Method Article

Бимолекулярные флуоресценции комплементации

DOI:

10.3791/2643

April 15th, 2011

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Субклеточные локализации белков играет важную роль в определении пространственно-временной регуляции клеточной сигнализации. Здесь мы описываем бимолекулярной флуоресценции дополнения (BiFC) как прямой метод мониторинга пространственных взаимодействий белков в клетке.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Определение субклеточного распределения сигнальных комплексов является обязательным условием для понимания выхода этого комплекса. Традиционные методы, такие как иммунопреципитация, не дают информации о пространственной локализации комплексов. В отличие от этого, BiFC контролирует взаимодействие и субклеточную компартментализацию белковых комплексов. В этом методе флуоресцентный белок расщепляется на амино- и карбокси-концевые нефлуоресцентные фрагменты, которые затем сливаются с двумя белками, представляющими интерес. Взаимодействие белков приводит к восстановлению флуорофора (рис. 1)1,2. Ограничением BiFC является то, что после восстановления фрагментированного флуорофора комплекс становится необратимым3. Это ограничение полезно при обнаружении переходных или слабых взаимодействий, но исключает кинетический анализ сложной динамики. Дополнительное предостережение заключается в том, что восстановленному флуорофору требуется 30 минут для созревания и флуоресцирования, что опять же исключает наблюдение завзаимодействиями в реальном времени. BiFC является конкретным примером анализа комплементации белковых фрагментов (PCA), в котором используются репортерные белки, такие как зеленые флуоресцентные варианты белка (BiFC), дигидрофолатредуктаза, b-лактамазы и люцифераза для измерения взаимодействий белок:белок5,6. Альтернативные методы изучения взаимодействия белка с белком в клетках включают флуоресцентную колокализацию и резонансный перенос энергии Фёрстера (FRET)7. Для колокализации два белка помечаются по отдельности либо непосредственно флуорофором, либо с помощью непрямой иммунофлюоресценции. Однако такой подход приводит к высокому фону невзаимодействующих белков, что затрудняет интерпретацию данных колокализации. Кроме того, из-за пределов разрешающей способности конфокальной микроскопии два белка могут казаться колокализованными, не обязательно взаимодействуя. При использовании BiFC флуоресценция наблюдается только при взаимодействии двух представляющих интерес белков. FRET — еще один отличный метод изучения взаимодействия белка и белка, но он может быть технически сложным. Эксперименты с FRET требуют, чтобы донор и акцептор имели одинаковую яркость и стехиометрию в клетке. Кроме того, необходимо учитывать проток донора в акцепторный канал и наоборот. В отличие от FRET, BiFC имеет слабую фоновую флуоресценцию, слабую постобработку данных изображения, не требует высокой сверхэкспрессии и может обнаруживать слабые или переходные взаимодействия. Биолюминесцентный резонансный перенос энергии (BRET) — это метод, аналогичный FRET, за исключением того, что донором является фермент (например, люцифераза), который катализирует субстрат для превращения в биолюминесцентный, тем самым возбуждая акцептор. BRET не обладает техническими проблемами, связанными с просвечиванием и высокой фоновой флуоресценцией, но не обладает способностью предоставлять пространственную информацию из-за отсутствия локализации субстрата в конкретных отсеках8. В целом, BiFC является отличным методом визуализации субклеточной локализации белковых комплексов, чтобы получить представление о компартментализации сигнализации.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

А. BiFC калибровки

  1. Выберите флуорофор. Есть несколько флуорофоров, таких как YFP и Венеры, которые хорошо работают в качестве партнеров BiFC синтеза (табл. 1). Амино-и карбокси-концевые концы Венера способны образовывать комплекс при 37 ° С, а YFP BiFC фрагменты требуют предварительной инкубации при температуре 30 ° C в целях содействия образованию флуорофора 2. Это инкубации при низкой температуре может привести к изменению некоторых клеточных процессов и должны быть приняты во внимание при выборе фрагментов. Векторы для плавки Венеры к карбокси-конца белка можно получить Addgene ( http:/....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

BiFC является превосходным методом для визуализации белка: белковых взаимодействий в целых клеток и субклеточных определения локализации этих комплексов. Преимущества BiFC в том, что только взаимодействующие флуоресцентные белки, преходящие взаимодействия стабилизировалась, и пост-обработки данных изображений является минимальным. Два недостатки этого метода созревания время для флуорофора и необратимость флуорофора комплекса. В некоторых приложениях это необратимость может быть использована как преимущество. Например, .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
Нет конфликта интересов объявлены.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ITSN, PI3K-C2β и управляющие векторы, используемые в настоящем протоколе можно получить у авторов по запросу, в некоммерческих целях. Авторы хотели бы выразить признательность д-р Чан-Дэн Ху за любезное предоставление консультаций и реагенты, используемые в создании BiFC протокол в лаборатории О'Брайен. KAW было поддержано финансирования из Фонда Джерома Лежен. Работа в О'Брайен лаборатории поддержана грантами NIH (HL090651), DOD (PR080428), Фонд святого Baldrick, и Фонд Иероним Лежен.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
DMEMCellgro10-013
Фетальная бычья сывороткаCellgro35-011-CV
Стеклянное дно Микролуночная посудаMatekP35G-1.5-14C
6-луночная посудаFalcon BD35-3846
ЛипофектаминИнвитроген18324020
PBSCellgro21-031-CV
ПараформальдегидSigma-AldrichP6148
Конфокальный микроскопCarl Zeiss, Inc.ЛСМ510 МЕТА

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Kerppola, T. K. Visualization of molecular interactions by fluorescence complementation. Nat Rev Mol Cell Biol. 7, 449-456 (2006).
  2. Shyu, Y. J., Liu, H., Deng, X., Hu, C. D. Identification of new fluor....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Bimolecular Fluorescence ComplementationProtein Protein InteractionsFluorescence MicroscopyProtein Fragment ComplementationSubcellular LocalizationConfocal MicroscopyWestern BlotTransient Protein InteractionsImaging SoftwareSignal Transduction

Related Articles