На основе механизма сборки белкового комплекса INAD в этом протоколе была разработана модифицированная стратегия аффинной очистки плюс конкуренция для очистки эндогенного канала Drosophila TRP.
Методическая статья
* These authors contributed equally
На основе механизма сборки белкового комплекса INAD в этом протоколе была разработана модифицированная стратегия аффинной очистки плюс конкуренция для очистки эндогенного канала Drosophila TRP.
Фототрансдукция дрозофилы является одним из самых быстрых известных сигнальных путей, связанных с G-белком. Чтобы обеспечить специфичность и эффективность этого каскада, кальциевый (Ca2+)-проницаемый катионный канал, переходный рецепторный потенциал (TRP), плотно связывается с каркасным белком, инактивирующим без-после-потенциала D (INAD), и образует большой сигнальный белковый комплекс с глаз-специфической протеинкиназой C (ePKC) и фосфолипазой Cβ / No рецепторного потенциала A (PLCβ / NORPA). Однако биохимические свойства канала Drosophila TRP остаются неясными. На основе механизма сборки белкового комплекса INAD была разработана модифицированная стратегия аффинной очистки плюс конкуренция для очистки эндогенного канала TRP. Во-первых, очищенный фрагмент NORPA 863-1095, помеченный гистидином (His), был связан с Ni-шариками и использовался в качестве приманки для вытягивания эндогенного белкового комплекса INAD из гомогенатов головки Drosophila . Затем к Ni-бусинам был добавлен избыточный очищенный фрагмент TRP 1261-1275 с маркировкой ГЛУТАТИОН S-трансфераза (GST), чтобы конкурировать с каналом TRP. Наконец, канал TRP в супернатанте был отделен от избыточного пептида TRP 1261-1275 с помощью размерно-эксклюзионной хроматографии. Этот метод позволяет изучить механизм гакинга канала Drosophila TRP как с биохимического, так и со структурного угла. Электрофизиологические свойства очищенных каналов Drosophila TRP также могут быть измерены в будущем.
Фототрансдукция — это процесс, при котором поглощенные фотоны преобразуются в электрические коды нейронов. Он исключительно передает опсины и следующий сигнальный каскад, связанный с G-белком, как у позвоночных, так и у беспозвоночных. У дрозофилы, используя пять доменов PDZ, инактивация каркасного белка без последующего потенциала D (INAD) организует супрамолекулярный сигнальный комплекс, который состоит из канала переходного рецепторного потенциала (TRP), фосфолипазного Cβ/No рецепторного потенциала A (PLCβ/NORPA) и глаз-специфической протеинкиназы C (ePKC)1. Формирование этого супрамолекулярного сигнального комплекса гарантирует правильную субклеточную локализацию, высокую эффективность и специфичность механизма фототрансдукции Drosophila. В этом комплексе светочувствительные каналы TRP действуют как нисходящие эффекторы NORPA и опосредуют приток кальция и деполяризацию фоторецепторов. Предыдущие исследования показали, что открытие канала Drosophila TRP опосредовано протонами, нарушением местной липидной среды или механической силой 2,3,4. Канал Drosophila TRP также взаимодействует с кальмодулином5 и модулируется кальцием как положительной, так и отрицательной обратной связью 6,7,8.
До сих пор электрофизиологические исследования механизма захвата каналов Drosophila TRP и TRP-подобных (TRPL) каналов были основаны на иссеченных мембранных пластырях, записях цельноклеток из диссоциированных фоторецепторов дрозофилы дикого типа и гетеро-экспрессированных каналах в клетках S2, SF9 или HEK 2,9,10,11,12,13, но не на очищенных каналах. Структурная информация о полнометражном канале Drosophila TRP также остается неясной. Для изучения электрофизиологических свойств очищенного белка в восстановленной мембранной среде и получения структурной информации о полноразмерном канале Drosophila TRP получение очищенных полноразмерных каналов TRP является необходимым первым шагом, аналогичным методологиям, используемым в исследованиях каналов TRP млекопитающих 14,15,16,17.
Недавно, на основе механизма сборки белкового комплекса INAD 18,19,20, впервые была разработана стратегия аффинной очистки плюс конкуренция для очистки канала TRP от гомогенатов головки дрозофилы бусинами стрептавидина 5. Учитывая низкую емкость и дорогую стоимость бусин стрептавидина, здесь введен улучшенный протокол очистки, в котором используется помеченный Им белок приманки и соответствующие недорогие Ni-бусины с гораздо более высокой емкостью. Предложенный метод поможет изучить механизм гатерации канала ГТО со структурных углов и измерить электрофизиологические свойства канала ГТО очищенными белками.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. Очистка фрагментов ГТО с тегами GST и NORPA с тегами His
2. Приготовление голов дрозофилы
3. Очистка канала Drosophila TRP
4. Очистка колонки уменьшения размера канала Drosophila TRP
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В этой статье продемонстрирован метод очистки белка для очистки эндогенного канала Drosophila TRP (рисунок 1).
Во-первых, экспрессия и очистка рекомбинантного белка применяются для получения приманки и белков конкурентов. Затем фрагмент TRP 1261-1275, помеченный GST, экспрессируют в клетках E. coli BL21 (DE3) в среде LB и очищают с использованием шариков глутатиона и колонки исключения размера (рисунок 2). Образцы бы...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
INAD, который содержит пять доменов PDZ, является основным организатором механизма фототрансдукции Drosophila. Предыдущие исследования показали, что INAD PDZ3 связывается с С-концевым хвостом канала ГТО с изысканной специфичностью (KD = 0,3 мкМ)18. Тандем INAD PDZ45 взаимодействует с фрагментом NORPA 863-1095 с чрезвычайно высоким сродством связывания (KD = 30 нМ). Эти результаты обеспечивают прочную биохимическую основу для разработки стратегии аффинной очистки плюс...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (No 31870746), грантами на фундаментальные исследования в Шэньчжэне (JCYJ20200109140414636) и Фондом естественных наук провинции Гуандун, Китай (No 2021A1515010796) W. L. Мы благодарим LetPub (www.letpub.com) за лингвистическую помощь при подготовке этой рукописи.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Bacterial штаммы | |||
| BL21(DE3) Компетентные клетки | Novagen | 69450 | Сверхэкспрессия белка |
| Экспериментальные модели | |||
| D.melanogaster: W1118 штамм | Bloomington Drosophila Stock Center | BDSC:3605 | Дрозофила головка препарат |
| <сильный>Материал | |||
| 20/30/40 меш сита из нержавеющей стали | Jiufeng металлическая сетка компания | GB/T6003.1 | Drosophila головка |
| препарат 30% Акриламид-N,N′-метиленбисакриламид (29:1) | Lablead | A3291 | SDS-PAGE гель препарат |
| персульфат аммония | Invitrogen | HC2005 | SDS-PAGE гель-препарат |
| Коктейльный ингибитор протеазы | Roche | 05892953001 | Ингибитор протеазы |
| Coomassie brilliant blue R-250 | Sangon Biotech | A100472-0025 | SDS-PAGE окрашивание гелем |
| DL-Dithiothreitol (DTT) | Sangon Biotech | A620058-0100 | Выделение размера колоночный буферный препарат |
| Этилендиаминтетрауксусная кислота динатриевая соль (ЭДТА) | Sangon Biotech | A500838-0500 | Выделение размера Колоночный буферный препарат |
| Глицин | Sangon Biotech | A610235-0005 | SDS-PAGE Буферный препарат |
| Глутатион Сефароза 4 Fast Flow шарики | Цитива | 17513202 | Аффинная хроматография |
| Имидазол | Сангон Biotech | A500529-0001 | Элюирующий буфер препарат для Ni-колонки |
| Изопропил-бета-D-тиогалактопиранозид (IPTG) | Sangon Biotech | A600168-0025 | Индукция сверхэкспрессии белка |
| Порошок бульона LB | Sangon Biotech | A507002-0250 | E.coli. клеточная культура |
| L-глутатиона восстановлена (GSH) | Sigma-aldrich | G4251-100G | Элюционный буферный препарат для гранул |
| глутатионаNi-Sepharose excel гранулы | Cytiva | 17371202 | Аффинная хроматография |
| N-додецил-бета-D-мальтозид (ДДМ) | Sangon Biotech | A610424-001 | Моющее средство для очистки белка |
| N,N,N',N'-Тетраметилэтилендиамин (TEMED) | Sigma-aldrich | T9281-100ML | SDS-PAGE гель-препарат |
| PBS | Sangon Biotech | E607008-0500 | Гомогенизационный буфер для E.coli. клетки |
| PMSF | Lablead | P0754-25G | Ингибитор протеазы |
| Престейнированный маркер | белка Thermo Scientific | 26619/26616 | Престейнированный белок-лестница |
| Колонка исключения размера (степень препарата) | Cytiva | 28989336 | HiLoad 26/60 Superdex 200 PG колонка |
| размера (аналитическая степень) | Cytiva | 29091596 | Superose 6 Increase 10/300 GL колонка |
| Хлорид натрия | Sangon Biotech | A501218-0001 | Буферный препарат для очистки белка |
| Додецилсульфат натрия (SDS) | Sangon Biotech | A500228-0001 | SDS-PAGE гель/буферный препарат |
| Трис-база | Sigma-aldrich | T1503-10KG | Буферный препарат для очистки белка |
| Ультрафильтрационный спин колонка | Millipore | UFC901096/801096 | Концентрация белка |
| Equipment | |||
| Аналитические весы | DENVER | APX-60 | Metage of Drosophila head |
| Настольная высокоскоростная центрифуга с охлаждением на 15 мл и 50 мл конические центрифугирующие пробирки | Eppendorf | 5810R | Концентрация белка |
| Настольная высокоскоростная рефрижераторная центрифуга 1,5 мл центрифужные пробирки | Eppendorf | 5417R | Центрифугирование Drosophila головного лизата после гомогенизации |
| Пустая колонна гравитационного потока (внутренний диаметр = 1,0 см) | Bio-Rad | 738-0015 | Очистка белка TRP |
| Пустая колонна гравитационного потока (внутренний диаметр = 2,5 см) | Bio-Rad | 738-0017 | Очистка приманок и белков конкурентов от E.coli. |
| Gel Documentation System | Bio-Rad | Universal Hood II Gel Doc XR System | SDS-PAGE imaging |
| Высокоскоростная охлаждаемая центрифуга | Beckman coulter | Avanti J-26 XP | Центрифугирование E.coli. клеток/лизата |
| клеток Гомогенизатор высокого давления | UNION-BIOTECH | UH-05 | Гомогенизация клеток E.coli. |
| Резервуар для жидкого азота | Taylor-Wharton | CX-100 | Drosophila head Система |
| очистки белка | Очиститель Cytiva | AKTA | Очистка белка |
| Холодильник (-80°; C) | Thermo | 900GP | em>Drosophila head preparation |
| Спектрофотометр | MAPADA | UV-1200 | OD600 Измерение E.coli. |
| клеток Спектрофотометр | Thermo Scientific | NanoDrop 2000c | Определение концентрации белка |
| Ультрацентрифуга | Beckman coulter | Optima XPN-100 Ультрацентрифуга | Ультрацентрифугирование |
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