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Ensaio de Bicamada Lipídica Planar: Uma Técnica In Vitro Baseada em Microscopia para Investigar a Montagem de Septina em Mimetizadores de Membrana Biológica

8 de julho de 2025

Neste artigo

Resumo

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Fonte: Curtis, B. N. et al. Reconstituição da montagem de septinas em membranas para estudar propriedades e funções biofísicas. J. Vis. Exp. (2022)

Neste vídeo, demonstramos um procedimento para investigar a organização da septina em uma bicamada lipídica suportada por vidro in vitro usando microscopia de fluorescência de reflexão interna total.

Protocolo

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1. Bicamadas lipídicas planares

  1. Limpeza a plasma das lâminas
    nota: A limpeza por plasma remove contaminantes orgânicos e aumenta a hidrofilicidade do vidro, garantindo uma adsorção lipídica eficiente. As etapas a seguir podem mudar ou precisar ser otimizadas dependendo do limpador de plasma e das lamínulas de vidro usadas.
    1. Purgue o limpador de plasma por 5 min com oxigênio para remover o ar das linhas e da câmara. Isso é para garantir que, quando o limpador de plasma for executado, haja principalmente oxigênio nas linhas e na câmara, proporcionando preparações de bicamada mais consistentes.
    2. Durante a purga, passe um gás inerte, como N2 ou Ar, sobre as microlâminas de vidro de cobertura para remover poeira e partículas.
      opcional: As lâminas de vidro de cobertura podem ser lavadas pulverizando cada lado com isopropanol 100% seguido de água. Repita a lavagem com água de isopropanol 3x e depois seque com um jato de N2.
    3. Disponha as lâminas de vidro de cobertura secas em um berço de cerâmica. Coloque o berço na parte de trás da câmara de plasma de modo que as lamínulas fiquem paralelas à borda longa da câmara (isso as mantém no lugar durante a limpeza do plasma). Execute o limpador de plasma por 15 min com oxigênio na potência máxima.
  2. Preparação da Câmara
    nota:
    O método descrito aqui usa câmaras caseiras de tubos de PCR de plástico para suportar os volumes de reação, mas outros materiais de baixa adesão, como poços de silicone, também podem ser adequados.
    1. Usando uma lâmina de barbear ou tesoura, corte a tampa logo abaixo da parte fosca de um tubo de PCR de 0,2 mL (Figura 1).
    2. Pinte a borda do tubo de PCR com adesivo ativado por UV, evitando o interior do tubo. Coloque suavemente a cola do tubo de PCR no centro de uma lamínula limpa por plasma.
      nota: Para evitar cola dentro da câmara, use a quantidade mínima de cola para obter uma vedação e trate imediatamente com UV sem bater ou perturbar a câmara.
    3. Coloque a câmara sob luz UV de comprimento de onda longo por 5-7 min para curar o adesivo.
  3. Formação de Bicamada
    nota: SUVs monodispersos devem ser usados nesta etapa para a formação eficiente de bicamada. A Tabela 1 fornece receitas para todos os tampões usados na formação da bicamada, incluindo as concentrações de estoque e tampão final.
    1. Adicione 40 μL de tampão de bicamada lipídica suportado (SLBB: 300 mM KCl, 20 mM HEPES, pH 7,4, 1 mM MgCl2; Tabela 1), 10 μL de SUVs de 5 mM e 1 μL de CaCl100 mM 2 para o poço. Agite suavemente as câmaras de um lado para o outro para interromper os SUVs e, em seguida, incube a 37 °C por 20 min.
      nota: Para limitar a evaporação, incube em uma placa de Petri coberta com um lenço umedecido.
  4. Lavar o excesso de lipídios
    nota: Esta etapa remove o excesso de SUVs e atua como uma etapa de troca de buffer. É muito importante não raspar a bicamada com a ponta da pipeta durante a lavagem; Se o vidro for exposto, as septinas e muitas outras proteínas se ligarão irreversivelmente, reduzindo a concentração efetiva de proteínas.
    1. Após a incubação, enxágue a bicamada 6x com 150 μL de SLBB, pipetando para cima e para baixo para misturar a cada vez, evitando bolhas.
      NOTA: Adicione 150 μL diretamente aos 50 μL de tampão e SUVs já presentes para um total de 200 μL no poço de reação.
    2. Quando estiver pronto para iniciar a incubação com as septinas ou uma proteína diferente de sua escolha, lave a bicamada 6x com 150 μL de tampão de reação (RXN: 33,3 mM KCl, 50 mM HEPES, pH 7,4, 1,4 mg/mL BSA, 0,14% de metilcelulose, 1 mM de BME).
      NOTA: Para obter melhores resultados, torne o tampão de reação fresco e tenha muito cuidado ao misturar bem a reação para evitar bolhas.
    3. Na última etapa de lavagem, remova 125 μL de tampão de reação, deixando 75 μL no poço. Adicionar 25 μL de septinas diluídas em tampão de armazenamento de septinas (SSB: 300 mM KCl, 50 mM HEPES, pH 7,4, 1 mM BME) na concentração desejada e imagem por microscopia TIRF.
      nota: Ao configurar este ensaio pela primeira vez ou incorporar uma nova composição lipídica, é uma boa prática garantir que os lipídios se difundam livremente na superfície usando a recuperação de fluorescência após o fotobranqueamento (FRAP). Embora a taxa de recuperação seja diferente para diferentes composições lipídicas e inerentemente menor do que para sistemas independentes, os lipídios não devem ser imóveis.

Tabela 1: Componentes tampão para preparação de bicamada lipídica suportada e reações. São apresentados os volumes de soluções de reserva que são incorporados nos tampões e as concentrações finais de cada componente. SLB e PRB podem ser armazenados em temperatura ambiente e reutilizados entre os experimentos. O tampão de reação e o SSB são feitos frescos para cada experimento.

Tampão de bicamada lipídica suportado (SLBB)
estoquevolumeConcentração final
2 M KCl1,5 mL300 mM
1 M HEPES200 μL20 mM
500 mM MgCl220 μL1 mM
Água8 mL
Tampão de pré-reação (PRB)
estoquevolumeConcentração final
2 M KCl166 μL33,3 mM
1 M HEPES500 μL50 mM
Água9,33 ml
Buffer de reação
estoquevolumeConcentração final
2 M KCl166 μL33,3 mM
1 M HEPES300 μL50 mM
10 mg/mL BSA1,39 mL1,39 mg/ml
1% de metilcelulose1,39 mL0,0014
ÁguaAté 10 mL
Bme0,7 μL1 mM
Buffer de armazenamento de septina (SSB)
estoquevolumeConcentração final
2 M KCl1,5 mL300 mM
1 M HEPES500 μL50 mM
ÁguaAté 10 mL
Bme0,7 μL1 mM

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Resultados

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Figura 1: Esquema da configuração da câmara de reação. Para preparar câmaras personalizadas, um tubo de PCR de 0,2 mL é cortado onde o tubo começa a afunilar e na tampa (linhas tracejadas vermelhas). A borda não cortada do tubo cortado é então revestida com uma fina camada de cola ativada por UV (azul) e colocada com cola em uma lamínula.

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Divulgações

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Não há conflitos de interesse declarados.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Tubos de PCR de 0,2 mL com tampa plana, NaturalWatson137-211C (EX)
HEPESSigma AldrichH3375-1KG
Cloreto de magnésioVWRRolamento 7791-18-6
Metilcelulose 4000cpSigma-AldrichM052-100G
Lamínulas de microvidro para bicamadas planasMatsunamiDescontinuado22x22
Adesivo ÓpticoNorland ThorlabsNOA 68Adesivo flexível para vidro ou plástico
Limpador de plasmaGravação a plasmaPE-25Tensão: 120V, 60Hz. Corrente: 15 AMPS
Cloreto de potássioVWR0395-1kg
Lâmpada UVEspectrolinaENF-260C115 Volts, 60 Hz, 0,20 AMPS
Albumina de soro bovino (BSA)Sigma-AldrichA4612-25G
Beta-mercaptoetanol (BME)Sigma-AldrichM6250-100ML
DOPCLipídios Polares Avanti850375
Ovo Liss Rodamina PELipídios Polares Avanti810146

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