Методическая статья

Анализ связывания конкуренции для изучения конкурирующих партнеров по ГТФазе

8 июля 2025 г.

В этой статье

Аннотация

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

Источник: Williamson, R. C., et al. Сравнение аффинности GTPase-связывающих белков с помощью анализа конкуренции. J. Vis. Exp. (2015)

Это видео демонстрирует соревновательный анализ для изучения ГТФаза-связывающих белковых партнеров. Используя связанный с нуклеотидами белок ГТФазы, иммобилизованный на магнитных шариках, можно изучить конкурентное связывание между двумя взаимодействующими белками-партнерами для одного и того же сайта связывания на ГТФазе для оценки аффинности связывания белковых партнеров.

Протокол

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

1. Очистка GTPase с тегом GST

  1. Культивирование штамма E. coli, такого как BL21, трансформировали с помощью pGEX-Rac1 O/N при 37 °C, встряхивая при 220 об/мин, в 500 мл автоиндукционной среды (25 мМ Na2HPO4, 25 мМ KH2PO4, 50 мМ NH4Cl, 5 мМ Na2SO4, 2 мМ MgSO4, 2 мМ CaCl2, 0,5% глицерина, 0,05% глюкозы, 0,2% лактозы, 5 г триптона, 2,5 г дрожжевого экстракта, 100 мкг/мл ампициллина).
  2. Соберите бактерии центрифугированием в течение 10 минут при температуре 10 000 x g, 4 °C.
  3. Суспендируйте бактериальную гранулу в 20 мл реагента для экстракции белка, 1x ингибитора протеазы, и инкубируйте в течение 20 минут в RT с инверсией.
  4. Осветите лизат центрифугированием при 40 000 x g в течение 30 минут.
  5. Добавьте 2 мл магнитных шариков глутатиона, промытых фосфатно-соевым буфером (PBS: 10 мМ Na2HPO4, 1,8 мМ KH2PO4, 137 мМ NaCl, 2,7 мМ KCl).
  6. Инкубировать в течение 2 часов, перемешивая путем инверсии при 4 °C.
  7. Промойте гранулы с белком четыре раза с помощью 10 мл PBS, используя магнитный сортировщик частиц, чтобы осаждать бусины на каждом этапе.
  8. Суспендируйте гранулы, богатые белком, в 2 мл PBS и храните при -80 °C в 100 мкл аликвот до тех пор, пока они не понадобятся.

2. Экспрессия белков, связывающих ГТФазу

  1. За день до эксперимента трансфектировали плазмиды, кодирующие помеченные зеленым флуоресцентным белком (GFP) версии каждого белка, связывающего ГТФазу, в отдельную колбу размером 75 см2 HEK293T следующим образом. Для валидации загрузки нуклеотидов трансфектируйте GFP-меченный TrioD1 в третью колбу размером75 см 2 HEK293T.
    1. Разведите полиэтиламин до 1 мг/мл в 100 мкл стерильного 150 мМ NaCl.
    2. Добавьте 27 мкл разведенного полиэтилениламина к 223 мкл восстановленной сывороточной среды.
    3. Добавьте 12 г плазмидной ДНК к 250 μл восстановленной сывороточной среды.
    4. Инкубируйте каждую пробирку в течение 2 минут при RT.
    5. Соедините смеси полиэтилениламина и ДНК в одной пробирке и смешайте с вортексом в течение 2 минут.
    6. Инкубировать в течение 15-20 мин при RT.
    7. Замените питательную среду (модифицированную среду Dulbecco's Modified Eagle Media, 10% фетальную бычью сыворотку, 2 мл L-глютамина, без антибиотиков) на 90% конфлюентную HEK293T 5 мл свежей питательной среды.
    8. Добавьте в колбу комбинированную смесь полиэтилениламина и ДНК и инкубируйте O/N при 37 °C, 5%CO2.

3. Очистка белков, связывающих ГТФазу

  1. Промыть колбы с трансфицированными клетками в PBS и слить воду из колбы в течение 5 мин, отсасывая свободную жидкость.
  2. Соскребите клетки в буфере для лизиса объемом 500 мкл (50 мМ Tris-HCl (pH 7,8), 1% Nonidet P-40, 1x ингибитор протеазы) в микрофугальную пробирку.
  3. Лизировать клетки путем перемешивания путем инверсии при 4 °C в течение 30 мин.
  4. Во время лизиса промойте две партии шариков GFP-Trap по 40 мкл три раза свежим буфером для лизиса, осаждая шарики в концентрации 2 700 x g в течение 2 минут между промывками.
  5. Осветлить лизаты центрифугированием при температуре 21 000 x g в течение 10 минут.
  6. Перенесите осветленный лизат каждого из конкурирующих белков на отдельные промытые шарики GFP-ловушки и дайте белкам GFP-слияния связываться в течение 2 часов, перемешивая путем инверсии при 4 °C. Храните лизат из клеток GFP-TrioD1 на льду.
  7. Дважды промыть гранулы GFP-Trap в 50 мМ Tris-HCl (pH 7,8), 50 mM NaCl, 0,7% (w/v) Nonidet P-40 и дважды в 50 мМ Tris-HCl (pH 7,6), 20 mM MgCl2, осаждение гранул при 2 700 x g в течение 2 минут между промывками.
  8. Разбавьте гибридные белки GFP, добавив 40 мкл 0,2 М глицина (pH 2,5) и пипетируя вверх и вниз в течение 30 с. Немедленно осадите шарики при концентрации 21 000 x g в течение 60 с и перенесите жидкость в новую микропробирку, содержащую 4 мкл 1 М Tris-HCl (pH 10,4). Делайте это быстро, чтобы ограничить повреждение очищенного белка.
  9. Проанализируйте 1 мкл каждого очищенного белка с помощью вестерн-блоттинга и зондируйте антителом против GFP для определения относительного выхода с использованием системы количественного блоттинга в соответствии с протоколом производителя. В качестве альтернативы можно определить концентрацию белка с помощью анализа бицинхониновой кислоты (ВСЦ), но это приводит к ошибкам, если белки не реагируют с анализом идентичным образом или если есть загрязняющие белки.
  10. Выравнивают концентрацию молярного белка путем добавления 50 мМ Tris-HCl (pH 7,6) и 20 mM MgCl2.

4. Нуклеотидная загрузка ГТФазы

  1. Разморозьте одну аликвоту магнитных шариков GST-Rac1, приготовленных на шаге 1.
  2. Возьмите 90 мкл гранул GST-Rac1 и трижды промойте 20 мМ Tris-HCl (pH 7,6), 25 мМ NaCl, 0,1 мМ DTT и 4 мМ EDTA, используя магнитопорошковый сортировщик для осаждения гранул на каждом этапе.
  3. Аспиратируйте буфер из гранул и добавьте 100 мкл 20 мМ Tris-HCl (pH 7,6), 25 мМ NaCl, 0,1 мМ DTT и 4 мМ ЭДТА.
  4. В зависимости от того, требуется ли для проведения эксперимента ВВП, ГТФ или ее отсутствие, добавьте 12 мкл 100 мМ ВВП, 12 мкл 10 мМ гуанозина 5'-[γ-тио]трифосфата (ГТФγS) или его отсутствие
  5. .
  6. Для контроля загрузки нуклеотидов разделите оставшиеся шарики на три аликвоты по 10 мкл и добавьте 2 мкл 100 мМ GDP, 2 мкл 10 мМ GTPγS или без нуклеотидов в каждую пробирку.
  7. Инкубировать смеси шариков в течение 30 минут при температуре 30 °C с перемешиванием.
  8. Стабилизируют связанный с нуклеотидами Rac1 путем добавления 1 M MgCl2: 3 мкл в экспериментальную смесь (шаг 4.4) и 0,5 мкл в каждую из контрольных смесей (шаг 4.5).

5. Привязка к соревнованиям

  1. Установите 6 пробирок с микрофугами, каждая из которых содержит:
    200 мкл 50 мМ Tris-HCl (pH 7,6), 20 мМ MgCl2
    10 мкл экспериментальных нуклеотидных шариков Rac1 (с шага 4.7)
    5 мкл Rac1-связывающего белка A (постоянный связывающий белок)
  2. В каждую пробирку добавьте 0, 1, 2,5, 5, 10 или 20 мкл Rac1-связывающего белка B (вариабельный связывающий белок). Эти объемы предполагают примерно равные исходные концентрации постоянных и переменных связывающих белков и, возможно, потребуется скорректировать.
    1. Отрегулируйте объемы связывающих белков А и В, если существуют большие различия в аффинитете связывания двух белков, и это должно быть определено эмпирически с помощью экспериментальных повторов. Составить общий объем связующей смеси до 235 мкл путем добавления 50 мМ Tris-HCl (pH 7,6) и 20 mM MgCl2.
  3. Установите пробирку для микрофуги, содержащую:
    200 мкл 50 мМ Tris-HCl (pH 7,6), 20 мМ MgCl2
    10 мкл экспериментальных нуклеотидных шариков Rac1 (с шага 4.7)
    10 мкл Rac1-связывающего белка A (постоянный связывающий белок)
  4. Настройте GDP, GTPγS и без нуклеотидных контрольных трубок:
    200 мкл 50 мМ Tris-HCl (pH 7,6), 20 мМ MgCl2
    10 мкл контрольных шариков Rac1, загруженных на этапе 4.5 с GDP, GTPγS или без нуклеотидов и стабилизированных на этапе 4.7.
    180 мкл HEK293T лизата GFP-TrioD1, полученного как на стадии 3,6<бр/> 4 μл 1 М MgCl2
  5. Инкубировать смесь в течение 2 часов, перемешивая путем инверсии при 4 °C.
  6. Промойте шарики три раза 50 мМ Tris-HCl (pH 7,6) и 20 mM MgCl2.
  7. Элюирующие связанные белки в буфере для проб объемом 20 мкл (50 мМ Tris-HCl (pH 7), 5% SDS, 20% глицерин, 0,02 мг/мл бромфенола синего, 5% β-меркаптоэтанол).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
Конфликт интересов не декларируется.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
БагбастерНоваген70584-3
Ингибитор протеазы COMPLETEРош05 056 489 001
Магнитные шарики с глутатиономпрокалывать88821
Полиэтиленимин, разветвленный, средний Mw ~ 25 000Сигма Олдрич408727-100МЛ
ОПИМЕМТехнологии Life31985-047 (Английский)
Модифицированные носители Eagle от DulbeccoСигма ОлдричД5796
Фетальная бычья сывороткаТехнологии Life10270-1-6
L-глютаминТехнологии Life25030-024 (Английский)
ГФП-Trap_AХромотекГТА-20
ВВПСигма ОлдричГ7127Крайне нестабилен. Аликвоту и хранить при -80 сразу после восстановления
ГТФγССигма ОлдричГ8634Крайне нестабилен. Аликвоту и хранить при -80 сразу после восстановления
Блокирующий буферСигма ОлдричВ6429
Подросток-20Сигма ОлдричП9416
Антитела против GFPЖивые цвета632592Используйте при разведении 1/1000
DyLight 800 конъюгированное козье вторичное антитело против кроликаНаучный центр Фишера10733944
Инфракрасная система визуализации Odyssey SALi-cor9260-11ПК

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Rac1

Похожие статьи