Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Измерение in vitro активности фермента α-галактозидазы А и кислой α-глюкозидазы

1.1K просмотров

⸱

8 июля 2025 г.

В этой статье

Аннотация

Источник: Lukas, J., et al. Измерение фермента in vitro для проверки реакции фармакологического шаперона при болезни Фабри и Помпе. J. vis. Exp. (2017)

Это видео демонстрирует измерение in vitro активности фермента α-галактозидазы А и кислоты α-глюкозидазы в образцах с использованием синтетических субстратов 4-метилумбеллиферила.

Протокол

1. Сбор клеток и измерение активности α-галактозидазы А или кислоты α-глюкозидазы

  1. Забор клеток
    1. В день сбора урожая извлеките клетки из инкубатора и аспирируйте среду. Тщательно промойте клетки 2 раза PBS с Ca2+ и Mg2+,
      ПРИМЕЧАНИЕ: Этот шаг имеет решающее значение, потому что DGJ и DNJ являются мощными ингибиторами α-галактозидазы и α-глюкозидазы соответственно, и любой оставшийся вариант сделает тест недействительным.
    2. Добавьте 200 μL деионизированной воды непосредственно на верхнюю часть ячеек. Промойте клетки с планшета и переложите их в реакционную пробирку объемом 1,5 мл.

2. Гомогенизация путем замораживания и размораживания

  1. Поместите образцы в подходящий пенопластовый штатив и сделайте вихрь на 5 секунд, чтобы сделать лизис более эффективным. Образцы помещают чередуя в жидком азоте на 10 с и в водяную баню комнатной температуры до полного оттаивания (5 мин).
  2. Повторите эту процедуру 5 раз, а затем вращайте образцы в течение 5 минут при давлении 10 000 x g. Сохраните надосадочную жидкость и пипетку в новой реакционной пробирке.

3. Определение концентрации белка с помощью анализа бицинхониловой кислоты (BCA)

  1. Для каждого образца подготовьте свежую пробирку, содержащую 40 мкл деионизированного H2O и добавьте 10 мкл образца. Перемешайте раствор путем кратковременного вортекса и перенесите 10 мкл в полость 96-луночного планшета (каждый образец в трех экземплярах). Разведите стоковый раствор бычьего сывороточного альбумина (БСА) в дозе 2 мг/мл в деионизированном H2O следующим образом, чтобы получить стандартную кривую: 50 μL H2O/50 μL BSA; 60 μL H2O/40 μL BSA; 70 μL H2O/30 μL BSA; 80 μL H2O/20 μL BSA; 90 μL H2O/10 μL BSA; 100 μL H2O.
  2. Начните реакцию, добавив 200 мкл реагента BCA (реагент А и реагент В, смешанные в соотношении 50:1) и инкубируйте в течение 1 ч в темноте при 37 °C при незначительном перемешивании на орбитальном вибростенде (300 об/мин). Измерьте поглощение на длине волны 560 нм с помощью считывателя пластин.
    заметка: Образцы обычно содержат от 1 до 1,5 мкг белка на мкл.

4. Измерение активности фермента с искусственными субстратами 4-Methylumbelliferyl (4-MUG)

  1. Расчетное количество каждого образца и пипетки развести в свежих реакционных пробирках объемом 1,5 мл до получения 0,05 (для α-галактозидазы А) или 0,5 (для кислой α-глюкозидазы) мкг белковых растворов/мкл. Снова переведите образцы на вихрь в течение 5 с и пипетируйте 10 мкл этого разведения в 96-луночный планшет (каждый образец в двух экземплярах).
  2. Начните реакцию, добавив 20 μL соответствующего раствора субстрата:
    Для α-галактозидазы А: 2 мМ 4-метилумбеллиферил-α-D-галактопиранозида (4-MU-gal) в 0,06 М фосфатцитратном буфере, pH 4,7,
    Для кислой α-глюкозидазы: 2 мМ 4-метилумбеллиферил α-D-глюкопиранозид (4-MU-глу) в 0,025 М ацетата натрия, pH 4,0.
  3. Ферментативные реакции инкубировать в течение 1 ч в темноте при 37 °C при незначительном перемешивании на орбитальном вибростенде (300 об/мин). Завершите реакцию добавлением 200 мкл 1,0 М, рН 10,5 регулируемого глицин-NaOH буфера.
  4. Подготовьте стандартную кривую 4-метилумбеллиферона (4-MU) из запаса 0,01 мг/мл следующим образом:
    100 мкл H2O/no 4-MU; 80 мкл H2O/ 20 мкл 4-MU; 60 μL H2O/ 40 μL 4-MU; 40 μL H2O/ 60 μL 4-MU; 20 μL H2O/ 80 μL 4-MU; no H2O/ 100 мкл 4-MU, пипетировать по 10 мкл каждого разведения в 96-луночный планшет (в двух экземплярах) и добавить 200 мкл 1,0 М глицин-NaOH буфера в каждую лунку для регулировки объема и pH.
  5. Измерьте активность фермента в флуоресцентном считывателе, оснащенном соответствующим набором фильтров, и проанализируйте данные с помощью соответствующего программного обеспечения для устройства для чтения флуоресценции.
    заметка: Оба субстрата 4-MUG восстанавливаются до 4-MU под воздействием α-галактозидазы А или кислой α-глюкозидазы. Высвобожденный 4-MU представляет собой флуорохром, который может быть измерен на длинах волн возбуждения и излучения на длинах волн 360 и 465 нм соответственно с помощью микропланшетного флуоресцентного считывателя.

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

Раскрытие информации

Конфликт интересов не декларируется.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Хлорид натрияMerck, Дармштадт, Германия1,06,40,41,000
Хлорид потазияMerck, Дармштадт, Германия1,04,93,60,500
MgCl2 x 6H2OMerck, Дармштадт, Германия1,05,83,30,250
D (+)-Моногидрат глюкозыMerck, Дармштадт, Германия1,08,34,22,500
Гидроксид натрияMerck, Дармштадт, Германия1,06,49,80,500
Ацетат натрияMerck, Дармштадт, Германия1,06,26,40,050
HEK293H клеточная линияInvitrogen, Карлсруэ, Германия11631-017
Реакционные пробирки SafeSeal, 1,5 млSarstedt, Нюмбрехт, Германия72 706
Считыватель Tecan GENiosТекан, Меннедорф, Швейцария
Программное обеспечение для анализа данных Magellan v6.6Текан, Меннедорф, ШвейцарияН.А

Теги

Альфа-галактозидаза Акислая альфа-глюкозидазаизмерение активности ферментасинтетические субстратыфлуоресцентный ридермикропланшетный анализдетектирование 4-метилумбеллиферонакинетика ферментативных реакцийлизосомальные ферментыанализ in vitro