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Para ilustrar como funciona esse método, os frames de leitura abertos (ORFs) das proteínas Ago2, TNRC6C e Dicer (todos os envolvidos no caminho de silenciamento do gene mediada por miRNA) foram clonados em split-BioID plasmídeos. Ago2 é conhecido por interagir com TNRC6C dentro de um induzida por miRNA silencioso complexo (miRISC) que reprime a tradução e estimular a decadência do alvo mRNAs14. Antes de montar o miRISC, Ago2 interagir com Dicer, a enzima que produz os miRNAs maduros, dentro de um complexo em que ele pode ficar carregado com miRNA15. Portanto, split-BioID foi aplicado para o par de Ago2/Dicer ou o par Ago2/TNRC6C. Para cada par de proteínas testadas, Ago2 foi também fundidos para NBirA * ou CBirA * usando nosso separação-BioID plasmídeo (Figura 2), e Dicer e TNRC6C para o BirA cognato correspondente * fragmentam. Além disso, cada proteína foi fundida ao CBirA * e emparelhada com um NBirA *-fusão de GFP como controlo negativo. Isso resulta em teste quatro iterações para cada par de proteínas testadas (tabela 1).
Para testar se o split-BioID é ativado mediante a interação do par de proteínas testadas, seguimos o esquema descrito na Figura 1. Os plasmídeos foram transfectados transitoriamente em uma linhagem de células de HeLa compatível de tet-sistema. A expressão das proteínas de fusão foi induzida com doxiciclina (dox) e biotinylation foi estimulada pela adição de biotina em excesso ao meio de crescimento. Após um tempo de incubação de 20 h com dox e biotina, as células foram lysed e analisadas pela mancha ocidental usando estreptavidina conjugada para detectar proteínas biotinilado. Em células de mamíferos, duas grandes bandas normalmente são detectadas pela estreptavidina conjugada na amostra untransfected (Figura 3, estrelas) e correspondem às proteínas de biotinilado endogenamente (mais provavelmente mitocondriais carboxylases). Estas duas bandas estão presentes em todas as amostras e podem ser convenientemente usadas como controles de carregamento interno, assim, a detecção de uma proteína de limpeza para controlar o carregamento de quantidades iguais de proteínas é supérflua. Típicos para um experimento de BioID/split-BioID, as bandas principais adicionais que podem ser observadas são as proteínas de fusão que tem autobiotinilado. Mesmo se nenhuma outra proteína biotinilado é vista, detectar biotinylation das proteínas de fusão nesta fase já indica que as duas proteínas testadas interagiam nas células. No experimento representado na Figura 3, é claro que ter um NBirA *-proteína de fusão Ago2 emparelhado com CBirA * fusões de TNRC6C ou Dicer é mais eficiente do que as combinações opostas no qual CBirA *-Ago2 está emparelhado com NBirA * fusões dos outros dois proteínas (Figura 3, painel superior, comparar as intensidades de lanes 2-3 para faixas 6-7). Além disso, a ativação foi específica como nenhum das fusões CBirA * poderia ativar o NBirA *-proteína da fusão de controle GFP para níveis apreciáveis (Figura 3, comparar faixas 1, 4-5 a lane 8 que corresponde às células untransfected). Desde que em nossos Plasmideos, NBirA * tem uma marca de myc e CBirA * tem uma marca de bandeira (Figura 2), os níveis de expressão de cada proteína de fusão podem ser analisados com anticorpos contra estas duas marcas (Figura 3, painel inferior).
Quando biotinylation induzida pela interação é observado, o experimento pode ser ampliado e as proteínas biotinilado isolaram em grânulos streptavidin-acoplados conforme indicado no n. º 4 do protocolo (Figura 4). Ao executar o isolamento pela primeira vez, todas as etapas da purificação podem ser analisadas pela mancha ocidental (Figura 5). Normalmente, vinculação aos talões deve ser quase quantitativa e praticamente nenhum vazamento através de deve ser observado nas lavagens. Prévia de processamento das amostras para espectrometria de massa, recomendamos um Western blot para garantir induzida-biotinylation funcionou como esperado e que as proteínas de fusão foram expressos em execução. Ou devido à eficiência de transfeccao pobre ou indução dox com defeito é a falta de expressão das proteínas de fusão. Se manifestaram-se a proteínas da fusão, mas não biotinylation é observado, verifique se o excesso biotina (50 μM) na verdade foi adicionada ao meio e que o estoque biotina ainda está ativa. Quando o material eluted é analisada em um gel de proteína manchadas de Coomassie (Figura 6), normalmente, a banda mais forte a ser observado é executado em cerca de 17 kDa e corresponde ao streptavidin monomérico. Bandas correspondentes as proteínas endógenas biotinilado e as proteínas de fusão também podem ser observadas. Nós normalmente excisar a área da faixa de amostra acima da faixa de estreptavidina até o carregamento bem (Figura 6). A banda extirpada pode ser armazenada em um tubo de 1,5 mL e enviada para uma instalação de espectrometria de massa. Alternativamente, ligado a proteínas podem também ser digerido tripsina sobre os grânulos streptavidin-acopladas e os peptídeos digeridos eluídos formam a coluna. Rotineiramente usamos o software de MaxQuant16 (usando principalmente parâmetros padrão e adicionando biotinylation lisina como uma possível modificação pós-traducional, consulte referência 9 para mais detalhes e a típica MS resultados) para analisar os dados brutos do MS e o Perseu suíte17 para posterior análise estatística, ambos são software livre. Amostras são normalmente executadas em três réplicas biológicas. Usando quantificação rótulo livre, especificamente enriquecidas proteínas podem ser identificadas sobre condições de controle. Para filtrar por endogenamente biotinilado proteínas e de proteínas que não específica são rotuladas pela enzima BirA *, consideramos apenas as proteínas que são significativamente enriquecidas mais correspondências a partir de seis conjuntos de dados gerados com seis proteínas independentes. Além disso, consideramos apenas hits que são enriquecidos com um conjunto de dados de divisão-BioID em que as proteínas de fusão NBirA * foram substituídas por NBirA *-GFP. Outras estratégias de análise de dados têm sido propostas, nomeadamente utilizando o isótopo estável etiquetando com aminoácidos na cultura de pilha (SILAC) para proteômica quantitativa18. Além disso, várias estratégias têm sido descritas para o isolamento direto de peptídeos biotinilado usando uma variante do streptavidin com afinidade enfraquecida a biotina18, condições de eluição especial utilizando solventes orgânicos19 ou biotina-específicos anticorpos de20,21. Enquanto não necessariamente conduz à descoberta de mais proteínas, a identificação dos sítios biotinylation adicionar mais confiança quanto a especificidade dos hits e é útil quando abordar a topologia de uma interação.

Figura 1: visão geral do processo de separação-BioID. Proteína 1 interage com a proteína 2 como parte do complexo A, ou com proteína 3 como parte do complexo B. Para sondar especificamente a composição do complexo A, divisão-BioID pode ser aplicada a proteínas 1 e 2. A fotografia do espectrômetro de massa está sob uma licença Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported e foi baixada do https://commons.wikimedia.org com o nome do arquivo de ThermoScientificOrbitrapElite.JPG. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2: fitas de expressão de plasmídeos o split-BioID. Nós fornecemos quatro plasmídeos para permitir testar todas as combinações de NBirA * e CBirA * proteínas da fusão. Os plasmídeos e mapas completos estão disponíveis no addgene.org sob os números indicados. Os plasmideos têm um elemento tet-responsivos (7 x tetO) e precisam ser usado em uma linha de celular que é compatível com o sistema de expressão de tet. Observe também que em plasmídeos todas as ORFs de FKBP e FRB são fundidos para o NBirA * e CBirA * fragmentos respectivamente. Estas duas proteínas interagem somente na presença de rapamicina e daí o plasmídeo pode ser usado para testar rapidamente o sistema a presença ou ausência desta química9. Os locais de restrição indicada são únicos. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 3: borrão ocidental típico para um experimento de divisão-BioID. Painel superior: deteção de proteínas biotinilado com estreptavidina fluorescente etiquetada. Painel inferior: deteção das proteínas de fusão com anticorpos anti-Myc e anti-FLAG. Dois pares de proteínas foram testados: Ago2/TNRC6C e Ago2/Dicer. Nas pistas, 2 & 3, Ago2 foi acrescentado o fragmento de CBirA. Em pistas 6 & 7, Ago2 foi acrescentado o fragmento de NBirA. Nenhum sinal significativo foi observado quando qualquer uma das três proteínas foram combinados com o NBirA-GFP (faixas 1, 4-5). As estrelas indicam as bandas correspondentes a endogenamente biotinilado proteínas que podem servir como controles de carregamento interno. Esta figura é uma adaptação de Figura 5B de Schopp et al 9 sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 internacional. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 4: visão geral do processo de pulldown streptavidin. Passos importantes para o isolamento de proteínas biotinilado para análise de espectrometria de massa são retratados. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 5: borrão ocidental típico para um experimento de pulldown streptavidin. Volumes de cada amostra indicada iguais foram carregados em um gel de poliacrilamida-SDS. Mancha ocidental, na sequência de proteínas biotinilado foram detectadas com streptavidin HRP-acoplado. Bandas correspondentes a NBirA *-TNRC6C e CBirA *-Ago2 são indicados. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 6: gel de proteína manchadas de Coomassie típico para análise de espectrometria de massa. A amostra eluted de missanga streptavidin-acoplado foi carregada em um gel de proteína pré-moldado e correr até a amostra migrar de 2-3 cm. A banda importante vista em cerca de 17 kDa é estreptavidina. A área diretamente acima essa banda é excisada e enviada para uma instalação de espectrometria de massa. Bandas correspondentes a NBirA *-TNRC6C e CBirA *-Ago2 são indicados. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
| Amostra de transfeccao | Condição testada |
| 1 | NBirA *-protein1 / CBirA *-protein2 |
| 2 | CBirA *-protein1 / NBirA *-protein2 |
| 3 | NBirA *-GFP / CBirA *-protein1 |
| 4 | NBirA *-GFP / CBirA *-protein2 |
| 5 | Não transfecção |
Tabela 1: Testado normalmente condições ao aplicar o split-BioID duas proteínas.
| Cartilha de sequenciamento | sequência de |
| Cartilha de gaveta 1 reversa (CBirA * fusão) | TATACTTTCTAGAGAATAGGAAC |
| Cartilha de gaveta 2 reversa (NBirA * fusão) | GTGGTTTGTCCAAACTCATC |
Tabela 2: Sequenciamento primers para os divisão-BioID plasmídeos.