Методическая статья

Внутриклеточное Пробирной рефолдинг

DOI:

10.3791/3540

24 января 2012 г.

В этой статье

Краткое содержание

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

В этом протоколе метод измерения внутриклеточного белка рефолдинг после теплового шока описан. Этот метод может быть использован для изучения foldases как молекулярных шаперонов и их ко-факторы или соединений, способных влиять на их деятельность. Firefly активности люциферазы используется в качестве репортера для измерения активности шаперона рефолдинг.

Аннотация

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

Этот протокол описывает метод для измерения ферментативной активности молекулярных шаперонов в клеточной системе и возможные последствия соединений с тормозным / стимулирующей деятельности. Молекулярная шаперонов являются белки, участвующие в регуляции сворачивания белка 1 и играют решающую роль в обеспечении выживаемости клеток на стресс оскорбления, как тепловой шок 2, питательных голода и воздействия химических веществ / яды 3. По этой причине шаперонов оказываются вовлечены в события, как развитие опухоли, chemioresistance раковых клеток 4, а также нейродегенеративные 5. Дизайн малых молекул способен подавлять или стимулировать активность этих ферментов является одной из наиболее изученных стратегий для лечения рака 7 и нейродегенеративные расстройства 9. Анализ описанных здесь предлагает возможность измерения рефолдинг деятельности частности молекулярный шаперон и изучение влияния компounds о своей деятельности. В этом методе ген молекулярных шаперонов исследуемый трансфицированных вместе с кодировкой вектор экспрессии для генов люциферазы светлячка. Это уже описано, что денатурированный люциферазы светлячка можно сложил на молекулярных шаперонов 10,11. Как нормализации трансфекции контроля, вектор кодировки для renilla люциферазы гена трансфекции. Все трансфекции, описанные в этом протоколе выполнены с X-Treme Ген 11 (Roche) в НЕК-293 клеток. На первом этапе, синтез белка подавляется обработки клеток циклогексимид. После разворачивания белка индуцирована теплового шока при 45 ° С в течение 30 минут. После восстановления при 37 ° C, белки заново сложить в их активную конформацию и активность люциферазы светлячка используется в качестве считывания: больше света будет произведено, тем больше белка будет повторно приобрел оригинальную конформацию. Номера для тепла шокированы клетки устанавливаются в качестве справочных (100% сложиллюциферазы).

Протокол

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

1. Посев клетки

  1. Перед началом разминки культуральной среде, PBS 1X и трипсина в водяной бане при температуре 37 ˚ C
  2. Возьмите клеток из инкубатора и аспирата среды.
  3. Осторожно применять 5 мл ФСБ 1X на клетки, чтобы вымыть их.
  4. Аспирируйте PBS 1X и закапывать по 1 мл трипсина содержащие 0,025% ЭДТА.
  5. Плавно поворачивайте пластины имеют равномерное распределение трипсина.
  6. Место клеток в инкубаторе при температуре 37 ˚ С в течение 5-10 минут (в зависимости от типа клеток). Время от времени проверять, если клетки отделяются путем встряхивания пластины.
  7. Ресуспендируют клеток в 10-20 мл среды и собрать их в трубки 50 мл сокола.
  8. Граф клетки с помощью счетчика Beckman. Число клеток должно быть достаточно для обеспечения слияния около 60-70%.
  9. Пластина клеток и позволяют им семян в течение 6-8 часов.

2. Трансинфекцией

  1. До трансфекции, разогреть аликвоту бессывороточной среде в водяной бане при температуре 37 ˚ C.
  2. Принесите X-Treme Ген 9 до комнатной температуры.
  3. Внесите бессывороточной среде в 2 пробирки Эппендорф (1 труба = 1 трансфекции).
  4. Внесите X-Treme Ген 9 в бессывороточной среде обращают внимание, что чаевые не касается пластиковой стеной Эппендорф и инкубировать в течение 5 минут. В то же время подготовить два смесей ДНК: в одной из труб смешиваются плазмид для renilla, светлячков и пустой борьбе с переносчиками, в другой трубке renilla, светлячков и молекулярной провожатым.
  5. Добавить ДНК смеси для каждого Эппендорф содержащей сыворотки среде без + X-Treme Ген 9, вихревые и инкубировать при комнатной температуре в течение 20 минут.
  6. Добавить по каплям каждой смеси на каждую пластину и инкубировать в течение 24 часов при температуре 37 ° С и 5% CO 2

3. Разделение клетки

  1. 24 часов после трансфекции, trypsinize клетки, как описано в 1,4 - 1,6 и разбавить их окончательного слияния в пределах 60-70% в 6-луночный планшет.
  2. Подготовка одной пластины для не шокировало контроль и столько же пластинок время восстановления точек, которые должны быть проанализированы, как показана на рис. 2.

4. Тепловой удар

  1. Для теплового шока, предварительно теплой сыворотки, содержащей среды в водяной бане при температуре 37 ˚ C.
  2. Подготовка «теплового шока буфера" путем разбавления в сыворотку, содержащую циклогексимид средней конечной концентрации 20 мкг / мл и MOPS до 20 мм.
  3. Теперь достаньте пластины из инкубатора и аспирата среды.
  4. Добавить в каждую лунку по 1 мл 'Heat буфера шок », и инкубировать 30 минут при температуре 37 ˚ С и 5% СО 2 (включает также ссылки пластины в этом лечении). Это остановит заново синтеза белка.
  5. В то же время переключаться на водяной бане и установить тemperature при 45 ˚ C.
  6. После инкубации, печать крышка плиты с парафильмом ранее сокращение полос. Ссылка пластины (100% refolfed светлячка) остается в инкубаторе.
  7. Инкубируйте пластин при 45 ˚ С в течение 30 минут.
  8. Удалить плит из водяной бане, снимите парафильмом и поставить пластины обратно в инкубатор, чтобы восстановление.
  9. В каждый момент времени урожай клеток и мыть их в ФБС 1X центрифугированием при 2000Xg течение 1 минуты при 4 ˚ C.

5. Лизису клеток и люциферазы анализа

  1. Для эффективной лизис клетки, оснастки заморозить осадок клеток в жидком азоте.
  2. Добавить 200 мкл буфера для лизиса пассивной разбавленный 1:5 в бидистиллированной воды в стеклянной трубке.
  3. Добавить 30 мкл Клеточный лизат в 96 ячейках. Каждый образец имеет пипеткой в ​​трех экземплярах.
  4. Только "не шокировало" эталонных образцов будет использоваться длячитать renilla активность люциферазы, так как этот шаг используется для проверки одинаковой эффективностью трансфекции.
  5. Подготовка решений для анализа. Для решения люциферин разбавленный люциферин до конечной концентрации 0,2 мМ в Gly-Gly буфера. Для реакции буфера разбавления DTT и АТФ в конечной концентрации 1 мМ в Gly-Gly буфера. Для coelenterazine буфера реакции, развести coelenterazine до конечной концентрации 0,2 мкМ в coelenterazine буфера. Хранить раствор люциферин и coelenterazine реакционного буфера защищенном от света.
  6. Теперь поместите 96-луночного планшета в люминометра и запустите программу "Wallac 1420 Workstation.
  7. Ввести Pump1 в трубку сокола содержащие coelenterazine решение. Закройте крышку так, без света могут вступать в контакт с трубкой.
  8. Выберите из меню "Диспенсер обслуживания" и отметьте опцию Pump1.
  9. Выберите опцию 'Fill'.
  10. Чтобы изменить расположение пластин выбрать опцию 'Исследуйте протокол и результаты "в меню. Выберите протокол и дважды щелкните по нему. Теперь выберите скважин для чтения.
  11. Возвращаемся к "Wallac менеджер" и нажмите кнопку "Пуск". Реакция между renilla люциферазы и его субстрата coelenterazine излучает свет с длиной волны пика в 482 нм.
  12. После чтения, идти на "Диспенсер обслуживания" и выберите "Пустые" и Pump1 освободить всех остаточных решение вернуться к трубе.
  13. Теперь переместите трубки к трубке сокола, содержащей воду и поставьте галочку "Флеш".
  14. После промывки шаг, пустые трубки, выбрав "пустой".
  15. Поместите пробирку с Pump1 в реакционную трубку буфера сокола и один из Pump2 в трубке люциферин сокола.
  16. Изменение пластины макета.
  17. Выберите 'Fill' для Pump1 и Pump2 из «ДиСпенсер обслуживания "меню.
  18. Выберите протокол и начать чтение. Реакция между люциферазы Светлячок и его субстрата люциферин излучает свет с максимальной длиной волны 560 нм.
  19. В конце чтения повторить процедуру Пустые-Flush пусто при Pump1 и Pump2.
  20. Результаты теперь доступны в "Wallac 1420 Explorer.
  21. Каждый эксперимент связан с анализа числа, имя пользователя, начинается и заканчивается день.
  22. Результаты теперь можно экспортировать в виде файла Excel.
  23. Для расчетов, клетки делятся на три группы: 1. не-шокированы контрольных образцов (установлен как 100% сложил люциферазы светляков), 2. клетки, не молекулярный шаперон и тепла шокированы, 3. клеток с молекулярным шаперона и тепла в шоке.

6. Представитель Результаты

Белки рефолдинг напрямую связано с временем восстановления Поэтому для проверки, если система работает про perly, анализ должен быть проведен сбор клеток в различные моменты времени. Прямая корреляция времени / процент рефолдинг указывает, что эксперимент был должным образом выполнены и, следовательно, представляет ограничивающим фактором. Однако следует всегда считали, что рефолдинг после теплового шока насыщения событие и, следовательно, надлежащий анализ учебного времени должно быть выполнено перед началом любого эксперимента.

figure-protocol-1
Рисунок 1. Обзор эксперимента. В анализе рефолдинг естественных условиях требуется от 3 до 4 дней будет завершена. На 1-й день клетки высевают и трансфекции. Следующие клетки день разделен на меньшем формате и на 3 день они тепло в шоке. В этот момент можно выполнить люциферазы анализ сразу после уборки клетки или сохранить осадок клеток при -80 ° C и выполнять анализ в другой момент

_content "> figure-protocol-2
Рисунок 2. Сотовые расщепления. В день 2 клетки делятся на 6-луночный планшет. Каждый трансфекции будет разбавляться в хорошо для того, чтобы иметь все трансфекции на той же пластинке. Каждая пластина будет соответствовать определенное время восстановления плюс, не шокировало ссылкой пластины.

figure-protocol-3
Рисунок 3. Представителю хороший результат. А. Процент рефолдинг непосредственно измеряется люциферазы светляков деятельности. Каждая гистограмма представляет собой процент рефолдинг в отсутствие (черные полосы) и в присутствии (красные столбики) молекулярного шаперона в различные моменты времени восстановления. Б. Корреляция между временем и рефолдинг в отсутствии (черная линия) и в присутствии (красная линия) провожатым. Г квадрат значения показывают хорошую корреляцию.

В Fig.3A показано репрезентативные результаты, где клетки были собраны 15, 30, 45, 60 и 120 минут после теплового шока в отсутствие (черные полосы) и в присутствии (красные столбики) молекулярных шаперонов. Процент сложил люциферазы увеличивается с длительным временем восстановления и трансфекции молекулярного шаперона. Корреляция между рефолдинг и время для контроля (рис. 3В, черная линия) и молекулярный шаперон-трансфекции клеток (рис. 3В, красная линия) показан.

figure-protocol-4
Рисунок 4. Представителем плохой результат. А. Процент рефолдинг непосредственно измеряется активность люциферазы. Каждая гистограмма представляет собой процент рефолдинг в отсутствие (черные полосы) и в присутствии (красные столбики) молекулярного шаперона в различные моменты времени восстановления. Б. Корреляция между временем и рефолдинг в отсутствие и в присутствии (красная лНИС) из сопровождающих. Г квадрат значения указывают на плохую корреляцию.

На рисунке 4а. Показывает, представитель результат эксперимента не должным образом выполнены. Оба управления (черные полосы) и молекулярный шаперон-трансфекции клеток (красные столбики) не показали увеличение белка рефолдинг со временем. Кроме того, трансфекции молекулярного шаперона не привело к увеличению рефолдинг. Это слабая корреляция подтверждается на рис. 4B показывает т квадрат значения 0,6619 и 0,1882, соответственно, для контроля (черная линия) и молекулярный шаперон-трансфекции клеток (красная линия).

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

Обсуждение

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

В этой работе протокол для измерения активности внутриклеточных рефолдинг молекулярных шаперонов представлена. Весь анализ может быть выполнен в 3-х до 4 дней, как показано на рис обзор. 1.

Надежность и линейность световой сигнал, и светлячка renilla люциферазы представляют собой прочную основу для воспроизводимости протокола.

Важным шагом в анализе является выбор эффективных реагентов трансфекции для обеспечения гиперэкспрессия молекулярного шап...

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

Раскрытие информации

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

Авторы не имеют ничего раскрывать.

Благодарности

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

Данило Maddalo является получателем исследования общения как группа молодых следователя (ЖИГ) из Карлсруэ технологический институт.

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

Материалы

Для этого эксперимента 'Векторные Light' люминометр форме Перкин Элмер '1420 Люминесценция счетчика была использована

Программы для люминометр:

Renilla: Насос 1, 100 мкл инъекции

Реакция буфера: Pump1, 70 мкл инъекции

Люциферин: Pump2, 30μl инъекции

Для буферов подготовить эти растворы в бидистиллированной воде:

  • - 1M MgSO 4: 246,48 г MgSO 4 * 7H 2 O в 1 л
  • - 0,5 M EGTA: 190,18 г EGTA в 1 л
  • - 1M KH 2 PO 4: 136,09 г KH 2 PO 4 в 1 л
  • - 1M K2 HPO 4: 228,23 г K 2 HPO 4 * 3H 2 O в 1 л
  • - 5М NaCl: 292,2 г NaCl в 1 л
  • - 0,5 М ЭДТА: 186,12 г ЭДТА * 2H 2 O в 1 л  

Gly-Gly-буфера:

  • - 25мм Glycylglycin
  • - 15мм MgSO 4
  • - 4 мм EGTA

За 1 литр использовать 3,3 г Glycylglycin, 15 мл 1М MgSO4 решение и 8 мл из 0,5 М раствора EGTA. Решите в воду, регулировать рН до 7,8 и доводят до общего объема 1 л.

Реакция буфер для Renilla / Coelenterazine буфера:

  • - & NBП., 13,4 мМ KH 2 PO 4
  • - 86,6 мМ KH 2 PO 4
  • - 0,5 М NaCl
  • - 1мм ЭДТА

За 1 литр использовать 13,4 мл 1М KH 2 PO 4 решения, 86,6 мл 1М K 2 HPO 4 раствор, 100 мл 5М раствор NaCl и 2 мл 0,5 М раствора ЭДТА.

Компания Каталог / Номер продукта:
DMEM (Дульбеко изменения Eagle Средний 1X) GIBCO 41966029
Эмбриональной бычьей сыворотки золото ПАА А15-151
X-Treme Ген 9
Реагент ДНК Трансфекция
Roche 06365809001
PBS
Фосфаты Дульбеко буферном растворе 1X
GIBCO 14190-094
MOPS
3 - (N-морфолино) пропансульфоновой кислоты
Sigma-Aldrich M1254
Циклогексимид Sigma-Aldrich C7698
Пассивный буфера Лизис 5X Promega E194A

Glycylglycin
EGTA
MgSO 4 (MgSO 4 * 7H 2 O)

Sigma-Aldrich
Рот
Рот
G7278
3054,2
P027.1

KH 2 PO 4
K 2 HPO 4 (K 2 HPO 4 * 3H 2 O)
NaCl
ЭДТА

Рот
Рот
Рот
Рот
3904,1
6878,2
3957,1
8043,1
Люциферин Firefly Biosynth L8200
Coelenterazine Biosynth C7000
DTT (дитиотреитол) Рот 6908,2
АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты) Roche 10519987001

Ссылки

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Bukau, B., Weissman, J., Horwich, A. Molecular chaperones and protein quality control. Cell. 125, 443-443 (2006).
  2. Ritossa, F. Discovery of the heat shock response. Cell Stress Chaperones. 1, 97-97 (1996).
  3. Hendrick, J. P., Hartl, F. U. Molecular chaperone functions of heat-shock proteins. Annu. Rev. Biochem. 62, 349-349 (1993).
  4. Fuqua, S. A. Heat shock proteins and drug resistance. Breast. Cancer. Res. Treat. 32, 67-67 (1994).
  5. Guzhova, I., Margulis, B. Hsp70 chaperone as a survival factor in cell pathology. Int. Rev. Cytol. 254, 101-101 (2006).
  6. Whitesell, L., Lindquist, S. L. HSP90 and the chaperoning of cancer. Nat. Rev. Cancer. 5, 761-761 (2005).
  7. Konstantinopoulos, P. A., Papavassiliou, A. G. 17-AAG: mechanisms of antitumour activity. Expert. Opin. Investig. Drugs. 14, 1471-1471 (2005).
  8. Galluzzi, L., Giordanetto, F., Kroemer, G. Targeting HSP70 for cancer therapy. Mol. Cell. 36, 176-176 (2009).
  9. Ozacmak, V. H., Barut, F., Ozacmak, H. S. Melatonin provides neuroprotection by reducing oxidative stress and HSP70 expression during chronic cerebral hypoperfusion in ovariectomized rats. J. Pineal. Res. 47, 156-156 (2009).
  10. Schroder, H., Langer, T., Hartl, F. U., Bukau, B. DnaK, DnaJ and GrpE form a cellular chaperone machinery capable of repairing heat-induced protein damage. EMBO. J. 12, 4137-41 (1993).
  11. Thulasiraman, V., Matts, R. L. Effect of geldanamycin on the kinetics of chaperone-mediated renaturation of firefly luciferase in rabbit reticulocyte lysate. Biochemistry. 35, 13443-13443 (1996).
  12. Howarth, J. L. Hsp40 molecules that target to the ubiquitin-proteasome system decrease inclusion formation in models of polyglutamine disease. Mol. Ther. 15, 1110-1110 (2007).
  13. Nollen, E. A. Bag1 functions in vivo as a negative regulator of Hsp70 chaperone activity. Mol. Cell. Biol. 20, 1083-1083 (2000).

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

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Intracellular Refolding AssayMolecular Chaperone ActivityLuciferase Reporter SystemHeat Shock RecoveryProtein Refolding MeasurementHEK 293 Cell TransfectionCycloheximide TreatmentFirefly Luciferase AssayRenilla Luciferase ControlX treme Gene Reagent

Похожие статьи