Summary
细胞透水交联剂DSP [dithiobis(琥珀酰亚胺丙酸)]稳定短暂和不稳定的相互作用
Abstract
蜂窝机械的动态性质经常是建立在瞬态和/或弱蛋白协会。这些低亲和力相互作用排除围绕一个感兴趣的蛋白质,蛋白质网络的隔离和识别的严格方法。使用化学交联剂允许的不稳定相互作用的选择性稳定,从而绕过生化净化的局限性。在这里,我们提出在文化协议细胞适合使用一个homobifunctional交联剂间隔臂12埃,dithiobis(琥珀proprionate)(DSP)。 DSP是一个分子中的二硫键还原裂解。交联与磁珠的利益的蛋白质与免疫层析相结合,使蛋白质复合物,否则将不能承受净化隔离。此协议是与常规免疫印迹技术兼容,它可以扩展为蛋白质鉴定的质谱1。
斯蒂芬妮A. Zlatic和珠江五莱德贡献同样对这项工作。
Protocol
1。准备交联
- 您将需要板足够数量的细胞,让500微克每标准管反应蛋白的隔离。单管可能足以确定一个由免疫印迹的兴趣的蛋白质公认interactors。在这种情况下,珠约束的材料可以用SDS - PAGE样品缓冲液(免疫)洗脱。标准反应质谱分析,应增加至少十倍,应使用的抗体(免疫亲和层析)认可的一种肽类抗原竞争洗脱的蛋白质复合物。这一战略将让免疫球蛋白的蛋白质复合物的隔离。
- 交联的最佳细胞密度是75%至90%汇合。在高汇合条件下,细胞往往桩上对方,从而降低所有细胞的细胞渗透交联剂的无障碍。
- 细胞类型和实验条件下,应标示单元板的底部。我们通常包括仅与车辆控制。
- 除了DSP解决方案,以交联前的所有准备解决方案。
- 氯化钙2 0.1毫米和氯化钙2 1毫米(PBS / CA /镁)开始实验前准备的磷酸盐缓冲液缓冲库存。除了钙,镁离子是细胞在实验过程中培养板的附着力的关键。保存在4 ° C。
- 50X完整的蛋白酶抑制剂 - 1ML Milli - Q水溶解1片。储存在-20 ° C。
- 20%的Triton X - 100的重量了10G TRITON X -100和稀释在50毫升Milli - Q水的总量。岩石在4 ° C过夜,并储存于4 ° C直到使用。不要存放超过1个月。使用这20%的股份稀释,以准备下面描述的缓冲区的裂解和IP。
- 50X DSP淬火液1M的TRIS pH至7.4。在室温下储存。
- 准备一个10X缓冲的解决方案。
10X缓冲液A:- 50毫升1 M羟乙基
- 150毫升5 M氯化钠
- 10毫升0.5 M的EGTA
- 250μL2 M MgCl 2的
- 调整pH值至7.4
- 使终体积为500毫升
1X缓冲液A也可用于裂解液和免疫磁性沉淀缓冲区。
缓冲区一个1X- 10毫米HEPES
- 150 mM氯化钠
- 1 mM的EGTA
- 0.1毫米氯化镁2
- pH值7.4
- 裂解缓冲液1X缓冲液A + 0.5%Triton X - 100的的。
- 免疫磁性沉淀缓冲液(IP缓冲区)1X缓冲液A + 0.1%Triton X - 100的的。
2。准备交联解决方案
- 立即准备申请前到细胞的DSP解决方案。 DSP是疏水性极强,并应在DMSO溶解在PBS / CA /镁缓冲液稀释。在1 DMSO溶液溶解40毫克的DSP。这使得DSP(DSP分子量是404.42克/摩尔)100毫米的解决方案。
- 适当体积的PBS /钙/镁预热至37 ° C,以便PBS稀释的DSP / DMSO。
各类钢板尺寸所需的卷:
6孔板,每孔2 mL的
10厘米的盘每盘10毫升
15厘米盘每盘20毫升 - 新增每1毫升的温暖PBS /钙/镁的DSP / DMSO原液10μL。添加DSP /二甲基亚砜原液下降下降,反复搅拌,直到所有的DSP已经解散。请控制解决方案,每1毫升的PBS /钙/镁添加到10μL二甲基亚砜。
- 放置在一个冰水浴中,超过10分钟不再所有PBS / CA /镁的解决方案。
3。为交联细胞做准备
- 准备一个冰水浴中,将适合所有板块交联或车辆控制孵化。
- 从37℃培养箱中培养板,并立即放入冰水浴。
- 洗涤细胞两次,用冰冷的PBS / CA /镁。使用相同的音量,你将使用(见2.2节)为交联剂孵化。
- 删除第二次清洗和新增车辆的控制或DSP交联缓冲液中。
- 在冰上培育了两个小时。您应该检查板块大约每隔20分钟,以确保所有细胞都被溶液覆盖。您可能会注意到一个DSP少量沉淀出的解决方案。这是正常的。
4。灭活DSP的反应
- 准备一个20毫米的Tris pH值7.4的PBS / CA /毫克(每1毫升的PBS /钙/镁20μL的1 M Tris pH值7.4)的1X DSP淬火液。
- 删除对车辆的控制和交联的解决方案。
- 添加冰冷的灭活解决方案,并在冰上孵育15分钟。
5。细胞裂解
- DSP淬火孵化期间,准备了0.5%的Triton X - 100的缓冲区中一个完整的蛋白酶抑制剂的鸡尾酒的细胞裂解液。添加完成每1 mL裂解缓冲液20μL50X原液。
- 经过15分钟的DSP淬火孵化,洗涤细胞,用PBS /钙/镁两次。
- 30分钟,加入裂解液+完整细胞和岩石在4 ° C。有人建议裂解液量为各类板材大小:
- 6孔板,每孔0.5毫升
- 10厘米的板1毫升每盘
- 15厘米板每板1毫升
- 裂解后,使用细胞刮刀收集板的细胞。一定要保持在冰上裂解液,以尽量减少蛋白酶活性
- 以最快的速度(15.000 XG)在台式迷你离心机旋转细胞裂解液15分钟,在4 ° C。
- 移取上清液到一个新管。弃去沉淀。
- 分析蛋白质水平,并进行免疫。
6。准备免疫磁性沉淀珠
注意:这一步通常是直接开始后2个小时的交联孵化开始。
- 结合30μLDYNAL免疫磁珠,IP缓冲区的500μL(1X缓冲液+ 0.1%TRITON X - 100)和适量的抗原特异性抗体screwtop离心管。准备抗体和非特异性抗体管为阴性对照。适量的抗体应确定在不同的实验中,基于个人抗原。标签的所有IP管。
- 允许的IP管,在最终结束两个小时摇杆,在室温孵育。此外,孵化与抗体的IP管一夜之间在4 °一天前交联。
- 孵化后,做一个快速10秒的微型离心收集在试管底部珠。
- 磁持有人,这将拉动磁珠离试管底部滑入管。珠安全的方式,你现在可以轻松洗去任何未结合的抗体。
- 使用凝胶加载提示,或P200提示要删除孵化缓冲区和任何未结合抗体,如小口径抽吸提示。孵化量只要删除添加1毫升IP缓冲区。
- 第管,轻轻地重新暂停的珠子,并在室温下孵育5月底结束旋转分钟的所有IP管。
- 重复的5分钟的清洗步骤(步骤6.3通过6.6)再次与IP缓冲区的新鲜毫升。
- 知识产权管可以留在最后一次洗涤孵化,直到交联裂解液已准备好要加入的珠子。
7。与免疫磁珠孵育交联裂解液
- 最后洗自旋免疫磁珠后,倒在了10秒的迷你离心机。然后继续滑入磁座管。
- 同样,使用小口径的愿望提示,删除从管的孵化量。立即加入500μL交联的细胞裂解液(假设在1μg/ mL的裂解)含有免疫磁珠管。如果您将使用适量的肽作为阴性对照肽竞争,应包括在这一点上。应执行先前的实验,以确定适当的肽竞争条件。此外,您可能需要有裂解免费免疫磁性珠作为阴性对照。在这种情况下,立即加入500μL的细胞裂解缓冲液(1X缓冲液A + 0.5%TRITON X - 100)+完整的免疫磁珠。
- 轻轻重悬珠。悬浮珠应在4℃孵育在年底结束旋转2小时。
8。从珠清洗不作承诺裂解液
- 一旦裂解液有足够的孵化时间,做一个快速10日在一个小型离心机的第二个旋转。然后将管进入磁场的持有人。磁持有人应保持在冰浴其余实验。
- 使用小口径抽吸提示,删除所有未绑定的裂解。所有未绑定的裂解液后立即被删除,添加1毫升IP缓冲区。
- 第管,轻轻重悬珠。
- 一旦重悬珠重复珠造粒步骤(8.1)。
- 再次吸了所有的孵化量,并立即加入1毫升IP缓冲区,然后盖管。
- 轻轻重悬在IP缓冲区的珠子。孵育5分钟,在4月底结束摇摆°重悬珠。
- 重复洗涤步骤珠(8.4至8.6)4次以上。
9。变性样品,收集从珠
- 免疫磁性降水管都被冲走后,再沙珠(8.1)和幻灯片管到磁持有人。
- 绑定的免疫磁珠蛋白在变性条件下被删除。吸了最后一个IP缓冲液洗和删除的磁座的IP管。
- 添加1X凝胶上样缓冲液珠沉淀池珠再次在试管底部的正上方的IP管。样品缓冲液量取决于要使用的凝胶以及大小。您可能需要轻轻敲击试管底部,在凝胶上样缓冲液重悬珠。
- 重复的变性过程(9.3至9.2)为每个IP管。
- 凝胶上样缓冲液悬浮的免疫磁珠,然后加热至75 ° C时5分钟才能完成的变性过程。
- 一旦样品已变性,它可以在一个SDS - PAGE凝胶免疫印迹。清空免疫磁珠可以重新沉淀,离心和从样品磁座中删除。
10。洗脱的抗原肽交联复合物(免疫亲和层析)。
- 所有的免疫磁性免疫管后已经洗干净,重新沙珠(8.1)和磁持有人的幻灯片管。吸上清,加10的缓冲液,一个补充用于蛋白质复合物的免疫隔离的抗体识别的抗原肽。您应该测试浓度为有效洗脱从10-200微米不等。
- 育珠2小时,4 ° C。
- 将磁珠在磁场的立场,并仔细收回10毫升洗脱材料。保存这个上清。
- 快速用缓冲液A的珠子和丢弃洗。保存的珠子。
- 凝胶上样缓冲液保存的上清液和珠,加入到1X浓度。这些管子在75℃5分钟孵育。
- 珠和肽洗脱液经SDS - PAGE分析。洗脱液应IgG的蛋白质的SDS - PAGE染色或免疫印迹(图1B)。这种材料的IgG是适合于质谱。
图1。 AP - 3相互作用蛋白复合物和膜蛋白的分离 。HEK293细胞(A)或PC12细胞(二)在处理控制车辆的存在(DMSO,奇的车道图1A)或DSP(甚至车道图。 1A或全部车道图1B)。澄清提取物孵育单独珠(图1A,泳道3-4),转铁蛋白受体抗体(图1A,泳道5-6),或AP - 3(图1A,泳道7-10δ抗体;图1B,车道1-10)。免疫复合物,用SDS - PAGE样品缓冲液(图1A)洗脱,一个单独的缓冲区(图1B,泳道1-2),或缓冲δ抗原肽浓度的增加,相应的680 710个氨基酸的补充人类δadaptin(NCBI的:AAD03777; GI:1923266)(图1B,车道3-10)。这种肽结合的δ抗体。肽洗脱后,上清液(S)和珠(二)免疫印迹分析(图1B)。 AP - 3,这是对δ,β3和σ3亚基抗体的检测,可溶性以下因素:网格蛋白重链(CHC),欧盟1亚基pallidin,和啤酒花复杂的亚基vps33b;以及coprecipitates膜蛋白磷酸肌醇- 4 -激酶II型α(PI4KIIα)和锌转运体3(ZnT3)。注意鼠标肽抗体重链的情况下洗脱图上清。 1B。
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Discussion
DSP,膜渗透,化学还原与12 Å间隔臂的交联剂是用来稳定瞬态蛋白质相互作用 1,2,3,4 。在这里,我们体现这一战略与AP - 3适配器复杂的一种可溶性蛋白复合物,囊泡膜蛋白识别和排序,从内涵体 5 。 AP - 3的选择性结合的锌转运ZnT3和脂质激酶磷酸肌醇4激酶II型阿尔法但不转铁蛋白受体 1,4,6 。我们扩大了这些意见,以确定质谱 1膜蛋白和胞质因素AP - 3蛋白的相互作用网络。低背景免疫磁性降水量如下,以确定相互作用的蛋白质的交联。此外,非选择性磁珠的蛋白质结合的出版目录,允许一个非特定的蛋白质的分离和鉴定的第一关,消除质谱7。 DSP采用胺反应的酯基,伯胺,如赖氨酸或蛋白质的氨基酸总站链接。变性条件后,DSP分子裂解一半,留下联系在一起的氨基酸短的化学基团。对于某些抗原有免疫印迹在免疫信号减少二甲基亚砜控制和DSP处理的细胞(Figure1A)之间比较平等的蛋白质负荷时。这是可能的,在DSP的抗体的亲和力下降,下降的结果修改赖氨酸。除了这些罕见的情况下,使用DSP的化学交联,提高了检测能力密切相互作用的膜相关蛋白。
蛋白质或蛋白质复合体边缘与胞浆膜单张,如AP - 3,本地化膜在正常孵化温度37 ° C。然而,在室温15-20 ° C时,AP - 3复杂慢慢地重新分配到细胞质。因此,为了捕捉到AP - 3和膜相关蛋白之间的相互作用,这些细胞内部温度必须迅速冷却至4 ° C。做到这一点的最佳方式是:1)所有在冰浴中进行孵化之前,从37℃的孵化器,2卸下细胞)的缓冲区,立即删除所有温暖的媒体,从细胞板,取代冰冷的缓冲区,并3)保持细胞暂停全部交联实验的冰浴。
DSP是不溶于水,从而变暖PBS / CA / mg的溶液至37℃前除了DSP / DMSO溶液是可取的。然而,由于细胞需要保持的4 ° C的温度,DSP交联解决方案应放置在冰浴一旦DSP是完全溶解。如果DSP没有完全溶解,会形成大量的沉淀,溶液冷却(少量的沉淀是正常的)。如果出现大量的降水,加热至37 ° C的完整的增溶和recool解决方案。如果DSP多次掉下来的解决方案,你可能需要准备新鲜的交联解决方案。 DSP的解决方案由于不完整的增溶,快速去除不应该混淆缓慢形成一个结晶层出现在DSP处理的细胞井。这个DSP的结晶层的存在并不妨碍在细胞中的交联反应。
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Acknowledgments
这项工作是支持的美国国立卫生研究院的VF(NS42599和GM077569)的赠款。
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Phosphate Buffered Saline | Invitrogen | P4417 | Dissolve 1 tablet in 200 mL water; add MgCl2 to a final concentration of 1 mM and CaCl2 to a final concentration of 0.1 mM |
Dithiobis (succinimidyl propionate) (DSP) | Thermo Fisher Scientific, Inc. | 22585 | Moisture sensitive, store in air tight container 4°C |
Dimethyl sulphoxide (DMSO) Hybri-Max | Sigma-Aldrich | D2650 | |
Triton X-100, SigmaUltra | Sigma-Aldrich | T9284 | |
Dynabeads, Sheep anti-Mouse IgG | Invitrogen | 110.31 | Beads are also available as sheep anti-rabbit |
Dyna-Mag-2 magnet | Invitrogen | 123-21D |
References
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