Здесь представлен чувствительный флуоресцентный анализ для мониторинга активности аполипопротеина N-ацилтрансферазы с использованием диацилглицерилпептида и алкин-фосфолипидов в качестве субстратов с клик-химией.
Методическая статья
Здесь представлен чувствительный флуоресцентный анализ для мониторинга активности аполипопротеина N-ацилтрансферазы с использованием диацилглицерилпептида и алкин-фосфолипидов в качестве субстратов с клик-химией.
Липопротеины из протеобактерий посттрансляционно модифицируются жирными кислотами, полученными из мембранных фосфолипидов под действием трех интегральных мембранных ферментов, в результате чего образуются триацилированные белки. Первый этап в пути модификации липопротеинов включает перенос диацилглицерильной группы из фосфатидилглицерина в пролипопротеин, что приводит к диацилглицериловому пролипопротеину. На второй стадии сигнальный пептид пролипопротеина расщепляется, образуя аполипопротеин, который в свою очередь модифицируется третьей жирной кислотой, полученной из фосфолипида. Эта последняя стадия катализируется аполипопротеином N-ацилтрансферазой (Lnt). Путь модификации липопротеинов имеет важное значение в большинстве γ-протеобактерий, что делает его потенциальной мишенью для разработки новых антибактериальных агентов. Здесь описан чувствительный анализ для Lnt, который совместим с высокопроизводительным скринингом малых ингибирующих молекул. Фермент и субстраты представляют собой мембранно-внедренные молекулы; поэтому разработка теста in vitro не является простой. Это включает в себя очистку активного фермента в присутствии моющего средства, наличие алкин-фосфолипидов и субстратов диацилглицерильных пептидов, а также условия реакции в смешанных мицеллах. Кроме того, чтобы использовать тест активности в высокопроизводительной системе скрининга (HTS), прямое считывание реакционного продукта предпочтительнее связанных ферментативных реакций. В этом флуорометрическом ферментном анализе алкин-триацилированный пептидный продукт становится флуоресцентным посредством реакции щелчка-химии и обнаруживается в формате многоязычной пластины. Этот способ применим к другим ацилтрансферазам, в которых используются субстраты, содержащие жирные кислоты, включая фосфолипиды и ацил-КоА.
Бактериальные липопротеины характеризуются ковалентно связанными жирными кислотами на их амино-концах, через которые они закрепляются в мембранах 1,2. Зрелая часть белка очень разнообразна по структуре и функции, тем самым объясняя роль липопротеинов в различных биологических процессах в оболочке бактериальной клетки.
Липопротеины модифицируются жирными кислотами, полученными из фосфолипидов, после введения в цитоплазматическую мембрану. Пролипопротеины содержат фирменный мотив, липобокс, который содержит инвариантный остаток цистеина, который становится ацилированным и первой аминокислотой в зрелом белке. Первая стадия этого пути катализируется пролипопротеином фосфатидилглицерином: :d яцилглицерилтрансферазой (Lgt), которая переносит диацилглицерильную группу из фосфатидилглицерина в пролипопротеин через тиоэтерную связь между диацилглицерилом и цистеином. Сигнальная пептидаза II (Lsp) расщепляет сигнальный пептид от диацилглицерильного пролипопротеина, в результате чего образуется аполипопротеин, который закрепляется в мембране через его диацилглицерильный фрагмент. Третья и последняя стадия катализируется аполипопротеином N-ацилтрансферазой (Lnt), которая добавляет жирную кислоту из положения sn-1 фосфолипида на аполипопротеин, в результате чего образуется триацилированный зрелый липопротеин (рисунок 1)3. Реакция Lnt представляет собой двухступенчатую реакцию пинг-понга, в которой образуется стабильный промежуточный продукт тиоэфирного ацилового фермента. Побочный продукт лизофосфолипида высвобождается до ацилирования аполипопротеинового субстрата на второй стадии реакции.
Специфичность фосфолипидного субстрата определяется в анализе Lnt на основе сдвига подвижности N-ацилдиацилглицерилового пептида на высоком процентном содержании Tris-Tricine Urea SDS-PAGE4. Фосфолипиды с небольшими полярными головными группами, насыщенными [sn-1] и ненасыщенными [sn-2], были предпочтительными субстратами4. Анализ сдвига геля не подходит для обширных кинетических исследований аполипопротеина N-ацилтрансферазы или для HTS для идентификации ингибирующих молекул. Click-химия с использованием алкиновых жирных кислот была успешно использована для изучения модификации липопротеинов у бактерий5 и метаболизма жирных кислот у эукариот6. Недавно сообщалось, что анализ пальмитоилирования Ras пальмитоилирования in vitro выявил ингибиторы7.
В способе, описанном здесь, очищенный активный Lnt в моющем средстве инкубируют с субстратами в смешанных мицеллах с образованием алкин-триацилированного пептида, который впоследствии обнаруживается флуоресцентной спектрометрией.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. Ферментная и субстратная подготовка
2. Трубчатый анализ
ПРИМЕЧАНИЕ: На 1-й день устанавливают реакцию Lnt в пробирках объемом 1,5 мл (стадия 2.1) и покрывают 96 пластин скважин стрептавидином (стадия 2.2).
ПРИМЕЧАНИЕ: На 2-й день выполните химию щелчков (этап 2.3), свяжите реакционную смесь Lnt с пластинами, покрытыми стрептавидином (этап 2.4), а также обнаружите флуоресценцию и проанализируйте результаты (этап 2.5).
3. Многоязычный пластинчатый анализ
ПРИМЕЧАНИЕ: На 1-й день наладили реакцию Lnt в 384 плитах скважины (стадия 3.1) и покрыли 384 пластины скважин стрептавидином (этап 3.2).
ПРИМЕЧАНИЕ: На 2-й день выполните химию щелчков (этап 3.3), свяжите реакционную смесь Lnt с пластинами, покрытыми стрептавидином (этап 3.4), обнаружите флуоресценцию и проанализируйте результаты (этап 3.5).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В реакции Lnt жирная кислота sn-1 из фосфолипидов переносится на диацилглицерилпептид, в результате чего образуется зрелый триацилированный пептид8. Анализ in vitro Lnt, описанный здесь, предназначен для использования фосфолипидов, содержащих алкиновую жирную кислоту (alkyne-POPE) и FSL-1-биотин в качестве субстратов, что приводит к образованию алкина-FSL-1-биотина. При щелковой химической реакции с азидо-ФАМ этот продукт должен быть флуоресцентно меченым и обнаруживаться флуоресцентной с...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол для анализа Lnt, описанный здесь, основанный на флуоресцентном обнаружении триацилированного продукта, является чувствительным и воспроизводимым. Специфическое и эффективное связывание биотина со стрептавидином является ключевым элементом анализа. Субстрат Alkyne-POPE, оставшийся после завершения реакции Lnt, также флуоресцентно маркируется FAM, но эффективно удаляется после связывания на пластинах стрептавидина несколькими шагами промывки. Кроме того, добавление DMSO не влияет на активность Lnt и не влияет на а...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Мы благодарим Фабриса Агу и Аликс Бушарла из Платформы химиогеномного и биологического скрининга, Центра технологических ресурсов и исследований (C2RT) в Институте Пастера в Париже за полезные предложения по протоколу, всех членов подразделения BGPB за поддержку и научные обсуждения и Саймона Легуда за критическое прочтение рукописи. Работа финансировалась Глобальными инициативами по уходу Института инфекционных заболеваний Карно и Института микробов и здоровья Карно (15 CARN 0017-01 и 16 CARN 0023-01).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Ä kta Очиститель FPLC система | GE Healthcare | NA | Чистота: NA Lnt |
| очистка алкина-POPE | Avanti Polar Lipids | 900414P | Чистота: >99% Lnt субстрат |
| Azido-FAM | Lumiprobe | A4130 | Чистота: 100% (чистый) Клик-реактив |
| BioPhotometer Plus | Eppendorf | N/A | Чистота: NA OD 600 нм |
| BioTek ELX 405 Выбрать пластинчатую шайбу | BioTek | N° серия 115800, n° материал 405 Выбрать | Чистота: NA Ступени мойки |
| биотин-флуоресцеин | Sigma | 53608 | Чистота: ≥ 90% Контроль флуоресценции |
| Пентагидрат сульфата меди(II) | Sigma | C3036 | Чистота: ≥ 98% Реагент |
| Click DDM | Anatrace | D310A | Чистота: ≥ 99% β+α; < 15% α Моющее средство для очистки Lnt |
| Диметилсульфоксид (ДМСО) | Invitrogen | D12435 | Чистота: безводная Сольбилизация Реактив |
| клик Электронная пипетка Voyager 8 каналов 0,5-12,5 мкл | INTEGRA | 4721 | Чистота: NA Работа с реагентами |
| Французская ячейка давления | Н/Д | Н/Д | Чистота: NA Разрушение клеток |
| FSL-1-биотин | Микроколлекции ЭМС | L7030 | Чистота: NA Lnt субстрат |
| Greiner Bio-One 384-луночный стандартный полистирольный микропланшет CELLSTAR | Greiner | 781091 | Чистота: NA Черный с прозрачным дном (чтение вверх или снизу) |
| Greiner Bio-One 96-луночный стерильный полистирольный планшет, высокая связка | Greiner | 655097 | Чистота: NA Черный с прозрачным дном (чтение вверх или снизу) |
| Считыватель микропланшетов Infinite M1000 pro | Tecan | N/A | Чистота: NA Флуоресцентное детектирование |
| MTSES (натрия (2-сульфонатоэтил)метантиосульфоната) | Anatrace | S110MT | Чистота: ~100% Тиол-специфический ингибитор |
| Оптически прозрачный клей Seal Sheets | Thermo Scientific | AB-1170 | Чистота: NA Фольга для герметизации многолуночной пластины |
| Sephacryl S400 HR 16/60 гель фильтрационная колонка | GE Healthcare | GE28-9356-04 | Чистота: NA Lnt очистка |
| StrepTactin Sepharose 50 % | IBA Biotechnology | 2-1201-010 | Чистота: NA Lnt очистка |
| стрептавидина | Sigma | S4762-1MG | Чистота: ≥ 13 ед./мг белок Биотинсвязывающий |
| TBTA (трис[(1-бензил-1H-1,2,3-триазол-4-ил)метил]амин | Sigma | 678937 | Чистота: 97% Click реагент |
| TCEP (трис(2-карбоксиэтил)фосфина гидрохлорид | Sigma | 75259 | Чистота: ≥ Реагент 98% Click Reagent |
| TECAN Infinite F500 | Tecan | N/A | Чистота: NA Флуоресцентная детекция |
| TECAN Infinite M1000 pro | Tecan | N/A | Чистота: NA Флуоресцентная детекция |
| Термомиксер C | Eppendorf | 5382000015 | Чистота: NA Крышка с подогревом |
| Triton X-100 | Sigma | 93443 | Чистота: 10% в H2O Lnt реакционный буфер |
| Ультра центрифуга | Beckman LC | N/A | Чистота: NA Фракционирование клеток |
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