Com base no mecanismo de montagem do complexo proteico INAD, neste protocolo, foi desenvolvida uma purificação de afinidade modificada mais estratégia de concorrência para purificar o canal endogenso Drosophila TRP.
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Artigo de método
* These authors contributed equally
Com base no mecanismo de montagem do complexo proteico INAD, neste protocolo, foi desenvolvida uma purificação de afinidade modificada mais estratégia de concorrência para purificar o canal endogenso Drosophila TRP.
A fototransdução de drosophila é uma das vias de sinalização mais rápidas conhecidas por proteína G. Para garantir a especificidade e eficiência dessa cascata, o canal de cáção de cálcio (Ca2+)permeável, o potencial de receptor transitório (TRP), liga-se firmemente à proteína do andaime, inativação-não-pós-potencial D (INAD), e forma um grande complexo proteico de sinalização com proteína específica dos olhos quinase C (ePKC) e phospholipase Cβ/No receptor potencial A (PLC/NORPA). No entanto, as propriedades bioquímicas do canal Drosophila TRP permanecem incertas. Com base no mecanismo de montagem do complexo proteico INAD, foi desenvolvida uma purificação de afinidade modificada mais estratégia de concorrência para purificar o canal endorfário. Primeiro, o fragmento de histidina purificada (His)-tagged NORPA 863-1095 foi vinculado a ni-contas e usado como isca para puxar para baixo o complexo proteico inad endógeno de Dphila cabeça homogeneiza. Em seguida, o fragmento TRP 1261-1275 com a marca excessiva purificada foi adicionado às contas ni para competir com o canal TRP. Finalmente, o canal TRP no supernante foi separado do peptídeo TRP 1261-1275 excessivo por cromatografia de exclusão de tamanho. Este método permite estudar o mecanismo de gating do canal Drosophila TRP a partir de ângulos bioquímicos e estruturais. As propriedades de eletrofisiologia dos canais TRP de Drosophila purificados também podem ser medidas no futuro.
Fototransdução é um processo onde fótons absorvidos são convertidos em códigos elétricos de neurônios. Ele retransmite exclusivamente opsinas e a seguinte cascata de sinalização acoplada à proteína G em ambos os vertebrados e invertebrados. Em Drosophila, usando seus cinco domínios PDZ, a inativação de proteína de andaime-não-pós-potencial D (INAD) organiza um complexo de sinalização supramolecular, que consiste em um canal de receptores transitórios (TRP), phospholipase Cβ/No receptor potencial A (PLCβ/NORPA) e proteína específica dos olhos quinase C (ePKC)1. A formação deste complexo de sinalização supramolecular garante a localização subcelular correta, alta eficiência e especificidade das máquinas de fototransdução de Drosophila. Neste complexo, canais TRP sensíveis à luz atuam como efeitos a jusante da NORPA e mediam o fluxo de cálcio e a despolarização dos fotorreceptores. Estudos anteriores mostraram que a abertura do canal Drosophila TRP é mediada por prótons, interrupção do ambiente lipídedo local ou força mecânica 2,3,4. O canal Drosophila TRP também interage com a calmodulina5 e é modulado pelo cálcio pelo feedback positivo e negativo 6,7,8.
Até agora, estudos de eletrofisiologia sobre o mecanismo de gating dos canais Drosophila TRP e TRP-like (TRPL) foram baseados em patches de membrana excisada, gravações de células inteiras de fotorreceptores drosophila dissociados e canais hetero-expressos em células S2, SF9 ou HEK 2,9,10,11,12,13, mas não em canais purificados. As informações estruturais do canal TRP Drosophila de comprimento completo também permanecem incertas. Para estudar as propriedades eletrofisiológicas da proteína purificada em um ambiente de membrana reconstituída e obter informações estruturais do canal TRP Drosophila de comprimento completo, obter canais de TRP purificados é o primeiro passo necessário, semelhante às metodologias utilizadas nos estudos do canal TRP mamífera 14,15,16,17.
Recentemente, com base no mecanismo de montagem do complexo proteico INAD 18,19,20, uma estratégia de purificação de afinidade mais competição foi desenvolvida pela primeira vez para purificar o canal TRP a partir de homogeneizados da cabeça de Drosophila por contas streptavidin 5. Considerando a baixa capacidade e o custo caro das contas streptavidin, um protocolo de purificação melhorado é introduzido aqui que usa proteína isca sua marcada e contas ni-beads de baixo custo correspondentes com capacidade muito maior. O método proposto ajudará a estudar o mecanismo de gating do canal TRP a partir de ângulos estruturais e a medir as propriedades eletrofisiológicas do canal TRP com proteínas purificadas.
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1. Purificação de fragmentos TRP com etiqueta GST e norpa com sua marca
2. Preparação de cabeças de Drosophila
3. Purificação do canal Drosophila TRP
4. Purificação da coluna de exclusão de tamanho do canal Drosophila TRP
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Neste artigo, demonstra-se um método de purificação de proteínas para purificar o canal Drosophila TRP endógeno (Figura 1).
Em primeiro lugar, a expressão e purificação da proteína recombinante são aplicadas para obter a isca e proteínas concorrentes. Em seguida, um fragmento TRP 1261-1275 marcado pelo GST é expresso em células E. coli BL21 (DE3) em média LB e purificado usando contas de glutationa e uma coluna de exclusão de tamanho (
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INAD, que contém cinco domínios PDZ, é o principal organizador das máquinas de fototransdução Drosophila. Estudos anteriores mostraram que o INAD PDZ3 se liga à cauda terminal C do canal TRP com especificidade requintada (KD = 0,3 μM)18. Inad PDZ45 tandem interage com o fragmento NORPA 863-1095 com uma afinidade de ligação extremamente alta (KD = 30 nM). Esses achados fornecem uma base bioquímica sólida para projetar a purificação de afinidade mais a estratégia de co...
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Os autores não têm nada a revelar.
Este trabalho foi apoiado pela Fundação Nacional de Ciência Natural da China (No. 31870746), Shenzhen Basic Research Grants (JCYJ2020200109140414636) e Fundação de Ciência Natural da Província de Guangdong, China (nº 2021A1515010796) a W. L. Agradecemos a LetPub (www.letpub.com) por sua assistência linguística durante a elaboração deste manuscrito.
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Cepas bacterianas | |||
| BL21(DE3) Células competentes | Novagen | 69450 | Superexpressão de |
| proteínasModelos experimentais | |||
| D.melanogaster: W1118 cepa | Bloomington Drosophila Stock Center | BDSC:3605 | Drosophila < / em> preparação de cabeça |
| Material< / forte > | |||
| 20/30/40 malha peneiras de aço inoxidável | Jiufeng empresa de malha de metal | GB / T6003.1 | Drosophila < / em> preparação de cabeça |
| 30% Acrilamida-N, N ′ -Metilenobisacrilamida (29: 1) | Lablead | A3291 | SDS-PAGE preparação de gel |
| Persulfato de amônio | Invitrogen | HC2005 | SDS-PAGE |
| Inibidor de protease de coquetel | Roche | 05892953001 | Inibidor de protease |
| Coomassie azul brilhante R-250 | Sangon Biotech | A100472-0025 | Coloração em gel SDS-PAGE |
| DL-Ditiotreitol (DTT) | Sangon Biotech | A620058-0100 | Preparação |
| de tampão de coluna de exclusão de tamanhoSal dissódico do ácido etilenodiaminotetracético (EDTA) | Sangon Biotech | A500838-0500 | Preparação do tampão da coluna de exclusão de tamanho |
| Glicina | Sangon Biotech | A610235-0005 | Preparação do tampão SDS-PAGE |
| Glutationa Sepharose 4 grânulos de fluxo rápido | Cytiva | 17513202 | Cromatografia de afinidade |
| Imidazol | Sangon Biotech | A500529-0001 | Tampão de eluição preparação para coluna de Ni |
| Isopropil-beta-D-tiogalactopiranosídeo (IPTG) | Sangon Biotech | A600168-0025 | Indução de superexpressão de proteína |
| LB Caldo em pó | Sangon Biotech | A507002-0250 | E.coli. cultura de células |
| L-glutationa reduzida (GSH) | Sigma-aldrich | G4251-100G | Preparação de tampão de eluição para grânulos de glutationa |
| Ni-Sepharose excel grânulos Cytiva | 17371202 | Cromatografia de afinidade | |
| N-Dodecil beta-D-maltosídeo (DDM) | Sangon Biotech | A610424-001 | Detergente para purificação de proteínas |
| N,N,N',N'-Tetrametiletilenodiamina (TEMED) | Sigma-aldrich | T9281-100ML | SDS-PAGE preparação de gel |
| PBS | Sangon Biotech | E607008-0500 | Tampão de homogeneização para célula E.coli. |
| PMSF | Lablead | P0754-25G | Inibidor de protease |
| Marcador de proteína pré-fabricada | Thermo Scientific | 26619/26616 | Escada de proteína prestada |
| Coluna de exclusão de tamanho (grau de preparação) | Cytiva | 28989336 | HiLoad 26/60 Coluna Superdex 200 PG |
| Coluna de exclusão de tamanho (grau analítico) | Cytiva | 29091596 | Superose 6 Aumento 10/300 GL coluna |
| Cloreto de sódio | Sangon Biotech | A501218-0001 | Preparação do tampão de purificação de proteínas |
| Dodecil sulfato de sódio (SDS) | Sangon Biotech | A500228-0001 | SDS-PAGE preparação de gel/tampão |
| Base Tris Sigma-aldrich | T1503-10KG | Preparação do tampão de purificação de proteínas | |
| Ultrafiltração spin coluna | Millipore | UFC901096/801096 | Concentração |
| proteínasEquipment | |||
| Balança Analítica | DENVER | APX-60 | Metage de Drosophila head |
| Centrífuga refrigerada de alta velocidade de mesa para tubos de centrifugação cônicos de 15mL e 50mL | Eppendorf | 5810R | Concentração de proteínas |
| Centrífuga refrigerada de alta velocidade de mesa Tubos de centrifugação de 1,5mL | Eppendorf | 5417R | Centrifugação de lisado de cabeça Drosophila após homogeneização |
| Coluna de fluxo de gravidade vazia (Diâmetro Interno=1,0cm) | Bio-Rad | 738-0015 | Purificação de proteínas TRP |
| Coluna de fluxo de gravidade vazia (Diâmetro Interno=2,5cm) | Bio-Rad | 738-0017 | Purificação de iscas e proteínas concorrentes de E.coli. |
| Gel Sistema de Documentação | Bio-Rad | Universal Hood II Gel Doc XR Sistema | SDS-PAGE |
| Centrífuga refrigerada de alta velocidade | Beckman coulter | Avanti J-26 XP | Centrifugação de células E.coli. celular/lisado celular |
| Homogeneizador de alta pressão | UNION-BIOTECH | UH-05 | Homogeneização de células E.coli. |
| Tanque de nitrogênio líquido | Taylor-Wharton | CX-100 | Drosophila head preparação |
| Sistema de purificação de proteínas Cytiva | AKTA purificador | de | proteínas |
| Refrigerador (-80° C) | Thermo | 900GP | em>Drosophila head preparação |
| Espectrofotômetro | MAPADA | UV-1200 | OD600 medição de células E.coli. |
| Espectrofotômetro | Thermo Scientific | NanoDrop 2000c | Determinação da concentração de proteína |
| Ultracentrífuga | Beckman coulter | Optima XPN-100 Ultracentrífuga | Ultracentrifugação |
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