Здесь мы представляем протокол для оценки маркировки однородности для каждого вида белка в образце комплекс белков на уровне одной молекулы.
Методическая статья
Здесь мы представляем протокол для оценки маркировки однородности для каждого вида белка в образце комплекс белков на уровне одной молекулы.
Клетки протеомов часто характеризуется с помощью электрофореза анализов, где все виды белков в клетках не специально помечены Люминесцентную краску и запятнан фотоприемник после их разъединения. Одной молекулы флуоресценции изображений может обеспечить обнаружение сверхчувствительная белка с его способностью для визуализации отдельных флуоресцентных молекул. Однако применение этого мощного изображений метода для электрофореза анализов препятствует отсутствие способов охарактеризовать однородности люминесцентные маркировки каждого вида белка через протеома. Здесь мы разработали метод оценки маркировки однородности через протеом, основанный на одной молекулы флуоресценции изображений assay. В нашей измерения, используя образец клеток HeLa, доля белков, помечены по крайней мере одна краска, которой мы «размещение маркировки» (LO), было установлено в диапазоне от 50% до 90%, поддерживая высокий потенциал применения одной молекулы изображений для анализ чувствительным и точным протеома.
Протеома анализ, который призван определить весь набор белковых молекул, выраженные в ячейке, является ценным подход в текущих биологических и медицинских исследований. Этот анализ обычно полагается на масс-спектрометрии, который идентифицирует видов белков, основанный на спектры, порожденных через белка ионизации1,2,3. Альтернативный метод для анализа протеома-электрофорез, включая электрофореза геля полиакриламида (страница), капиллярного электрофореза и двухмерные (2D) гель-электрофорез. Этот метод полагается на неспецифические люминесцентные маркировки всех белковых молекул в анализируемом клетках, следуют электрофоретического разделения и обнаружения и количественного определения каждого вида белка. Для достижения требуемых неспецифических белков маркировки, одна из стратегий заключается в использовании флуоресцентных красителей, которые могут связываться с белками через электростатический и гидрофобных взаимодействий, например Кумасси синим и рубиново-Sypro4,5,6 . Альтернативная стратегия заключается в использовании ковалентных маркировки с красителями, содержащих эфира N-оксисукцинимидного (NHS) или maleimide, который можно ковалентно связывать белков через общие остатков таких первичных аминов и тиолы, соответственно7, 8.
Тем временем чувствительность флуоресценции обнаружения идеально подходит для анализа низкой обилие протеинов и небольшое количество клеток. Одной молекулы флуоресценции изображений является одним из наиболее чувствительных методов, что позволяет обнаружения отдельных флуоресцентных красителей и обозначенные протеины в пробирке и в естественных условиях9,10,11,12, 13,14,15. Ожидается, что применение этого метода визуализации для анализа на основе электрофорез протеома включить весьма деликатного и количественных анализов, считая индивидуальных белков-дневно обозначенных. Однако остается неясным, является ли маркировки с флуоресцентными красителями достаточно однородной во всех белковых молекул, и как эта однородность зависит от видов различных белков (рис. 1). Простые решения массовых измерений могут использоваться для получения молярное соотношение флуоресцентных красителей белков под названием «муфты эффективность»8 или «маркировки эффективности», но это свойство не содержится информации о однородность маркировки среди белковых молекул.
Здесь мы описываем протокол assay расследовать маркировки однородности для всех видов белка в ячейку (рис. 2)16. Два ключевых шагов этот assay очищение протеина и изображений. На первом шаге дневно помечены всех белков в клетках и биотинилированным, затем извлекали отдельно с помощью электрофореза геля следуют electroelution. На втором шаге флуоресценции свойства отдельных белковых молекул в извлеченной образцы оцениваются на основе изображений одной молекулы. Из этих данных, параметры, важные для подсчета анализа, такие, как процент белков помечены с по крайней мере одно краситель, который мы называем маркировки размещение (LO)16, и среднее количество флуоресцентных красителей привязаны к одной белковой молекулы (n̄ краска), можно охарактеризовать. В протоколе оптимизированная процедура для маркировки клеток HeLa протеома краской NHS основе цианиновые 3 (Cy3) представлена в качестве примера и может быть изменен с другими маркировки процедур согласно желаемой исследовательских целей.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. Подготовка клетки
2. ячейки лизис и люминесцентные маркировки
3. протеома разделения и восстановления
4. Микроскоп coverslip подготовка
5. наблюдение с одной молекулы микроскопии флуоресцирования
6. анализ и извлечение информации изображений
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Рисунок 4 представляет изображения raw данные для различных низкомолекулярных фракций белков от lysate клетки HeLa, а также положительной и отрицательной контроля. Хотя как положительные, так и образец протеина управления выставка 100 – 500 пятна на изображении, негативные элемент управления отображает ни одна или несколько пятен, показаны, что протокол достаточно подавляет неспецифической привязки красителей на coverslip поверхность. Пятно света гистограммы ...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Этот документ описывает протокол для количественного определения маркировки однородности каждого вида помечены белка в клетках после разделения с SDS-PAGE (шаг 3). Метод разделения может быть заменен с другими методами, такими как жидкостной хроматографии и капиллярного электрофореза, которые позволяют разделения и фракционирование клеточных белков с высоким разрешением, не требуя специального оборудования23. Обозначая метод, с помощью ГСЗ Эстер в текущий протокол могут быть заменены другими метод...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы заявляют следующие конкурирующих финансовых interest(s): RIKEN подал заявку на патент на эти результаты с с.л. и ю.ц., названный как сопредседатель изобретателей.
Авторы благодарят Масаэ Ohno и Нисимура Кадзуя для экспериментальной помощь и консультации. Эта работа была поддержана PRESTO (JPMJPR15F7), Япония агентство по науке и технологии, дотаций для молодых ученых (A) (24687022), сложных поисковых исследований (26650055) и научных исследований в инновационных областях (23115005), общество Японии Продвижение науки и гранты от фонда науки Такэда и Mochida Мемориальный фонд для медицинских и фармацевтических исследований. С.л. признает поддержку от программы RIKEN международной программы связать (IPA).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 22x22x0,15 мм покровное стекло | VWR | 470019-004 | |
| 488 нм Аргоновый лазер | Coherent | Innova 70C | |
| 488 нм дихроичное зеркало | Semrock | FF495-Di03 | |
| 488 нм фильтр излучения | Semrock | FF02-520/28 | |
| 560 нм дихроичный фильтр | Semrock | Di02-R561 | |
| 560 нм фильтр излучения | Semrock | FF02-617/73 | |
| волоконный лазер 560 нм | MBP Communications | F-04306-2 | |
| 60-кратная масляная иммерсионная линза | Olympus | PLAPON 60x | |
| Avidin | Nacalai-tesque | 03553-64 | |
| Биотин-ПЭГ-амин | Thermo Scientific | 21346 | |
| Биотинилированный Alexa Fluor 488 | нанокс | ||
| Борат | Накалаи-теске | ||
| BSA | Sigma-Aldrich | A9547 | |
| CHAPS | Dojindo | C008-10 | |
| Cy3 NHS-эфирный краситель | GE Healthcare | PA13101 | |
| Dialyzer - D-tube, 6-8 кДа | Merck Millipore | 71507-M | |
| DMEM | Sigma-Aldrich | ||
| DTT | Nacalai-tesque | 14112-94 | |
| EDC | Nacalai-tesque | ||
| EMCCD камера | Andor | IiXon 897 | |
| Epi флуоресцентный микроскоп | Olympus | IX81 | |
| Gel viewer | GE Healthcare | ImageQuant LAS 4000 | |
| Пенициллин, стрептомицин и амфотерецин смесь | Gibco | ||
| Плазменный очиститель | Diener Electronic | ||
| SDS | Wako | NC0792960 | |
| Размер очистной колонки 10K | Merck Millipore | UFC5010 | |
| Tween 20 | Sigma-Aldrich | P9416 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение