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Biochemistry

Un enfoque ADN afinidad G-cuádruplex para la purificación de enzimáticamente activa G4 Resolvase1

doi: 10.3791/55496 Published: March 18, 2017
* These authors contributed equally

Summary

G4 Resolvase1 se une a estructuras de G-quadruplex (G4) con la afinidad reportado más apretado para una proteína de unión-G4 y representa la mayoría de la G4-ADN anulación actividad en las células HeLa. Se describe un nuevo protocolo que aprovecha la afinidad y anulación actividad dependiente de ATP de G4-Resolvase1 para purificar específicamente G4R1 recombinante catalíticamente activo.

Abstract

estructuras de ácidos nucleicos de orden superior llamado G-quadruplex (G4s, estructuras G4) se pueden formar en las regiones ricas en guanina del ADN y ARN y de alta estabilidad térmica. Hay> 375.000 secuencias de formación de G4-putativo en el genoma humano, y que se enriquecen en regiones promotoras, regiones no traducidas (UTRs), y dentro de la repetición telomérica. Debido a la posibilidad de que estas estructuras afectan a los procesos celulares, tales como la replicación y transcripción, la célula ha evolucionado enzimas para su gestión. Una de estas enzimas es G4 resolvasa 1 (G4R1), que bioquímicamente fue co-caracteriza por nuestro laboratorio y Nagamine et al. y encontrado que se unen muy fuertemente a ambos G4-DNA y RNA-G4 (K d en el intervalo de bajo pM). G4R1 es la fuente de la mayoría de la actividad G4-resolver en lisados ​​de células HeLa y desde entonces ha sido implicado a desempeñar un papel en el metabolismo de los telómeros, el desarrollo de la linfa, la transcripción de genes, la hematopoyesis, y la vigilancia inmune. La capacidad a EFcientemente expresar y purificar catalíticamente activa G4R1 es de importancia para los laboratorios interesados ​​en adquirir una mayor comprensión de la interacción cinética de las estructuras y las enzimas G4 G4-resolver. A continuación, describimos un método detallado para la purificación de G4R1 recombinante (rG4R1). El procedimiento descrito incorpora la tradicional de purificación basados ​​en la afinidad de una enzima marcada con histidina C-terminal expresada en bacterias con codones optimizados humanos con la utilización de la capacidad de rG4R1 de unirse y descansar G4-ADN para purificar la enzima altamente activo en un ATP- etapa de elución dependiente. El protocolo también incluye una etapa de control de calidad, donde la actividad enzimática de rG4R1 se mide mediante el examen de la capacidad de la enzima purificada para relajarse G4-ADN. Un método se describe también que permite la cuantificación de rG4R1 purificado. Se discuten las adaptaciones alternativas de este protocolo.

Introduction

estructuras G4 son estructuras secundarias de ácidos nucleicos altamente estables que se forman dentro de las regiones ricas en guanina del ADN y ARN. Estructuras G4 se estabilizan a través de interacciones Hoogsteen enlazantes y coordinan unión dentro de la cavidad central con cationes monovalentes (es decir. K + y Na +) que contribuyen significativamente a la notable estabilidad térmica de las estructuras G4 1, 2. Los primeros estudios sugirieron que la bioinformática el genoma humano contiene> 375.000 "potenciales formar G4-motivos" 3, 4. Estimaciones del estudio más recientes sugieren que el número de motivos G4 es mayor en un factor de 2 a 5 mayo, mientras que otro estudio predice 716,310 potenciales secuencias de formación de G4-distintas en el genoma humano 6. G4 formador de secuencias están evolutivamente conservada y no dispersa aleatoriamente enel genoma. Motivos G4 se enriquecen en regiones codificantes de genes, y más del 40% de todos los promotores de genes contienen motivos G4 7. Curiosamente, el grado de enriquecimiento de motivos G4 en un gen se ha demostrado para sugerir la función del gen. Por ejemplo, los proto-oncogenes y genes implicados en el desarrollo tienen significativamente mayor enriquecimiento de las estructuras G4 que los genes supresores de tumores 8, 9.

Con altas estabilidades térmicas, una presencia casi omnipresente en todo el genoma, y ​​el potencial de afectar significativamente los procesos celulares, no es sorprendente encontrar que la célula ha evolucionado enzimas para gestionar estas estructuras. Una de estas enzimas es G4 Resolvase1 (G4R1; también llamado Rhau y DHX36), que se caracterizó como la fuente de la mayoría de tetramolecular G4-ADN actividad resolver en las células humanas (HeLa) 10. Desde entonces, se ha demostrado that G4R1 fuertemente se une y catalíticamente desenrolla tetramolecular y unimolecular G4-DNA y RNA-G4 con los KDs reportados más ajustados para una proteína de unión G4-11, 12, 13. Además, la actividad G4-resolución de G4R1 se ha implicado en una amplia gama de procesos bioquímicos y celulares, incluyendo la biología de los telómeros / telomerasa 11, 14, 15, 16, transcripción y corte y empalme 17, 18, 19, 20, el desarrollo 21, la hematopoyesis 21, y la regulación inmune 22, 23. Con una preponderancia de las secuencias G4 específicamente situado a lo largo del genoma y la diversa p celularrocesos que G4R1 recientemente se ha implicado de estar involucrado con, la capacidad de expresar y purificar eficientemente altamente activa rG4R1 será de suma importancia para dilucidar los mecanismos bioquímicos y comportamientos de esta proteína.

Aquí, demostramos una novela expresión y esquema de purificación (Figura 1) que se aprovecha de la dependiente de ATP, la actividad G4-resolución de rG4R1 para aislar eficientemente enzima activa. Este sistema podría ser adaptado para purificar otras enzimas de ácido nucleico dependientes de ATP para el cual el producto de la reacción enzimática ya no es un sustrato para la unión, como es el caso de G4R1.

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Protocol

1. Preparación de Estructuras G4-ADN que se utilizará para la Purificación de rG4R1 (Formación de biotinilado G4-ADN G-quadruplex)

  1. Ordenar el siguiente oligómero de ADN, llamado Z33-Bio, en una escala de 1 mol-: 5 'AAA GTG ATG GTG GTG GGG GAA TTC GGA GGA CCT-biotina 3'. Asegúrese de que el resto de biotina está en el extremo 3 'del oligómero.
  2. Preparar tampón 10X G4: mM Tris-HCl 450 pH 8, EDTA 25 mM, y NaCl 2,500 mM.
  3. Resuspender el oligómero Z33 en 250 l de agua (de manera que la concentración de oligómero es ~ 2,5 mM). Añadir 25 l de tampón 10X G4 y mezclar. Incubar el oligómero a 50 ° C durante ~ 48 h.
  4. Brevemente de girar el tubo para recoger la condensación (~ 1.000 xg, 10 s). Añadir ~ 50 l de una gran masa, polisacárido hidrófilo (30% de Ficoll en H 2 O) y mezclar. Verter a / 10% de gel de acrilamida al 10% / 1x TBE glicerol (dimensiones de gel: 16 cm x 16 cm x 1 mm). Una vez que el gel se polimeriza, lavar los pocillos con TBE 1x y la cargael oligómero Z33-Bio formada uniformemente a través de la mayor parte del gel (carril carga de la muestra puede ser visualizado con líneas Schlieren).
    1. En un carril en el extremo del gel, cargar una pequeña fracción del oligómero que ha sido calentado a 98 ° C durante 10 min (esto servirá como un control no estructurados), así como una pequeña cantidad de colorante de carga de gel en otro carril para controlar hasta qué punto el gel se ha ejecutado.
  5. Utilice 1x TBE como tampón de gel de correr y correr el gel a 120 V hasta que el frente de colorante ha atravesado al menos un tercio de la gel.
  6. Colocar una placa de cromatografía en capa fina con su cara lateral bruto hasta en un protector de hojas (o cubrir con plástico). Eliminar una de las placas de vidrio y transferir el gel a la superficie del protector de hoja. Apagar las luces y sombras del gel UV (longitud de onda larga: 365 nm). Utilice una hoja de afeitar fresco y cortar la banda G-quadruplex-Z33-Bio, que será visto como correr más arriba en el gel (que tiene la movilidad más lenta) con relación a la masa fundidaControl ed.
  7. Coloque la rebanada de gel que contiene el G4-ADN formado en un tubo de 50 ml y añadir suficiente tampón de remojo para cubrir la porción de gel (tampón remojo consiste en 1/3 volumen 10x TBE, 1/3 volumen de acetato de sodio saturado, y tercera en volumen de H 2 O). Se coloca el tubo en una incubadora a 37ºC (nonhumidified) e incubar S / N.
  8. Transferir la solución a un tubo de 15 ml y añadir 1/10 glucógeno volumen (glucógeno acciones en 20 mg / ml en Tris-HCl 10 pH 8, EDTA 2,5 mM pH 8, y azida sódica al 0,05%) y ~ volumen isopropanol 1.2x .
    NOTA: La azida sódica es muy tóxico, a fin de utilizar con precaución!
    1. Mezclar y colocar el tubo a -20 ° C durante al menos 2 h. Girar el tubo a 2700 xg en una centrífuga de mesa se enfrió a 4 ° C durante 12 min. decantar suavemente la solución de la G4-ADN se sedimentaron. Lavar el sedimento 3 veces con 70% + NaCl EtOH 50 mM (la sal en el lavado es crítico para la estabilidad G4). Wick líquido el exceso con papel de seda y sin pelusa.
  9. Lugarel sedimento se lavó en el refrigerador durante al menos 2 h para hidratar el sedimento y permitir la resuspensión más fácil. Resuspender el precipitado en 50 l de tampón TNE (10 mM Tris-HCl pH 8, NaCl 50 mM, y 0,05 mM EDTA pH 8).
  10. Colocar 5 l de este ADN G-quadruplex formado en 495 l de H 2 O y cuantificar utilizando un espectrofotómetro que permite que el coeficiente de extinción que se determinará mediante la introducción de la composición de nucleótidos del oligómero (el coeficiente de extinción del oligómero de ADN Z33 con una composición de base de A = 8, C = 3, G = 15 y T = 7 es 341.946 L / mol / cm). Introduzca el factor de dilución hasta 25 (no 100), como el G-cuádruplex formada consta de 4 hebras de ADN.
  11. Alícuota el volumen equivalente a 3 diámetros exteriores (OD 260 unidades) por tubo y se almacena a -20 ° C; por ejemplo, si los 5 l que se añadió a la 495 l de H2O da una DO 260 de lectura de 3, a continuación, preparar alícuotas de 5 mL.

2. Preparación de Estructuras G4-ADN para ser utilizado en un ensayo de la actividad enzimática de rG4R1 (formación de TAMRA-etiquetado G4-DNA)

  1. Ordenar el siguiente oligómero de ADN, llamado Z33-TAM, en una escala de 1 mol-: 5 'TAMRA-AAA GTG ATG GTG GTG GGG GAA TTC GGA GGA CCT 3'. Asegúrese de que el resto TAMRA está en el extremo 5 'del oligómero.
  2. Seguir el mismo procedimiento como se describe en la Sección 1 para la formación de la G-quadruplex, excepto que ultravioleta sombreado (UV) no es necesario porque el tetrametilrodamina (TAMRA) marcado con G-quadruplex será fácilmente visible a simple vista. Una vez más, asegúrese de incluir un control de fundido en el gel.
  3. Después de tomar una lectura espectrofotómetro del ADN G-quadruplex marcado con TAMRA, como en el paso 1, se diluye la G-cuádruplex formada a 0,2 pmol / l con tampón TNE. Por último, añadir glicerol a una concentración final del 10% y se almacena a -20 ° C.

3. Transformar (DE3) pLysS células competentes con pTriEx4-DHX36 (plásmido que codifica G4R1 humano) y crecen / Inducir grandes cultivos bacterianos

  1. Obtener el plásmido TriEx4-DHX36.
  2. Alícuota de las bacterias en 20 alícuotas y almacenar a -80 ° C. Alícuota el medio SOC (2% de triptona, 0,5% de extracto de levadura, NaCl 10 mM, KCl 2,5 mM, MgCl2 10 mM, MgSO4 10 mM y glucosa 20 mM) en 80 alícuotas y se almacena a -80 ° C.
  3. Preparar carbenicilina (CARB) / cloranfenicol (CAM) placas de agar LB. Concentraciones de archivo de CARB y CAM son 50 mg / ml en H 2 O y 35 mg / ml en EtOH al 70%, respectivamente, y estos son 1,000x concentrada; Por lo tanto, las concentraciones finales en las placas de selección agar LB son 50 mg / ml y 35 mg / ml, respectivamente.
  4. Coloca 1 alícuota de bacterias en hielo y colocar 1 alícuota de medio SOC a TA. Añadir 1 g de pTriEx4-DHX36 plásmido de las bacterias y agitar suavemente con la punta de la pipeta para mezclar. Incubar en hielo durante un choque de calor 5 min y luego más a fondo en 42 & #176; C durante 30 s. Colocar en hielo durante 2 minutos y añadir el medio SOC.
  5. Placa de las bacterias transformadas en placas de selección precalentadas (típicamente, la placa de un volumen pequeño, tal como 5 a 10 l, para asegurar una baja densidad de las colonias de modo que las colonias individuales se pueden inocular fácilmente en grandes cultivos) y se incuba a 37 ° CO / N.
  6. Preparar Terrific Broth de acuerdo con las instrucciones del fabricante 24. Hacer 500 ml por frasco grande (asegúrese de añadir glicerol) y el autoclave en un ciclo corto de líquido.
  7. Añadir CARB / CAM (50 mg / ml / 35 g / ml) al caldo y después inocular los cultivos mediante la adopción de tapones de agar (usando una pipeta P1000) que contiene una sola colonia bacteriana y pipeteado en el caldo. Agitar vigorosamente los cultivos para airear y luego se incuban los cultivos a 37 ° CO / N sin agitación.
  8. Al día siguiente, coloque los cultivos en un agitador C 37 ° y agitar a ~ 225 rpm. Crecer los cultivos hasta que la DO 600 es aproximadamente 0,4 -0.6, que normalmente tardará cerca de 4-6 h, dependiendo de la densidad celular inicial.
    NOTA: Esto requiere la supervisión periódica de densidad a través de lecturas espectrofotométricas, y es fundamental que no crecen los cultivos a gran parte por encima de 0,5 OD. Como en blanco para lecturas espectrofotométricas, centrifugar 1 ml de bacterias y utilizar el caldo clarificado como la solución de borrado.
  9. Una vez obtenido el apropiado DO 600, coloque inmediatamente las culturas en hielo y rápidamente enfriar a 10 ° C. Controlar la temperatura con un termómetro de limpiar con EtOH al 70%. Acelerar la refrigeración por rotación rápida mientras que los frascos en el hielo, ya que esto reducirá aún más el crecimiento de bacterias antes de la inducción de la proteína recombinante.
  10. Añadir IPTG a una concentración 1 mM final (~ 120 mg / 500 cultura ml) y después agitar a 80 rpm a 14 ° C durante ~ 17 - 18 h. La temperatura ideal para la inducción de proteína se ha encontrado que 14 ° C; para lograr mejor esto, utilizar un agitador loc-baño de agua enfriadaated en un cuarto frío convencional y comprobar manualmente la temperatura del baño de agua con un termómetro.
    NOTA: Como alternativa, utilizar un agitador / incubador refrigerado por aire, aunque es necesario poner a prueba lo que el ajuste de temperatura de ajuste digital-producirá la temperatura del líquido deseado (prueba de esta incubando una botella de agua con un termómetro en él y agitación a 80 rpm durante unas pocas horas, el ajuste de la configuración en consecuencia hasta 14 ° C de temperatura digital se alcanza).
  11. Coloque las culturas en hielo y enfriarlos rápidamente, como en el paso 3.9. Tomar una pequeña alícuota de bacterias y tomar una DO 600 de lectura; Lo ideal sería que las culturas se han duplicado durante la inducción a aproximadamente 0,8 - 1.2 OD 600.
  12. La transferencia de las bacterias a 500 ml tubos de centrífuga y equilibrar de forma manual mediante cultivo bacteriano para equilibrar el peso entre los tubos. Una vez equilibrado, centrifugar ellos en 3840 xg durante 20 min a 4 ° C. Vierta el caldo clarificado y congelar la pel bacterianavamos a -80 ° C hasta el momento de la purificación de proteínas.

4. Purificación de rG4R1 humana

  1. Descongelar y lisar sedimentos bacterianos.
    1. Descongelar el pellet bacteriano en 3 ml de tampón de TN a temperatura ambiente (tampón TN consiste en 100 mM Tris pH 7,5 y NaCl 50 mM). Mantenga las botellas en la mano y agitar para descongelar / resuspender el sedimento bacteriano. Una vez descongelado y de manera relativamente uniforme suspendido, llevar el volumen hasta 5 ml con tampón TN (sistema de suspensión que se puede lograr a través de la pipeta hacia arriba y abajo con una pipeta de 5 ml).
      NOTA: Es típico para descongelar / prep 2 o 4 botellas en el día de la preparación, dependiendo del nivel del usuario de comodidad con el procedimiento de purificación.
    2. Disolver 20 mg de lisozima en 250 l de H 2 O (por cultivo) y añadir a las bacterias resuspendidas. Deje que la lisozima para digerir las bacterias para ~ de 5 - 10 minutos mientras se agita las botellas en la mano.
      NOTA: El color del SUSpensión comenzará a aligerar ligeramente a medida que el producto de digestión, y la suspensión será relativamente no viscoso. Si los cultivos son demasiado cubierto (es decir, mucho mayor que 1,2 OD 600), a continuación, ADN cromosómico bacteriano puede causar la viscosidad no deseado en esta etapa.
    3. Añadir 250 l de cóctel inhibidor de la proteasa (PIC) y una alícuota de 10 l de leupeptina. Mezclar bien.
    4. Colocar en hielo y añadir 10 ml de tampón TN frío y 22 l de BME. Transferir a un tubo de 50 ml.
    5. Sonicar las bacterias en hielo con un aparato de ultrasonidos digital programada a 30% de la amplitud. Pulso a los 2 s ON y OFF 2 s durante 1 min. Repetir el tratamiento con ultrasonidos 3 veces, dejar que las muestras se enfríen en hielo durante al menos 2 minutos entre las etapas de sonicación.
      NOTA: Con múltiples culturas, sonicar cada uno a su vez antes de repetir las iteraciones de sonicación. Durante la sonicación, tenga cuidado de mantener la punta sonicación suficientemente sumergida en el lisado bacteriano, pero sin tocar ºe lados del tubo, ya que esto generará un exceso de calor.
    6. Añadir un volumen igual (15 ml) de SSC 4x frío + 20 l de BME + 50 l de PIC + 1 alícuota de leupeptina y mezclar.
    7. En una centrífuga de mesa de pre-enfriado a 4 ° C, centrifugar los lisados ​​en 2300 xg durante 20 min. Transferir el sobrenadante a tubos de 50 frescas, pre-enfriado ml (1 tubo por cultivo a gran siendo preparado).
  2. Preparar los granos G4-magnética.
    1. Tomar 1 ml de grano estreptavidina paramagnéticas (SPB) de suspensión (por 1 L de cultivo) y transferirlo a un tubo de microcentrífuga de 1,5 ml. Sedimentar las SPB con un imán y se lava 2 veces con 2 x SSC + 5 mM EDTA pH 8. Resuspender el SPB lavados en 200 l de la misma solución utilizada para el lavado de las perlas.
    2. Añadir una alícuota de 3 OD G4-ADN (G4 Z33-Bio preparado en la Sección 1) a la suspensión SPB y mezclar rápidamente pipeteando arriba y abajo varias veces. Colocar los tubos en un rotador y rotar a temperatura ambiente durante al menos 30 min (y hasta 60 min).
    3. En popaer este período de rotación, bloquear el SPB-G4 obligado por la adición de 1 ml de 0,4% lactoalbúmina, y mantener en hielo hasta que se necesite. Se diluye la lactoalbúmina al 0,4% de la lactoalbúmina la acción 4% usando 1x Tris-glicina.
      NOTA: El% de la lactoalbúmina 4 (w / v) se prepara inicialmente por disolución en 2 M de glicina pH 7,5, con la adición adicional de 1x PIC y azida sódica al 0,05%.
  3. Enlazar con colas de histidina rG4R1 a perlas de cobalto (CB) (viene de la etapa 4.1).
    1. Añadir 1 ml de la suspensión de CB (equivalente a un volumen de grano 0,5 ml) a cada tubo de 50 ml que contenía lisado bacteriano aclarado. Incubar durante 20 min a TA en un rotador.
      NOTA: volumen del grano 0,5 ml se utiliza por 1 L de lisado clarificado; por ejemplo, si se preparan dos 500 cultivos bacterianos ml, sólo se suman CB al tubo de 50 ml que contenía lisado clarificado de una de las culturas en este punto, como lisado de la segunda cultura será atado en serie con la misma 0,5 ml de CB en step 4.3.3).
    2. Centrifugar CB a 110 xg durante 5 min en una centrífuga de 4 ° C tablero de la mesa. Aspirar el líquido con cuidado, y dejar un par ml de líquido a fin de no perturbar el CB peletizado. Lavar con 10 - 15 ml de frío 4x SSC + BME (0,5 l de BME / ml de 4x SSC).
      NOTA: Para los lavados, se vierte el 10-15 ml directamente sobre las perlas sedimentadas cobalto en lugar de pipeteo, como pipeteo provocará que las perlas se quedan atascados en el interior de la pipeta y la proteína se perderán.
    3. Sedimentar las CB de nuevo a través de centrifugación y luego verter la siguiente lisado clarificado (30 ml, que representa el cultivo bacteriano inducido 2 nd grande) en el CB granulado. Incubar durante 20 minutos más a temperatura ambiente en el rotador y lavar dos veces con 10-15 ml de 4x SSC + BME. Pellet a 110 xg durante 5 min a 4 ° C.
    4. Después del segundo lavado, aspirar el líquido y dejar alrededor de 2 ml de perlas / líquido en la parte inferior del tubo. La transferencia de la CB-proteína unida a un tubo de pre-enfriado de 2 ml porusando una punta de pipeta de 1 ml "de gran calibre".
      NOTA: Utilice una cuchilla de afeitar nueva para cortar el extremo de la punta antes de la transferencia, ya que el uso de esta punta de pipeta "de gran calibre" reducirá la pérdida de granos de cobalto unidas a proteínas.
    5. Centrifugar brevemente las perlas en el tubo de 2 ml a alta velocidad (~ 18.000 xg) en una microcentrífuga a 4 ° C (~ 5 - 10 s es todo lo que es necesario para la granulación rápida). Retire con cuidado y desechar el sobrenadante con la pipeta, teniendo cuidado de no perder el CB unido a proteínas.
  4. Eluir rG4R1 de CB.
    1. Incubar la CB en 0,5 ml de tampón de elución histidina (HEB) en un aparato rotatorio durante 5 minutos en una habitación fría. De nuevo, cuando la adición de HEB, justo pipetear los 0,5 ml sobre las perlas (para eliminar la pérdida CB) y resuspender las perlas invirtiendo el tubo. HEB es 0.7 M L-histidina pH 6 (se ajusta el pH usando ácido acético).
    2. Centrifugar a 18.000 xg en una microcentrífuga 4 ° C durante 1 min. Transferir el sobrenadantea un pre-enfriado 15 ml tubo. Retire con cuidado y transferir el sobrenadante que contiene la proteína con la pipeta cuidado, dejando una pequeña cantidad de líquido en la parte superior de la CB.
    3. Repita los pasos 4.4.1 y 4.4.2 para un total de 3 eluciones HEB.
    4. Eluir una vez con 0,2 M EDTA pH 6,0; el color de la CB cambiará de color rosa a blanco como el EDTA quela el cobalto.
    5. Después de esta cuarta y última elución se ha transferido al tubo de 15 ml, pipetear el tampón de elución residual de la CB mediante el uso de una punta de carga de gel en el extremo de una punta de pipeta 1 ml; hundiendo la punta a la parte inferior del tubo, tampón de elución que contiene proteína residual puede ser recogido.
  5. RG4R1 unirse a SPB G4-atado y eluir la enzima recombinante de una manera dependiente de ATP.
    1. Preparar 5x Res Buffer: 250 mM Tris-acetato pH 7,8, NaCl 250 mM, 2,5 mM MgCl 2, y 50% de glicerol. Preparar 3x Res Buffer: 0.915 ml de H 2 O, 2 ml de 5x Res Buffer, 0,33 ml de 0,4% de lactoalbúmina (diluted del 4% lactoalbúmina con 1x Tris-glicina), 0,010 ml de BME, 0,015 ml de 1 M de MgCl2, 0.050 ml de PIC, y 0,010 ml de leupeptina. Mantener en hielo.
      NOTA: El% de la lactoalbúmina 4 (w / v) se prepara inicialmente por disolución en 2 M de glicina pH 7,5, con la adición adicional de 1x PIC y azida sódica al 0,05%.
    2. Pellet G4-SPB a un lado del tubo con un imán y descartar el sobrenadante (G4-SPB, como el preparado en el paso 4.2). Añadir 1 ml de tampón de 3x Res a la G4-SPB y la pipeta para mezclar.
    3. Pipetear 1 ml de G4-SPB se suspendieron en tampón 3x Res en el tubo de 15 ml que contenía ~ 2 ml de HEB / EDTA que contiene proteína (eluato de la etapa 4.4). Incubar durante 15 minutos en un baño de agua a 37 ° con agitación ocasional así que los granos no se conforman.
    4. En el hielo, sedimentar la proteína unida a G4-SPB a un lado del tubo con un imán. Para lavar, añadir 1 ml de 4x SSC + 0,4% lactoalbúmina (+ 0,5 l / ml BME) y la pipeta para volver a suspender las perlas. perlas de pellets con tél imán sobre hielo. Repita este lavado para un total de 2 lavados.
      Se requiere paciencia durante el procedimiento de lavado para asegurarse de que todas las perlas magnéticas se han sedimentado entre lavados: NOTA. Esto es especialmente cierto dado el aumento de la viscosidad de la solución debido a la glicerina contenida en las memorias intermedias Res.
    5. Lavar el G4-SPB 1x con 1 ml de tampón de 3x Res.
    6. Preparar tampón de elución (EB): 0,5 ml de 3x Res Buffer, 0,1 ml de 0,1 M ATP, y 0,4 ml de H 2 O.
    7. Pre-caliente 1 ml de EB a 37 ° C en tubos de PCR distribuidas por todo el bloque de calentamiento de un termociclador ajustado a 37 ° C.
    8. Pellet G4-SPB con el imán en el hielo y volver a suspender las perlas en 100 L de EB pre-calentado. Inmediatamente transferir las cuentas a un tubo de pre-calentado por PCR y se incuba durante 30 s a 37 ° C.
    9. Sin demora, añadir 12 l de NaCl 5 M y la pipeta hacia arriba y abajo vigorosamente 20 - 30 veces. La combinación de la alta concentración de sal y ATP contenida en la EBsirve para eluir rG4R1 de los G4-cuentas.
      NOTA: Es muy importante reducir al mínimo el número de burbujas que se forman durante el proceso de pipeteado, como burbujas pueden desnaturalizar la proteína.
    10. Inmediatamente sedimentar los G4-SPB con un imán y transferir el eluato que contiene la proteína a un tubo de PCR fresco en hielo (etiquetado con la fecha).
    11. Repetir la elución y transferencia descrito en los pasos 4.5.8-4.5.10; el producto final de este proceso es de esta manera aproximadamente 200 l de EB purificados contienen rG4R1. Aparte dos alícuotas 7 (en tubos de PCR marcados con la fecha apropiada) para uso en el ensayo de actividad enzimática de control de calidad que va a probar si altamente activo rG4R1 de hecho ha sido purificada.
    12. Almacenar el rG4R1 purificada a -80 ° C hasta el momento del ensayo de actividad.

5. Ensayo de la actividad enzimática de Control de Calidad Purificada rG4R1

  1. Para cada preparación de rG4R1 a ensayar, preparar 300 lde tampón de ensayo resolvasa (RAB), en donde cada 30 l contiene 0,2 pmol de ADN G4-Z33 marcado con TAMRA (preparado en el paso 2); la composición de la RAB es la siguiente: 0,1 ml de 3x Res Buffer, 0,01 ml de 0,2 pmol / l G4-Z33-TAM, 0,03 ml de 0,1 M de ATP y 0,16 ml de H 2 O. En una tira de 6 PCR tubos, pipetas 40 l de RAB en el primer tubo y 30 l de RAB en los tubos restantes (mantener los tubos en hielo en este punto).
  2. Recuperar una de las 7 alícuotas rG4R1 (del paso 4.5.11) y colocarlo sobre hielo. Con una pipeta de p20 se establece en 5 l, con cuidado la pipeta hacia arriba y abajo varias veces para mezclar el rG4R1 en la alícuota y la transferencia de 5 l al primer tubo de la tira de 6 tubos de PCR (la que contiene 40 l de RAB). A continuación, establezca la pipeta de 10 ly 10 l transferir en serie a los tubos de PCR restantes contienen RAB.
  3. Inmediatamente después, incubar esta franja de tubos de PCR a 37 ° C durante 30 min en un ciclador térmico, seguido de un mantenimiento de 4 ° C.Abrir los tubos mientras se mantienen a 4 ° C y añadir 2 l de EDTA 0,5 M pH 8 a cada tubo (para detener la reacción enzimática).
  4. Verter un gel de TBE / 10% de glicerol 10% de acrilamida / 1x. Después de retirar el peine, lavar los pocillos con TBE 1x. Añadir 5 l de una gran masa, polisacárido hidrófilo (30% de Ficoll en H 2 O) a cada tubo y la carga de 15 l de cada tubo (la carga de los pozos de nuevo se puede observar el uso de líneas de Schlieren).
    1. Como control para la movilidad G4-ADN, añadir 4 l de una alta masa, polisacárido hidrófilo para 20 RAB l, y la carga de 15 l; como control para desenrollado Z33 monomérico, el calor 20 l de RAB a 98 ° C durante 10 min, añadir 4 l de una masa alta, polisacárido hidrófilo, y la carga de 15 l.
  5. Correr el gel a 120 V durante 2 h con TBE 1x como tampón de ejecución. La imagen de gel en un generador de imágenes multimodal con capacidad de fluorescencia de imágenes utilizando filtros TAMRA-específica (excita con un láser verde nm 532 y utilizar un 580 nm banda de paso del filtro 30 (580 BP 30)).
    NOTA: Una preparación altamente activa de rG4R1 producirá la resolución completa de Z33 marcado con TAMRA en los 3 primeros carriles que se cargaron en el gel, como se muestra en la Figura 2.

6. El agrupamiento de Gran Actividad rG4R1 Preps, la división en alícuotas y almacenamiento

NOTA: Este paso requiere de 2 personas. El número y las necesidades de los ensayos enzimáticos aguas abajo que el rG4R1 purificado se utiliza en determinará cuántos preparativos necesarios antes de la división en alícuotas. Una preparación típica grande consiste en la puesta en común de 8 preparaciones altamente activa (utilizando así un total de 16 500 ml de cultivos bacterianos inducidos), pero esto es un número arbitrario y es específicos para su laboratorio.

  1. Calcular el volumen total de rG4R1 altamente activos, purificados que se va a alícuotas. Típicamente, 7 alícuotas se utilizan en ensayos de aguas abajo. Llenar el bloque de un cicl térmicaer ajustado a 4 ° C con tubos de PCR tira (estos se dividen en partes alícuotas en, como la naturaleza sólida del bloque acelerará el cierre rápido de las tiras de PCR).
  2. Recuperar los tubos de PCR que contienen rG4R1 altamente activo a partir de -80 ° C y rápidamente descongelar los tubos en la mano; cuando una pequeña cantidad de hielo se deja en el tubo, colocar los tubos en hielo. Combinar todas las preparaciones descongeladas rápidamente, en un tubo de 15 ml previamente enfriada y mezclar bien, asegurándose de minimizar las burbujas.
  3. Usando una pipeta de repetición automática, dispensar el volumen de la alícuota deseada en las tiras de tubos PCR pre-refrigerados en el termociclador. Tan pronto como 1 - 2 tiras se han completado, tiene la segunda persona cerrar los párpados y transferirlos a obleas de 96 pocillos que están flotando en nitrógeno líquido (congelación flash es necesario para preservar la actividad enzimática).
    NOTA: No tome más de alrededor de 200 l de rG4R1 en la punta de la pipeta automática a la vez para reducir el tiempo que la enzima no es a las 4DO.
  4. Una vez que los previamente enfriado tiras de tubos de PCR en el termociclador se han llenado de alícuotas y congelado adecuadamente, transferir rápidamente tiras de tubos PCR más pre-refrigerados de hielo en el termociclador y continuar alícuotas. Continuar de esta manera hasta el resto de la enzima se ha alícuotas, flash congelado en nitrógeno líquido, y se transfiere a hielo seco. Finalmente, la transferencia de las alícuotas a -80 ° C para el almacenamiento a largo plazo.

7. La cuantificación de Purified rG4R1 Concentración

  1. Verter un estándar de 5% de apilamiento / 12% solución de acrilamida / SDS gel para la separación de proteínas.
  2. Descongelar aproximadamente 50 l de rG4R1 alícuotas, se combinan en un solo tubo y mezclar bien. Medir el volumen exacto con una pipeta y añadir una cantidad igual de tampón de muestra 2x Laemmli (65,8 mM Tris-HCl pH 6,8, 26,3% (v) de glicerol / w, 2,1% SDS, y 0,02% de azul de bromofenol) + BME (50 l / 950 l de tampón Laemmli 2x). Desnaturalizar la proteína a 98 ° C durante 10 min.
  3. NOTA: Cada estándar de la proteína contenida en los marcadores de PM de amplio intervalo está presente a 0,1 mg / l, a excepción de la proteína de 50 kDa, que está presente en 0,3 g / l. Estos marcadores no necesitan ser desnaturalizado calor.
  4. Retire el peine del gel y lavar los pocillos con tampón de ejecución / glicina 1x SDS estándar. Cargar el equivalente de 25 y 12,5 l de rG4R1 (que es 50 y 25 l de proteína desnaturalizada), aunque el volumen óptimo de la enzima para cargar debe ser determinado por el usuario, como la concentración de las preparaciones enzimáticas variará (por ejemplo, 35 l se cargó en el gel en la Figura 3). Cargar los patrones de proteínas preparadas en el paso 7.3. Asegúrese de que las pipetas estén debidamente calibrados, y se aseguran de ser lo más preciso possibLE con técnica de pipeteado para asegurar la cuantificación exacta.
  5. Correr el gel a 120 V hasta que el frente del colorante ha recorrido aproximadamente 2/3 del gel (para asegurar la adecuada separación de las proteínas que componen los marcadores de amplio rango MW).
  6. Quitar el gel y disponer de la porción del gel que no contienen proteínas mediante la reducción de la basura con una hoja de afeitar. Colocar el gel en una cazuela de vidrio o un recipiente equivalente. Teñir el gel con colorante Coomassie (50 mg de Coomassie R-250 por 100 ml de metanol 50:10:40 v v /: ácido acético: H2O que ha sido filtrada a través de un embudo de papel de filtro) O / N a RT en un conjunto agitador orbital para asegurar la agitación adecuada del gel.
  7. De-mancha el gel con 30:10:60 v / v de metanol: ácido acético: H2O utilizando en ovillo, un pañuelo de papel sin pelusa para acelerar la decoloración. Cambie la solución decolorante según sea necesario. Continuar decoloración hasta que el fondo es suficientemente bajo para visualizar normas rG4R1 y proteínas; un gel típico en esteetapa se muestra en la Figura 3.
  8. Colocar el gel en destained entre un protector de hojas y escanear el gel a ≥300 dpi de resolución. Abra la imagen escaneada en un programa de software de análisis de imágenes (como Fuji Multiguage o equivalente) y preparar las curvas de calibración a partir de los estándares de proteína que corresponden a 75, 100, y 150 kDa (las curvas representan cantidades de gramos frente a las lecturas densitométricas). Asegúrese de restar el fondo de cada carril se cuantificó durante el proceso de obtención de los valores densitométricos.
  9. Suponiendo que la cantidad de volumen de rG4R1 que se cargó en el gel contiene una cantidad de proteína que está dentro del rango lineal de estas curvas de calibración, la cantidad gramo de proteína por microlitro de rG4R1 cargado puede ser extrapolado.
  10. Convertir la cantidad gramo extrapolada de rG4R1 en una cantidad molar utilizando el peso molecular de G4R1, que es 120.000 g / mol.
    NOTA: Para cada gel, tres valores extrapolados serángenerado (uno para cada uno de los tres marcadores de proteínas que se utilizan para generar las curvas estándar: 75, 100, y 150 kDa). Ejecutar otros dos geles y las manchas y cuantificarlos repitiendo los pasos 07/01 a 07/10. Con los resultados de la cuantificación de la primera gel, el usuario será capaz de medir la cantidad necesita rG4R1 para ser cargados en geles adicionales para producir una cantidad que está dentro del intervalo lineal de los patrones de proteína. En total, nueve extrapolar los valores que representan la concentración de gran actividad, rG4R1 purificada. Promedio, estos valores para dar la concentración rG4R1-lote específico final, que es típicamente en el intervalo de 20-100 nM. Se calcula la desviación estándar de estos valores (n = 9).

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Representative Results

Este protocolo (Figura 1) se obtiene rutinariamente casi puro, rG4R1 catalíticamente activo. Como medida de la actividad enzimática, se observa típicamente que el 50% de 0,2 pmol de G4-ADN tetramolecular marcado con TAMRA se convierte en monómeros dentro de la 0,2 - gama l 0.013 de rG4R1, como se ensayó mediante el ensayo de actividad G4 descrito anteriormente (Figura 2). Tinción de Coomassie de rG4R1 purificado indica una única banda en el 120 tamaño esperado kDa, con una banda contaminante menor a ~ 75 kDa, que puede representar truncado rG4R1 que ha mantenido su capacidad de unirse a perlas de G4-ADN y para eluir en un dependiente de ATP forma (Figura 3). La banda de interés se cuantifica frente a una curva estándar de la proteína, y este protocolo suele obtener 200 l de 20-100 nM de enzima purificada por 1 L de cultivo de bacterias.

Figura 1
Figura 1: Esquema de una purificación en dos etapas de G4R1. Un rG4R1 etiquetado-6xHis es mayor purificado a partir de E. coli lisados por primera unión y la elución de Co2 + y conjugado con perlas. Una etapa de unión a perlas magnéticas G4-ADN conjugado sigue. Por último, una etapa de elución dependiente de ATP es necesaria para obtener rG4R1 relativamente puro y enzimáticamente activa. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2
Figura 2: Control de calidad-G4-anulación de ADN de ensayo. Los carriles 1-6: una concentración constante de G4-ADN tetramolecular marcado con TAMRA se incubó a 37 ° C durante 30 min en presencia de diluciones en serie de 4x de rG4R1 purificados que representa 3,9 l, 0,83 l, 0,2 l, 0,05 l, 0.013 l y 0 0.003 l, respectivamente. Carril 7: tetramolecular G4-ADN en ausencia de rG4R1. Carril 8: tetramolecular G4-ADN hervida para reducir la estructura G4 en monómeros en ausencia de rG4R1. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

figura 3
Figura 3: Cuantificación de Purified rG4R1 de concentración. De amplio rango de marcadores de proteínas MW se cargaron en las siguientes cantidades: 500, 250, 125, 62,5, 31,3, y 15,7 ng en los carriles 1 - 6, respectivamente, y se utilizaron para generar una curva estándar de concentraciones de proteína. Carril 7 representa 35 l de rG4R1. Este gel particular, se cuantificó, como parte de un conjunto por triplicado de los geles, lo que resulta en una concentración media de proteína de 62 ± 22 nM desviación estándar (SD; N = 9)..com / archivos / ftp_upload / 55496 / 55496fig3large.jpg "target =" _ blank "> Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Discussion

Este protocolo representa una expresión, purificación, y el esquema de cuantificación altamente eficiente para el aislamiento del producto génico DHX36, G4-Resolvase1 (G4R1, también llamado Rhau y DHX36) (Figura 1). Este protocolo utiliza dos etapas de purificación: Su-etiqueta de purificación de afinidad en perlas de afinidad de cobalto y purificación enzimática sobre perlas G4-ADN-conjugado. El último paso es único, ya que se aprovecha de la afinidad apretado, alta especificidad, y anulación actividad catalítica que tiene rG4R1 para estructuras G4. La afinidad apretado para estructuras G4 (K d en el intervalo de bajo pM) permite un lavado de alta sal (cerca del límite de solubilidad del NaCl) antes de la elución de las perlas G4, reduciendo en gran medida la presencia de proteínas no específicas. La actividad catalítica de G4R1 en estructuras G4 permite la elución específica de rG4R1 activo tras la adición de ATP y MgCl 2. Este esquema de purificación de dos etapas produce consistentemente alta pureza, Catalíticamente activo rG4R1 13 en cantidades adecuadas para la mayoría de los análisis bioquímicos.

Varios pasos clave asegurarán un buen rendimiento de alta pureza, rG4R1 catalíticamente activo. La primera consiste en garantizar las condiciones adecuadas de inducción Su-rG4R1 en la cepa de expresión bacteriano. Hemos encontrado que el mejor rendimiento de la proteína recombinante se produce cuando las células se hacen crecer hasta una DO 600 de no más de 0,4 a 0,6 justo antes de la inducción. Cultivo de las células más allá de este punto puede dar lugar a una pérdida general de recuperación de proteínas, posiblemente debido a la incorporación de rG4R1 en cuerpos de inclusión. En segundo lugar, se obtuvo una mayor concentración de proteína purificada por "en serie" de unión a los lisados ​​a las perlas de afinidad de cobalto. Por ejemplo, estamos obligados el lisado a partir de 0,5 L de cultivos inducidos a las perlas de afinidad de cobalto y luego realizó una segunda unión de otro lisado de un 0,5 L adicionales de cultivo a las mismas perlas de afinidad de cobalto. Estapaso asegura una preparación más concentrada de proteína mediante el aumento del número de moléculas rG4R1 unidos a un volumen dado de perlas, utilizando así la capacidad total de las perlas de afinidad de cobalto. En tercer lugar, el lavado de alta sal después de la unión de las eluciones de afinidad de cobalto a las perlas G4 asegura que se elimina casi toda la proteína de unión no específica a las perlas. En cuarto lugar, la etapa de elución ATP / MgCl 2 permite rG4R1 unido a las perlas G4 para relajarse catalíticamente la estructura tetramolecular en cadenas sencillas, causando rG4R1 para ser liberado de las perlas. No podemos descartar completamente la posibilidad de que el ATP se eluye en un rG4R1 competitiva en lugar de una manera catalítica; sin embargo, esto es menos probable que sea el caso, ya que hemos demostrado previamente que un análogo de ATP no hidrolizable no es suficiente para la unión 13, 18 competitivo. La afinidad de rG4R1 para el desenrollado, el ADN de cadena sencilla es un orden de magnitud menor que tque a partir tetramolecular G4-ADN, y por lo tanto rG4R1 no debe volver a enlazar a las perlas. Para reducir esta posibilidad, sin embargo, este paso debe realizarse a 37 ° C, y el volumen de elución debe ser separado de las perlas lo más rápidamente posible. La etapa de elución se repitió dos veces para asegurar la máxima recuperación. Si las aplicaciones posteriores requieren la proteína a estar libre de contaminantes de ADN, se recomienda un paso de limpieza adicional en la que la preparación purificada se vuelve a obligado a perlas de estreptavidina con el fin de eliminar cualquier ADN biotinilados, si está presente.

Hemos encontrado que rG4R1 es susceptible a la degradación si las condiciones apropiadas no se mantienen durante todo el protocolo. Con el fin de mantener la integridad y la actividad de la enzima, empleamos las siguientes medidas de seguridad críticos. Los inhibidores de proteasa se mantienen presentes en todo el procedimiento de purificación. El protocolo se realizó a 4 ° C, a menos que se indique lo contrario. La proteína se purifica en presencia de lactalbumin y β-mercaptoetanol. El protocolo se lleva a cabo en el momento oportuno (en 1 día para la purificación). Además, hemos encontrado que múltiples ciclos de congelación-descongelación un impacto negativo en la actividad de la proteína, por lo que la proteína alícuota en "un solo uso", 7 alícuotas después de la purificación y almacenar a -80 ° C.

Aunque se requiere la presencia de lactoalbúmina en la preparación para mantener la integridad y la actividad de la proteína, como se mencionó anteriormente, se ha encontrado que esto también puede impedir aplicaciones posteriores. Otras moléculas potencialmente interferentes que están presentes en la preparación purificada rG4R1 incluyen ATP, β-mercaptoetanol, y ADN de cadena-escogido. Por ejemplo, hemos encontrado esta preparación de proteína que es incompatible con el análisis BIACORE debido a la alta señal de fondo de los componentes del tampón. Además, la presencia de lactoalbúmina en la preparación de proteína impide el uso de la norma Bradfordy BCA ensayos de cuantificación de proteínas. Sin embargo, hemos desarrollado un método de cuantificación basado en gel alternativa para eludir esta limitación.

Este procedimiento de purificación, que aprovecha la actividad enzimática de G4R1 como un medio para purificar específicamente, hace que este método distinto de otros métodos. Por ejemplo, otros grupos han expresado marcado con FLAG en células humanas rG4R1 15, 25 o rG4R1 GST-etiquetados en células de insecto y se purificó 26 por cromatografía FLAG- o GST-afinidad, respectivamente. Estos métodos tienen la ventaja de estar hecho en un sistema de expresión eucariota en comparación con un sistema de expresión bacteriana. Se encontraron valores estimados K D de la resultante purificada GST-G4R1 para estructuras G4 ser un orden de magnitud superior 14 que nuestro informado K d valores de 12, 13. Atribuimos This discrepancia en los valores de Kd a las diferencias asociadas con una etiqueta de GST más voluminoso en comparación con un 6xHis-tag, las diferencias en los grados de pureza obtenidos a partir de estos dos esquemas de purificación, y las diferencias en el grado y tipo de modificaciones post-traduccionales adquirido en un bacteriana frente a una sistema de expresión de insectos. Nuestro enfoque tiene una clara ventaja sobre las alternativas antes mencionadas debido a que la purificación de esta proteína depende directamente de su actividad enzimática. Por lo tanto, se obtiene principalmente una enzima que se ha doblado y modificado de una manera tal que mantiene sus propiedades enzimáticas. Otros técnicas de afinidad de la etiqueta y / o de exclusión por tamaño son incapaces de separar la enzima activa de la enzima enzimáticamente muerto. Sería útil para el futuro desarrollo del protocolo de combinar los puntos fuertes de los protocolos de purificación de otros grupos 15, 25, 26 (es decir, una célula humana expresa o insectoSistema de iones) con la fuerza de nuestro protocolo (es decir, la purificación catalítica de base) para mejorar aún más con este método.

Aunque este protocolo es actualmente específico para G4R1, que podría ser fácilmente adaptado a cualquier, proteínas G4-resolver dependientes de ATP, incluyendo, pero no limitado a, BLM, WRN, FANCJ, las proteínas hnRNP, hPif1, y / o ChlR1 / DDX1. Al alterar la secuencia del ácido nucleico unido a las perlas de estreptavidina, este protocolo se podría adaptar para purificar otras enzimas dependientes de ATP de ácido nucleico para el que el producto de la reacción enzimática ya no es un sustrato para la enzima, incluyendo helicasas de ácido nucleico y nucleasas.

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Disclosures

Los autores no tienen nada que revelar.

Acknowledgments

Nos gustaría dar las gracias a nuestras fuentes de financiación, incluyendo una generosa donación de la Fundación Ware (a JPV), los Institutos Nacionales de HealthGrant T32-CA079448 (para PJS), y los fondos de inicio de la Ball State University (a PJS). Los donantes no tenía papel en el diseño del estudio, la recogida y análisis de datos, decisión a publicar, o la preparación del manuscrito.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
TriEx4-DHX36 plasmid Addgene 68368
Rosetta2(DE3)plysS competent cells Novagen 71403-4
S.O.C medium Thermo Fisher Scientific 15544034 
Difco Terrific Broth Becton Dickinson 243820
Glycerol Sigma-Aldrich G5516
Chloramphenicol Sigma-Aldrich C1919 35 µg/mL in bacterial plates/large cultures
Carbenicillin (plant cell culture tested) Sigma-Aldrich C3416 50 µg/mL in bacterial plates/large cultures
Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG) Sigma-Aldrich I6758
Lysozyme (from chicken egg white) Sigma-Aldrich L6876
1 M Tris-HCl, pH 8 Universal Scientific Supply Co.  1963-B or from standard source
1 M Tris-HCl, pH 7 Universal Scientific Supply Co.  1966 or from standard source
1.5 M Tris-HCl, pH 8.8 For casting resolving gel (for protein quantitation gel); From standard source
1 M Tris-HCl, pH 6.8 For casting stacking gel (for protein quantitation gel); From standard source
1 M Tris-Acetate, pH 7.8 Universal Scientific Supply Co.  1981 or from standard source
70% Ethanol From standard source
Magnesium chloride (1 M solution) Life Technologies AM9530G
Sodium chloride Sigma-Aldrich S7653
Sodium acetate Sigma-Aldrich S8750
20x SSC Universal Scientific Supply Co.  1665 or from standard source
β-mercaptoethanol (2-BME) Sigma-Aldrich 63689
Protease inhibitor cocktail Sigma-Aldrich P8849
Leupeptin hemisulfate Sigma-Aldrich L8511
Streptavidin paramagnetic beads Promega Z5482
0.5 M EDTA, pH 8  Universal Scientific Supply Co.  0718 or from standard source
0.2 M EDTA, pH 6 Universal Scientific Supply Co.  From standard source; initially adjust pH with NaOH, then adjust pH back down with HCl.  
A-lactalbumin (Type 1 from bovine milk) Sigma-Aldrich L5385
Cobalt metal affinity beads Clonetech 635502
L-Histidine Sigma-Aldrich H8000
Acetic acid, glacial Fisher Scientific A38-500
Adenosine 5'-Triphosphate (from bacterial source) Sigma A7699
40% acrylamide/Bis solution (37.5:1) Biorad 161-0148
Glycine Sigma-Aldrich 50046 to make protein gel running buffer (192 mM glycine, 25 mM Tris Base, 0.1% SDS)
10% Sodium dodecyl sulfate (SDS) Universal Scientific Supply Co.  1667 to make protein gel running buffer (192 mM glycine, 25 mM Tris Base, 0.1% SDS); or from standard source
10x TBE  Sigma-Aldrich 11666703001 or from standard source
Tris base Fisher Scientific BP152-1 to make protein gel running buffer (192 mM glycine, 25 mM Tris Base, 0.1% SDS); From standard source
TEMED Sigma-Aldrich 411019
Ammonium persulfate (APS) Sigma-Aldrich A3678
Broad Range Protein MW markers Promega V8491
Biotinylated Z33 oligo ("Z33-Bio") Oligos Etc 5’ AAA GTG ATG GTG GTG GGG GAA GGA TTC GGA CCT-biotin 3’
TAMRA-Z33 oligo ("Z33-TAM") Oligos Etc 5’ TAMRA-AAA GTG ATG GTG GTG GGG GAA GGA TTC GGA CCT 3’
Fluor-coated TLC plate Life Technologies AM10110
Ficoll Sigma-Aldrich F2637 30% in H2O
Coomassie R-250 Sigma-Aldrich 27816
Methanol Fisher Scientific A412
Multiband UV lamp Capable of emitting UV light at 365 nm
Table-top centrifuge (with swinging bucket rotor) Capable of being cooled to 4 °C
Microcentrifuge Capable of being cooled to 4 °C
Digital Sonfier Branson Or equivalent capable of delivering sonication pulses (30% amplitude, 2 s ON/2 s OFF)
50 °C water bath For formation of Z33 into quadruplex
37 °C incubator for bacteria For bacterial transformations and initial overnight growth of large cultures of Rosetta2 E. coli transformed with TriEx4-DHX36
37 °C/14 °C shaking incubator for bacteria For growth and protein induction of large cultures of Rosetta2 E. coli transformed with TriEx4-DHX36
Spectrophotometer capable of reading OD600; capable of reading oligomer concentrations based on base sequence (such as Biorad SmartSpec 3000)
Thermometer From standard source
PCR strip tubes From standard source
15 and 50 mL centrifuge tubes (polypropylene) From standard source
Microcentrifuge tubes (2.0 mL) From standard source
500 mL centrifuge bottles (polypropylene) Thermo Scientific 3141-0500
Standard array of pipet tips and serological pipettes From standard source
Gel-loading tips From standard source
Automatic repeating pipette For quick aliquoting of rG4R1; From standard source
Thermal cycler From standard source
Liquid Nitrogen From standard source
Dry ice From standard source
Laemlli sample buffer  Biorad 161-0737
Apparatus for running large slab gels Biorad We have used the Protean II xi cell apparatus from Biorad
Magnet Life Technologies 12301D We use a magnet from One Lambda (Now a Thermo Fisher Scientific brand); and Life is also a subsidiary of Thermo, and thus the magnet listed here should be a suitable replacement
Razor blades From standard source
Filter paper and funnel From standard source
Glass casserole dish From standard source
Orbital shaker From standard source
Kimwipes From standard source
Clear sheet protectors From standard source
Scanner and associated TWAIN software From standard source
Image analysis software Such as Fuji Multiguage, or equivalent
Microsoft Excel Or equivalent 

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References

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Un enfoque ADN afinidad G-cuádruplex para la purificación de enzimáticamente activa G4 Resolvase1
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Routh, E. D., Creacy, S. D., Beerbower, P. E., Akman, S. A., Vaughn, J. P., Smaldino, P. J. A G-quadruplex DNA-affinity Approach for Purification of Enzymatically Active G4 Resolvase1. J. Vis. Exp. (121), e55496, doi:10.3791/55496 (2017).More

Routh, E. D., Creacy, S. D., Beerbower, P. E., Akman, S. A., Vaughn, J. P., Smaldino, P. J. A G-quadruplex DNA-affinity Approach for Purification of Enzymatically Active G4 Resolvase1. J. Vis. Exp. (121), e55496, doi:10.3791/55496 (2017).

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