkową, wysoką wydajność i specyficzność maszynerii fototransdukcji Drosophila. W tym kompleksie światłoczułe kanały TRP działają jako efektory dolne do NORPA i pośredniczą w napływie wapnia i depolaryzacji fotoreceptorów. Wcześniejsze badania wykazały, że w otwarciu kanału TRP Drosophila pośredniczą protony, zakłócenie lokalnego środowiska lipidowego lub siła mechaniczna2,3,4. Kanał TRP Drosophila oddziałuje również z kalmoduliną5 i jest modulowany przez wapń zarówno przez pozytywne, jak i ujemne sprzężenie zwrotne6,7,8.
Do tej pory badania elektrofizjologiczne nad mechanizmem bramkowania kanałów TRP i TRP podobnych do TRP (TRPL) opierały się na wyciętych plamach błony, zapisach całych komórek z dysocjowanych fotoreceptorów Drosophila typu dzikiego oraz kanałach o heteroekspresji w komórkach S2, SF9 lub HEK2,9,10,11,12,13, ale nie na oczyszczonych kanałach. Informacje strukturalne kanału TRP Drosophila na całej długości również pozostają niejasne. W celu zbadania właściwości elektrofizjologicznych oczyszczonego białka w odtworzonym środowisku błonowym i uzyskania informacji strukturalnych o pełnej długości kanału TRP Drosophila, uzyskanie oczyszczonych kanałów TRP o pełnej długości jest niezbędnym pierwszym krokiem, podobnym do metodologii stosowanych w badaniach kanałów TRP u ssaków14,15,16,17.
Niedawno, w oparciu o mechanizm składania kompleksu białkowego INAD18,19,20, po raz pierwszy opracowano strategię oczyszczania powinowactwa i konkurencji, aby oczyścić kanał TRP z homogenatów głowy Drosophila za pomocą kulek streptawidyny5. Biorąc pod uwagę niską pojemność i wysoki koszt kulek streptawidyny, wprowadzono tutaj ulepszony protokół oczyszczania, który wykorzystuje białko przynęty znakowane przez Hisa i odpowiadające mu tanie kulki Ni o znacznie większej pojemności. Proponowana metoda pomoże w zbadaniu mechanizmu bramkowania kanału TRP pod kątem strukturalnym oraz w pomiarze właściwości elektrofizjologicznych kanału TRP z oczyszczonymi białkami.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
1. Oczyszczanie fragmentów TRP i NORPA oznaczonych tagiem GST
2. Przygotowanie głów Drosophila
3. Oczyszczanie kanału TRP Drosophila
4. Oczyszczanie kanału TRP Drosophila w kolumnie wykluczającej rozmiar
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W niniejszym artykule zaprezentowano metodę oczyszczania białek w celu wyizolowania endogennego kanału TRP z Drosophila (Rysunek 1).
W pierwszej kolejności zastosowano ekspresję i oczyszczanie białek rekombinowanych w celu otrzymania białek przynęty (bait) oraz białek konkurencyjnych. Następnie fragment TRP 1261-1275 z tagiem GST wyeksprymowano w komórkach E. coli BL21 (DE3) w medium LB i oczyszczono przy użyciu kulek z glutationem oraz kolumny d...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
INAD, który zawiera pięć domen PDZ, jest głównym organizatorem maszynerii fototransdukcji Drosophila. Wcześniejsze badania wykazały, że INAD PDZ3 wiąże się z C-końcowym ogonem kanału TRP z wyjątkową specyficznością (K, D = 0,3 μM)18. Tandem INAD PDZ45 oddziałuje z fragmentem NORPA 863-1095 o wyjątkowo wysokim powinowactwie wiązania (KD = 30 nM). Odkrycia te stanowią solidną podstawę biochemiczną do zaprojektowania strategii oczyszczania powinowactwa i konkurencji, kt...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Ta praca była wspierana przez Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych Chin (nr 31870746), Shenzhen Basic Research Grants (JCYJ20200109140414636) oraz Fundację Nauk Przyrodniczych prowincji Guangdong, Chiny (nr 2021A1515010796) dla W. L. Dziękujemy LetPub (www.letpub.com) za pomoc językową podczas przygotowywania tego manuskryptu.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Szczepy bakteryjne | |||
| BL21(DE3) Kompetentne komórki | Novagen | 69450 | Nadekspresja białka |
| Modele eksperymentalne | |||
| D.melanogaster: szczep W1118 | Bloomington Drosophila Stock Center | BDSC:3605 | Drosophila < / em> przygotowanie głowy |
| < mocny>Materiał< / mocny> | |||
| siatki ze stali nierdzewnej 20/30/40 siatka | firmy Jiufeng | GB / T6003.1 | Drosophila < / em> przygotowanie głowy |
| 30% Akrylamid-N,N & prime;-metylenobisakryloamid (29:1) | Lablead | A3291 | SDS-PAGE preparat żelowy |
| Nadsiarczan amonu | Invitrogen | HC2005 | SDS-PAGE |
| Inhibitor proteazy koktajlowej | Roche | 05892953001 | Inhibitor proteazy |
| Coomassie błękit brylantowy R-250 | Sangon Biotech | A100472-0025 | Barwienie żelem SDS-PAGE |
| DL-Dithiothreitol (DTT) | Sangon Biotech | A620058-0100 | Przygotowanie |
| buforu kolumny wykluczającej rozmiarSól disodowa kwasu etylenodiaminotetraoctowego (EDTA) | Sangon Biotech | A500838-0500 | Przygotowanie buforu kolumny wykluczającej wielkość |
| Glicyna | Sangon Biotech | A610235-0005 | Preparat buforowy SDS-PAGE |
| Glutation Sepharose 4 kulki Fast Flow | Cytiva | 17513202 | Chromatografia powinowactwa |
| Imidazol | Sangon Biotech | A500529-0001 | Bufor elucyjny preparat do kolumny Ni |
| izopropylo-beta-D-tiogalaktopiranozydu (IPTG) | Sangon Biotech | A600168-0025 | Indukcja nadekspresji białek |
| LB Bulion w proszku | Sangon Biotech | A507002-0250 | E.coli. kultura komórkowa |
| zredukowana L-glutationem (GSH) | Sigma-aldrich | G4251-100G | Bufor elucyjny preparat do kulek |
| glutationuKoraliki Ni-Sepharose excel | Cytiva | 17371202 | Chromatografia powinowactwa |
| N-dodecyl beta-D-maltozyd (DDM) | Sangon Biotech | A610424-001 | Detergent do oczyszczania białek |
| N,N,N',N'-Tetrametyloetylenodiamina (TEMED) | Sigma-aldrich | T9281-100ML | SDS-PAGE preparat żelowy |
| PBS | Sangon Biotech | E607008-0500 | Bufor homogenizacyjny dla komórek E.coli. |
| PMSF | Lablead | P0754-25G | Inhibitor proteazy |
| Wstępnie wybarwiony marker białkowy | Thermo Scientific | 26619/26616 | wybarwiona drabinka białkowa |
| Kolumna wykluczająca rozmiar (klasa preparatu) | Cytiva | 28989336 | Kolumna HiLoad 26/60 Superdex 200 PG |
| Kolumna wykluczająca rozmiar (klasa analityczna) | Cytiva | 29091596 | Kolumna Superose 6 Increase 10/300 GL |
| Chlorek sodu | Sangon Biotech | A501218-0001 | Preparat buforowy do oczyszczania białek |
| Dodecylosiarczan sodu (SDS) | Sangon Biotech | A500228-0001 | SDS-PAGE preparat żelowy/buforowy |
| Tris base | Sigma-aldrich | T1503-10KG | Preparat buforowy do oczyszczania białek |
| Ultrafiltracja spinowa kolumna | Millipore | UFC901096/801096 | Stężenie białka |
| Sprzęt | |||
| Waga analityczna | DENVER | APX-60 | Metage of Drosophila head |
| Biurkowa wirówka z chłodzeniem o dużej prędkości do stożkowych probówek wirowych 15 ml i 50 ml | Eppendorf | 5810R | Stężenie białka |
| Biurkowa wirówka z chłodzeniem o dużej prędkości 1,5 ml Probówki wirówkowe | Eppendorf | 5417R | Wirowanie lizatu głowy Drosophila po homogenizacji |
| Pusta kolumna przepływu grawitacyjnego (średnica wewnętrzna = 1,0 cm) | Bio-Rad | 738-0015 | Oczyszczanie białka TRP |
| Pusta kolumna przepływu grawitacyjnego (średnica wewnętrzna = 2,5 cm) | Bio-Rad | 738-0017 | Oczyszczanie przynęty i białka konkurencji z E.coli. |
| Gel System | Dokumentacja Bio-Rad | Universal Hood II Gel Doc XR System Obrazowanie | SDS-PAGE |
| Szybkoobrotowa wirówka z chłodzeniem | Redlica Beckman | Avanti J-26 XP | Wirowanie komórek E.coli. komórek/lizatu komórkowego |
| Homogenizator wysokociśnieniowy | UNION-BIOTECH | UH-05 | Homogenizacja komórek E.coli. |
| Zbiornik ciekłego azotu | Taylor-Wharton | CX-100 | Drosophila head preparat |
| System oczyszczania białek | Cytiva | AKTA | Oczyszczacz białka |
| Lodówka (-80° C) | Thermo | 900GP | em>Drosophila head Przygotowanie |
| spektrofotometru | MAPADA | UV-1200 | OD600 pomiar komórek E.coli. |
| Spektrofotometr | Thermo Scientific | NanoDrop 2000c | Oznaczanie stężenia białka |
| Ultrawirówka | Beckman Coulter | Optima XPN-100 Ultrawirówka | Ultrawirowanie |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.