Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Biochemistry

Enzimatik olarak aktif G4 Resolvase1 saflaştırılması için bir G-dörtlüsü DNA eğilim yaklaşım

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

Summary

G4 Resolvase1 G4-bağlama proteini için dar bildirilen afinite ile G-dörtlüsü (G4) yapılara bağlanan ve HeLa hücreleri G4-DNA ayırma aktivitesinin çoğunluğunu temsil eder. Biz özellikle, katalitik olarak aktif yeniden birleştirici G4R1 saflaştırmak için afinite ve G4 Resolvase1 ATP'ye bağımlı açma aktivitesi koşum yeni bir protokol açıklar.

Abstract

Yüksek mertebeden DNA'nın yapısı hem DNA ve RNA guanin zengini bölgelerde oluşabilir G-quadruplexes (G4s, G4 yapılar) olarak adlandırılan ve son derece termal stabildir. Orada, insan genomunda> 375.000 putatif G4-oluşturucu dizileri vardır ve bunlar promoter bölümleri, çevrilmemiş bölgeleri (UTRs) 'de zenginleştirilmiştir ve telomerik tekrarlama olan. Nedeniyle bu yapıları replikasyon ve transkripsiyon gibi hücresel süreçleri etkileyecek potansiyeli, hücre onları yönetmek için enzimler gelişti. Böyle bir enzim, biyokimyasal ve laboratuar Nagamine ve arkadaşları tarafından ortaklaşa karakterize G4 resolvaz 1 (G4R1) 'dir. ve son derece sıkı bir şekilde (düşük uM aralığında Kd) her iki G4 DNA ve G4-RNA bağlanma bulundu. G4R1 HeLa hücre lizatlarında G4 çözme aktivitesinin çoğunun nedeni bu yana telomer metabolizması, lenf geliştirme, gen transkripsiyonu, hematopoiezin ve bağışıklık takibinde rol oynadığı işaret edilmiştir. ef becerisificiently ifade ve katalitik olarak aktif G4R1 G4 yapıları ve G4-çözme enzimlerin kinetik etkileşim içine daha fazla anlamada ilgilenen laboratuarlar için önem taşımaktadır arındırmak. Burada, rekombinant G4R1 (rG4R1) saflaştırılması için ayrıntılı bir yöntemi açıklanmaktadır. anlatılan prosedür, bir C-terminali histidin etiketli enzim geleneksel afinite bazlı saflaştırma bağlanan ve bir ATP son derece aktif enzim saflaştırmak için G4 DNA gevşemeye rG4R1 yeteneğinin kullanımı ile insan kodon optimize bakterilerde ifade kapsar bağımlı elüsyon adımı. protokol, rG4R1 enzimatik aktivitesi G4 DNA gevşemeye saflaştınlmış enzim yeteneği incelenerek ölçüldüğü bir kalite kontrol adımı içerir. Bir yöntem olup saflaştırılmış rG4R1 ölçümü sağlar tanımlanmaktadır. Bu protokolün alternatif uyarlamaları tartışılır.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

G4 yapılar DNA ve RNA'nın guanin zengini bölgeler içinde formu son derece kararlı bir nükleik asit ikincil yapılardır. G4 yapılar Hoogsteen-bağlanma etkileşimleri yoluyla stabilize önemli ölçüde G4 yapıları 1, 2, termal stabilitesi katkı tek değerli katyonların (örneğin. K +, Na +) merkezi boşluk içinde bağlama koordinat. Erken biyoinformatik çalışmalar insan genomu> 375000 "potansiyel G4 oluşturan motifler" 3, 4 içerdiğini ileri sürdü. Daha yakın tarihli bir çalışma tahminleri başka bir çalışma insan genomunda 6 716.310 farklı potansiyel G4 oluşturan dizileri tahmin ederken G4 motifleri sayısı 2-5 5 faktör daha yüksek olduğunu göstermektedir. G4-şekillendirme dizileri evrimsel korunmuş ve rastgele dağılmış değilGenom. G4 motifleri gen kodlama bölgelerinde zenginleştirilmiş ve tüm gen promoteri% 40 yukarı doğru G4 motifleri 7 içerir. İlginç bir şekilde, bir gen G4 motifleri takviye derecesinin genin fonksiyonunu önermek gösterilmiştir. Örneğin, gelişiminde rol oynayan proto-onkogenler ve genler tümör baskılayıcı genlerin 8, 9 den G4 yapılarının önemli ölçüde daha fazla zenginleştirme var.

yüksek termal kararlılıkları sayesinde, genom boyunca neredeyse her yerde bulunması, ve önemli ölçüde büyük hücresel süreçleri etkileme potansiyeli, hücre bu yapıları yönetmek için enzimler gelişti bulmak için şaşırtıcı değildir. , Insan (HeLa) hücreleri 10 tetramolecular G4-DNA çözülmesi aktivitesi çoğunluğunun kaynağı olarak karakterize edilen Böyle bir enzim G4 Resolvase1 (ayrıca RHAU ve DHX36 adı G4R1) 'dir. O zamandan beri, bu gösterilmiştir that G4R1 biçimde bağlanır ve bir katalitik G4-bağlayıcı protein, 11, 12, 13 sıkı bildirilen Kd ile tetramolecular ve tek moleküllü G4 DNA ve G4 RNA unwinds. Buna ek olarak, G4R1 G4-çözme aktivitesi Telomer / telomeraz biyoloji 11, 14, 15, 16, transkripsiyon ve ekleme 17, 18, 19, 20, geliştirme 21 hematopoez içeren biyokimyasal ve hücresel süreçlerin, geniş bir yelpazede implike edilmiştir 21 ve bağışıklık düzenleme 22, 23. G4 dizilerinin bir üstünlüğü özellikle genom ve çeşitli hücresel p boyunca yer alan ileG4R1 geçenlerde ifade ve verimli bu proteinin biyokimyasal mekanizmaları ve davranışları ortaya çıkması için rG4R1 son derece önemli olacaktır son derece aktif arındırmak yeteneği ile ilgili olduğu karıştığı edildiğini rocesses.

Burada, yeni bir ifade ve verimli bir şekilde aktif enzim izole etmek rG4R1 ATP'ye bağımlı, G4-çözme aktivitesi yararlanır saflaştırma şeması (Şekil 1) göstermektedir. G4R1 olduğu gibi bu şema, enzimatik reaksiyonun ürünü artık bağlanması için bir substrat olan diğer ATP bağımlı nükleik asit enzimleri saflaştırmak için uyarlanabilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

G4-DNA Yapıları 1. Hazırlık rG4R1 (Biyotinile G4-DNA G-dörtlüsü Oluşturulması) Saflaştırılması Kullanılacak

  1. 5 'AAA GTG ATG GTG GTG GGG GAA GGA TTC GGA CCT-biotin 3': 1 μmole-ölçekte Z33-Bio denilen şu DNA oligomer, sipariş. biyotin parçası oligomerin 3 'ucunda olduğundan emin olun.
  2. 450 mM Tris-HCI pH 8, 25 mM EDTA ve 2,500 mM NaCI: 10x G4 tamponu hazırlayın.
  3. su 250 uL Z33 oligomer tekrar süspansiyon (böylece oligomer konsantrasyonunun ~ 2.5 mM) olduğunu. 10x G4 tampon 25 mcL ekleyin ve karıştırın. ~ 48 saat boyunca 50 ° C 'de oligomer inkübe edin.
  4. Kısaca yoğunlaşmayı (~ 1.000 xg, 10 s) toplamak için tüp aşağı doğru döndürün. Yüksek kütle ~ 50 uL ekleyin, (H 2 O% 30 Ficoll) hidrofil polisakkarit ve karıştırın. % 10 akrilamid / 1 x TBE /% 10 gliserol jel (16 cm x 16 cm x 1 mm jeli boyutları) dökün. Jel polimerize sonra, 1x TBE ve yük kuyu yıkamaeşit Jel en boyunca oluşturulan Z33-Bio oligomeri (Örnek şeritli yükleme Schlieren hatları ile görselleştirilebilir).
    1. jel sonunda bir şeritte (bu, yapılandırılmamış bir kontrol olarak görev yapacak), 10 dakika boyunca 98 ° C'de ısıtılmış olan oligomer küçük bir bölümünü, hem de bir jel yükleme boyası bir miktar yük şerit jel tükendi ne kadar izlemek.
  5. Jel Yürütme tampon 1x TBE kullanarak, boya cephesinin, jel, en azından 1/3 kadar, geçilen 120 V de jel üzerinde çalıştırıldı.
  6. Bir levha koruyucusu olarak onun kaba yüzü yukarı bakacak şekilde bir ince tabaka kromatografisi plakası yerleştirin (veya plastik örtü ile kaplayın). cam plakalar birini çıkarın ve levha koruyucusu yüzeyine jel aktarın. havai ışıklar ve UV gölge jel (: 365 nm uzun dalga boyu) kapatın. taze jilet kullanın ve erimiş göreli (yavaş hareketlilik olan) jel yüksek koşarak olarak görülecektir G-dörtlüsü-Z33-Bio bant kesiped kontrolü.
  7. 50 ml tüp içinde oluşturulmuş G4 DNA içeren bir jel dilimi yerleştirin ve jel dilim karşılamak için yeterli ıslatma tampon eklemek (ıslatma tamponu 1/3 hacme 10x TBE, 1/3 hacim, doymuş sodyum asetat ve 1/3 oluşmaktadır birim H2O). 37 ° C inkübatör (nonhumidified) yerleştirilir ve / nO inkübe edin.
  8. 15 ml tüp çözüm aktarın ve (10 mM Tris-HCI, pH 8, 2.5 mM EDTA pH 8 ve% 0.05 sodyum azid içinde 20 mg / mL glikojen stok) 1/10 hacim glikojen ekleyebilir ve ~ 1.2 x hacim izopropanol .
    NOT: Sodyum azid akut toksik, bu yüzden dikkatli kullanın!
    1. Karıştırın ve en azından 2 saat boyunca -20 ° C'de tüp yerleştirin. bir masaüstü santrifüj 2700 xg'de tüp spin 12 dakika boyunca 4 ° C'ye kadar soğutuldu. Yavaşça topak G4 DNA'dan çözelti süzün. % 70 ile pelet 3 kere yıkayın EtOH + 50 mM NaCl (yıkama tuz G4 istikrar için kritik öneme sahiptir). havsız kağıt mendil ile fitil uzakta aşırı sıvı.
  9. yerEn az 2 saat boyunca buzdolabında yıkandı peletler hidrat ve daha kolay yeniden süspanse edilmesi için izin vermek. PLE tamponunda 50 ul pelet (10 mM Tris-HCI pH 8, 50 mM NaCl ve 0.05 mM EDTA, pH 8) yeniden süspanse edin.
  10. H2O 495 uL içine bu oluşan DNA, G-dörtlüsü 5 uL yerleştirin ve ekstinksiyon katsayısı olan (oligomerin Z33, DNA oligomeri sönüm katsayısı nükleotid bileşim girerek tespit sağlayan bir spektrofotometre kullanarak ölçmek A = 8 baz bileşimi, C = 3, Y = 15 ve T = 7) 341.946 L / mol / cm'dir. oluşan, G-dört katlı DNA 4 kolu oluşur gibi, 25 (100 değil) halinde seyreltme faktörünü girin.
  11. -20 ° C'de tüp ve mağaza başına 3 ODS (OD 260 birim) hacim eşdeğer alikotu; H2O 495 uL ilave edildi 5 uL 3 OD 260 okuma verir, örneğin, daha sonra 5 uL hacimde hazırlanır.

G4, DNA yapılarının 2. Hazırlık rG4R1 bir enzimatik aktivite deneyi Kullanılacak (Oluşturulması G4-DNA TAMRA etiketli)

  1. 1 μmole-ölçekte Z33-TAM denilen şu DNA oligomer, Sipariş: 5 'TAMRA AAA GTG ATG GTG GTG GGG GAA GGA TTC GGA SKK 3'. TAMRA kısmı oligomer 5 'ucunda olduğundan emin olun.
  2. Bu ultraviyole (UV) gölgelendirme hariç G-dörtlüsü oluşumu için Bölüm 1'de belirtilen tetramethylrhodamine (TAMRA) G-dörtlüsü çıplak gözle kolayca görülebilir -etiketli çünkü gerekli değildir aynı prosedürü takip edin. Yine, jel üzerinde erimiş kontrolü de emin olun.
  3. Aşama 1 'de olduğu gibi, TAMRA etiketli DNA, G-dörtlüsü bir spektrofotometre okuma aldıktan sonra PLE tamponunda 0.2 pmol / uL oluşturulan G-dörtlüsü seyreltin. Son olarak, -20 ° C de,% 10 nihai konsantrasyona ve mağaza gliserol ekleyin.

3. (DE3) Transform pLysS PTR ile Yetkili HücreleriEx4-DHX36 (plazmid kodlayan insan G4R1) ve / büyük bakteriyel kültürler mi yol Grow

  1. TriEx4-DHX36 plazmid elde edilir.
  2. 20 uL alikotları bakteri kısım ve -80 ° C'de saklayın. SOC ortamı alikosu (% 2 tripton,% 0.5 maya ekstresi, 10 mM NaCI, 2.5 mM KCI, 10 mM MgCI2, 10 mM MgSO 4, ve 20 mM glükoz) içinde 80 ° C 'de 80 uL alikotları saklayın.
  3. karbenisilin (CARB) / kloramfenikol (CAM) LB-agar plakaları hazırlayın. CARB ve CAM stok konsantrasyonları 50 mg / mL H2O ve 35 mg / EtOH, sırasıyla bu 1,000x konsantre edildi% 70 mi; Bu şekilde, LB agar seçme plakaları son konsantrasyonları, sırasıyla 50 ug / ml ve 35 ug / mL, bulunmaktadır.
  4. Buz üzerinde bakteri 1 kısım yerleştirin ve oda sıcaklığında SOC ortamı 1 kısım yerleştirin. Bakteri pTriEx4-DHX36 plazmid 1 ug ekleyin ve karışımı pipet ile hafifçe karıştırılır. 42 & # bir başka sonra 5 dakika ve ısı şoku buz üzerinde inkübe176; 30 sn bekletilmiştir. 2 dakika için buz üzerine yerleştirin ve SOC ortamı ilave edin.
  5. ve 37 ° CO / N inkübe - önceden ısıtılmış seçme plakaları üzerinde dönüştürülmüş bakteri plakası (Tek koloniler kolayca büyük kültürler aşılanır, böylece düşük bir koloni yoğunluğu sağlamak için, 10 ul, tipik olarak, küçük bir hacim, örneğin 5 plaka) eritin.
  6. Üreticinin talimatlarına uygun olarak 24 Terrific suyu hazırlayın. Büyük şişesi başına 500 ml yapmak kısa bir sıvı döngüsünde ve otoklav (gliserol ekleyin emin olun).
  7. çorbasına CARB / CAM (50 ug / ml / 35 ug / ml) ilave edilir ve daha sonra suyu içine bir bakteri kolonisi ve pipetleme ihtiva eden (P1000 pipet kullanarak) fişleri agar alarak kültürlerinin aşılanması. Onları havalandırmak ve ardından sallayarak olmadan 37 ° CO / N kültürlerin inkübe şiddetle kültürleri girdap.
  8. Bir sonraki gün, 37 ° C bir çalkalayıcıda kültürleri yerleştirin ve ~ 225 rpm'de çalkalanır. OD 600 kadar kültürleri büyümek yaklaşık 0.4 -İlk hücre yoğunluğuna bağlı olarak, 6 saat - tipik olarak yaklaşık 4 alacak 0.6.
    NOT: Bu spektrofotometrik okumalar yoluyla periyodik yoğunluk izleme gerektirir ve 0.5 ODS çok üzerinde kültürlerin büyümek değil önemlidir. spektrofotometrik okumaları için boş olarak, bakterilerin 1 ml aşağı spin ve kararma çözüm olarak açıklık suyu kullanın.
  9. Uygun OD 600 elde edildikten sonra hemen buz üzerine kültürleri yer ve hızlı bir şekilde 10 ° C'ye kadar soğutmak. % 70 EtOH ile temiz sildi bir termometre kullanarak sıcaklığını izlemek. Bu ileri bakteri üremesine önce rekombinant protein indüksiyon sınırlamak gibi, hızlı bir şekilde buz üzerinde iken şişeler çevirerek soğutma hızlandırın.
  10. 1 mM nihai konsantrasyonda (~ 120 mg / 500 ml kültür) için IPTG ilave edin ve daha sonra ~ 17 için 14 ° C 'de 80 rpm'de sallamak - 18 saat. protein indüksiyonu için ideal sıcaklık 14 ° C olduğu tespit edilmiştir; En iyi bunu başarmak için, soğutulmuş su banyosu sarsıcı loc kullanıngeleneksel soğuk odada ated ve elle termometre ile su banyosu sıcaklığını kontrol edin.
    Not: İçinde bir termometre ile bir su şişesi inkübe edilmesi 80 rpm'de sallama ile dijital ayarlanan sıcaklık ayar istenen sıvı sıcaklığını (test, bu elde edileceğini test için gerekli olan, ancak alternatif olarak, bir hava ile soğutulan çalkalayıcı / inkübatör kullanımı bir kaç saat, 14 ° C'ye kadar buna göre ayarlayarak, dijital sıcaklık ayarlama) ulaşılır.
  11. buz üzerinde kültürleri yerleştirin ve adım 3.9 gibi hızlı bir şekilde soğutmak. Bakteri küçük bir kısım alın ve bir OD 600 okuma alır; 1.2 OD 600 - ideal, kültürler yaklaşık 0.8 indüksiyon sırasında iki katına olacaktır.
  12. 500 mL santrifüj tüplerine bakteri aktarın ve el tüpler arasındaki ağırlık eşitlemek için bakteri kültürü kullanarak dengelemek. Dengeli sonra, 4 ° C'de 20 dakika boyunca 3,840 x g'de santrifüj. açıklık suyu dökün ve bakteriyel PEL dondurmakProtein saflaştırma zamanına kadar -80 ° C 'de sağlar.

İnsan rG4R1 4. saflaştırılması

  1. Çözülme ve Bakteri peletleri, lize.
    1. (TN tamponu 100 mM Tris pH 7.5 ve 50 mM NaCI oluşur) ilave edilmiştir TN tamponda 3 mL bakteriyel pelet çözülme. el ve çözülme girdabında şişeleri tutun / bakteriyel pelletini. Bir kez eritildi ve nispeten eşit süspansiyon (5 ml pipet ile pipetleme ile aşağı gerçekleştirilebilir fazla süspansiyon) TN tampon maddesi ile 5 mL hacim getirmek.
      NOT: arıtma işlemi ile konfor kullanıcının seviyesine bağlı olarak, hazırlık gününde 2 veya 4 ya şişe / çözülme hazırlık için tipiktir.
    2. H2O 250 uL lizozim 20 mg çözülür (kültür başına) ve yeniden süspansiyon haline bakterilere ekleyin. elinde şişe dönen iken 10 dakika - lizozim ~ 5 bakterileri sindirmek için izin verin.
      NOT: sus rengiEmeklilik sindirim ilerledikçe biraz hafifletmek başlayacak ve süspansiyon nispeten ağdalı olmayan olacaktır. Kültürler çok büyümüş (yani daha büyük 1.2 OD 600 hariç) ise, o zaman, bakteriyel DNA, bu aşamada, istenmeyen viskozite neden olabilir kromozomal.
    3. proteaz inhibitör kokteyli (PIC) ve löpeptin biri 10 uL kısım 250 ul. İyice karıştırın.
    4. buz üzerine yerleştirin ve soğuk TN tamponu ve 10 mL BME 22 uL ekleyin. 50 ml tüp aktarın.
    5. % 30 genlik ayarlanmış bir dijital sonikatör ile buz üzerinde bakteri ses dalgalarına maruz. ON 2 s Darbe ve 1 dakika boyunca 2 s KAPALI. Örnekler sonikasyon adımlar arasında en az 2 dakika süreyle buz üzerinde soğumaya bırakıldıktan, sonikasyon 3 kez tekrarlayın.
      NOT: Birden fazla kültürleri ile sonikasyon tekrarlamalar tekrarlamadan önce sırayla her biri ses dalgalarına maruz. sonication sırasında yeterince bakteri hücresi içerisinde batık sonication ucu tutmak için dikkatli olun, ama th dokunmadan değilBu şekilde tüpün e kenarları, aşırı ısı üretecektir.
    6. Soğuk 4x SSC leupeptin PIC + 1 kısım + 20 uL BME + 50 uL eşit hacimde (15 mL) ilave et ve karıştır.
    7. Bir masaüstü santrifüj içinde 4 ° C'ye kadar önceden soğutulmuş, 20 dakika boyunca 2300 x g'de santrifüj lizatları. Taze, önceden soğutulmuş 50 ml tüplere süpernatant aktarın (büyük kültür başına 1 tüp prepped edilir).
  2. G4-manyetik boncuk hazırlayın.
    1. streptavidin paramanyetik boncuk 1 ml (SPB) süspansiyon (1 L başına kültür) alın ve bir 1.5 mL mikrosantrifüj tüpüne aktarın. bir mıknatısla SPB pelet ve boncuk yıkanması için kullanılan aynı çözeltisi 200 uL 2 x SSC + 5 mM EDTA pH 8 tekrar süspansiyon ile yıkanmış, SPB 2x yıkayın.
    2. SPB süspansiyon G4-DNA (Bölüm 1 hazırlanan Z33-Bio G4) bir 3 OD kısım ekleyin ve birkaç kez aşağı yukarı pipetleme ve hızla karıştırın. bir karıştırıcı üzerine koyun ve tüpler, en az 30 dakika (ve en fazla 60 dakika) oda sıcaklığında döndürün.
    3. kıçtaer dönme bu dönemde,% 0.4 lactalbumin 1 ml ekleyerek G4 bağlı SPB engellemek, ve gerektiği kadar buz üzerinde tutmak. 1x Tris-glisin kullanılarak% 4 laktalbümin stoktan% 0.4 lactalbumin sulandırmak.
      Not: (a / h) ilk önce 1x PIC ve% 0.05 sodyum azid daha eklenmesi ile, 2 M glisin, pH 7.5 içinde çözünmesi ile hazırlanmıştır hazır% 4 laktalbümin.
  3. Bind (adım 4.1 dan devam) kobalt boncuk (CB) için rG4R1 histidin-etiketli.
    1. açıklık bakteriyel lizat içeren her 50 ml tüp (0.5 mi tanecik hacmi eşdeğeri) CB bulamacın 1 ml. bir karıştırıcı üzerine oda sıcaklığında 20 dakika boyunca inkübe edin.
      Not: 0.5 ml tanecik hacmi açıklık lizat, 1 L başına kullanılır; 500 mL'lik iki bakteri kültürleri hazırlanır, örneğin, sadece seri st CB ile aynı 0.5 mL bağlanmış olan ikinci kültürden lizat olarak, bu noktada kültürler birinden açıklık lizat içeren 50 ml tüp CB eklemeep 4.3.3).
    2. 4 ° C'de bir masaüstü santrifüj cihazında 5 dakika boyunca 110 x g'de CB Spin. dikkatle sıvı aspire ve topak haline CB rahatsız etmeyecek şekilde sıvı birkaç mL bırakın. Soğuk 4x SSC + BME 15 mL (4x SSC BME / mL 0.5 uL) - 10 ile yıkayın.
      Not: yıkama için, bunun yerine pipetleme topak kobalt boncuklar üzerine doğrudan 10-15 ml dökün pipetleme boncuklar kaybolur pipet ve protein içine takılıp kalmasına neden olur.
    3. Santrifüj yoluyla tekrar CB pelet ve sonra pellet haline CB üzerine (2. büyük kaynaklı bakteri kültürü temsil eden, 30 mL) aşağıdaki açıklık lizat dökün. Rotator oda sıcaklığında bir 20 dakika daha inkübe edilir ve akabinde 4x SSC + BME 10-15 mL ile iki kez yıkayın. 4 ° C'de 5 dakika boyunca 110 x g'de Pelet.
    4. İkinci yıkamadan sonra, sıvı aspire ve tüpün altındaki boncuk / sıvı yaklaşık 2 mL bırakın. ile önceden soğutulmuş 2 ml tüp proteine ​​bağlı CB aktarma1 ml "geniş çaplı" pipet kullanarak.
      NOT: proteine bağlı kobalt boncuk kaybını azaltacaktır bu "geniş çaplı" pipet kullanımı gibi, transferden önce ucu ucuna kesmek için yeni bir jilet kullanın.
    5. Kısaca, 4 ° C de bir mikrosantrfuj yüksek hızda (~ 18,000 xg) 2 ml tüp boncuk santrifüj (~ 5-10, hepsi bu pratik topaklama için gerekli olan). Yavaşça kaldırmak ve proteine ​​bağlı CB kaybetmemek için dikkatli olmak, pipetleme süpernatant atın.
  4. CB rG4R1 Zehir.
    1. soğuk bir odada 5 dakika boyunca, bir döndürücü üzerinde histidin elüsyon tamponu (HEB) 0.5 mL CB inkübe edin. HEB eklerken Yine, sadece boncuklar üzerine 0.5 ml pipet (CB kaybı ortadan kaldırmak için) ve tüp ters çevrilerek yeniden süspanse boncuklar. HEB 0.7 M L-histidin, pH 6 (pH asetik asit ile ayarlanır) 'dir.
    2. 1 dakika için 4 ° C mikrosantrifüj 18,000 x g'de santrifüjleyin. süpernatant aktarınBir 15 ml tüp önceden soğutulmuş. Yavaşça çıkarın ve CB üzerine bir sıvı bırakarak, dikkatli bir pipetleme protein içeren süpernatant aktarın.
    3. Tekrar 3 HEB elüsyon toplam 4.4.1 ve 4.4.2 adımları.
    4. 0.2 M EDTA, pH 6.0 ile bir kez elüte; EDTA kobalt şelatlayarak olarak CB rengi beyaz pembe değişecektir.
    5. Dördüncü ve son yıkama 15 ml'lik bir tüpe transfer edildikten sonra, 1 ml pipet ucu ucunda bir jel yükleme ucunu kullanarak CB bakiye elüsyon tamponu pipet; borunun alt ucu daldırarak, artan protein ihtiva eden elüsyon tamponu toplanabilir.
  5. G4 bağlı SPB rG4R1 bağlanan ve bir ATP-bağımlı bir şekilde yeniden birleştirici enzim Zehir.
    1. 250 mM Tris-asetat, pH 7.8, 250 mM NaCl, 2.5 mM MgCl2 ve% 50 gliserol: 5x Res tamponu hazırlayın. 3x Res tampon hazırlayın: H2O, 2 ml 5X Res tamponu,% 0.4 süt albümini 0.33 mL (d 0.915 mi1x Tris-glisin), BME 0.010 mL, MgCl2 1 M 0.015 mL, PIC bölgesinin 0.050 ml ve leupeptin 0.010 mL% 4 laktalbumin arasından iluted. buz üzerinde tutun.
      Not: (a / h) ilk önce 1x PIC ve% 0.05 sodyum azid daha eklenmesi ile, 2 M glisin, pH 7.5 içinde çözünmesi ile hazırlanmıştır hazır% 4 laktalbümin.
    2. Pelet bir mıknatıs ile tüpün yanına G4 SPB ve (adım 4.2 gibi hazırlanan, G4 SPB) süpernatant atılır. karıştırmak için G4-SPB ve pipet 3x Res Tampon 1 ml ekleyin.
    3. (Aşama 4,4 eluat) protein ihtiva eden HEB / EDTA ~ 2 mL içeren 15 ml tüp içine 3x Res tampon maddesi içinde süspansiyon haline G4 SPB Bu 1 ml pipet. Boncuklar razı kalmamak arada çalkalanarak 37 ° C su banyosu içinde 15 dakika süreyle inkübe edin.
    4. Buz üzerinde, bir mıknatıs ile tüpün yanına proteine ​​bağlı G4 SPB pelet. boncuklar tekrar süspansiyon 4x SSC +% 0.4 lactalbumin (+ 0.5 mL / ml BME) ve pipet 1 ml ekleyin yıkamak için. t ile Pelet boncuko buz üzerinde mıknatıs. 2 yıkama toplam Bu yıkama tekrarlayın.
      Not: sabır manyetik boncuk her yıkama arasında topak haline getirilmesini sağlamak için yıkama işlemi sırasında gereklidir. Bunun nedeni, Res tampon içinde ihtiva gliserole çözeltinin yüksek viskozite verilen özellikle doğrudur.
    5. 3x Res Tampon 1 mL G4-SPB 1x yıkayın.
    6. 3x Res Tamponu, 0.5 mL, 0.1 M ATP 0.1 mL, H 2 0.4 ml O.: elüsyon tamponu (EB) hazırlanması
    7. 37 ° C olarak ayarlanmış, bir termal döngü ısıtma bloğu üzerinde dağıtılmış, 37 ° C PCR tüplerine EB öncesi sıcak 1 ml.
    8. buz üzerinde mıknatıslı Pelet G4-SPB ve önceden ısıtılmış EB 100 uL boncuk tekrar süspansiyon. Derhal bir önceden ısıtılmış PCR tüpü boncuk transferi ve 37 ° C sıcaklıkta 30 saniye boyunca inkübe edilir.
    9. Derhal 5 M NaCl 12 uL ekleyin ve aşağı kuvvetlice 20 yukarı pipet ve - 30 kez. EB kullanılan yüksek tuz ve ATP kombineG4-boncuk gelen rG4R1 Zehir için hizmet vermektedir.
      NOT: kabarcıklar proteinin denatüre gibi bu, pipet işlemi sırasında oluşan kabarcıkların sayısını en aza indirmek için son derece önemlidir.
    10. Hemen bir mıknatıs ile G4-SPB pelet ve (tarih etiketli) buz üzerinde taze bir PCR tüpüne protein içeren eluat transfer.
    11. elüsyon ve adımları 4.5.8-4.5.10 tarif transferi Tekrar; Bu işlemin son ürünü rG4R1 saflaştınldı içeren EB böylece ~ 200 ml. yüksek ölçüde aktif rG4R1 gerçekten de saflaştırılmış olup olmadığını test eder kalite kontrol enzimatik aktivitesi tahlilinde kullanım için (uygun tarihi ile etiketlenmiş PCR tüplerine) bir kenara iki adet 7 uL alikot olarak ayarlayın.
    12. aktivitesi analiz zamanına kadar -80 ° C 'de arıtıldı rG4R1 saklayın.

Saflaştırılmış rG4R1 5. Kalite Kontrol enzimatik aktivite deneyi

  1. rG4R1 her preparat test edilmesi için, 300 uL hazırlanmasıher biri 30 uL TAMRA etiketli Z33 G4 DNA 0.2 pmol içeren resolvaz deney tamponu (RAB) 'in (aşama 2'de elde edilmiştir); 3x Res Tamponu 0.1 mL, 0.2 pmol 0.01 ml / saat uL G4 Z33-TAM 0.1 M ATP 0.03 mL ve 0.16 mL 2 O 6, PCR bir şerit aşağıdaki gibidir: RAB'ın makyaj borular, pipet tüp içine RAB 40 uL ve kalan tüplere RAB 30 uL (bu noktada buz üzerinde tüpler tutun).
  2. (Aşama 4.5.11 arasında) 7 uL rG4R1 alikotları birini almak ve buz üzerine yerleştirin. 5 mcL ayarlanmış bir p20 pipet ile hafifçe yukarı pipet ve bir kaç kez aşağı 6 PCR tüpleri (RAB 40 uL içeren bir) şeridinin ilk tüp tablet ve transfer 5 uL rG4R1 karıştırın. Sonraki 10 mcL pipet ayarlayın ve seri RAB içeren Kalan PCR tüplerine 10 uL aktarın.
  3. Derhal bir 4 ° C beklemeye ardından, bir termal döngü 30 dakika, 37 ° C 'de, PCR tüpleri, bu şerit inkübe edin.bunlar, 4 ° C de muhafaza edilirken tüplerin açık ve her tüp 0.5 M EDTA, pH 8, 2 ul ekle (enzimatik reaksiyonu durdurmak için).
  4. % 10 akrilamid / 1 x TBE /% 10 gliserol jel dökün. tarağı çıkardıktan sonra, 1x TBE ile kuyu yıkayın. Bir yüksek kütle 5 ul ekleyin, her bir tüp, yük her tüpe 15 uL (Wells yükleme daha Schlieren hatları kullanılarak gözlemlenebilir) ila (H2O içinde% 30 Ficoll) hidrofilik polisakarit.
    1. G4-DNA hareket için bir kontrol olarak, 4, yüksek kütle uL, 20 uL RAB hidrofilik polisakariti ve yük 15 ul ekle; çözülür monomerik Z33 için bir kontrol olarak, ısı 10 dakika için 98 ° C 'de RAB 20 uL, yüksek kütle, hidrofilik polisakarit ve yük 15 uL 4 uL ekleyin.
  5. yürütülmesini tampon 1x TBE 2 saat süre ile 120 V'de jel üzerinde çalıştırıldı. Görüntü TAMRA özgü filtreleri kullanarak floresan görüntüleme yeteneğine sahip bir multimodal kamera jel (532 nm yeşil lazer ile heyecanlandırmak ve 58 kullanın0 nm bandı 30 filtre (580 BP 30)) geçmektedir.
    NOT: rG4R1 bir yüksek derecede aktif hazırlanması Şekil 2'de gösterildiği gibi, jel üzerine yüklendi ilk 3 şerit TAMRA etiketli Z33 tam çözünürlüğünü verecektir.

Son derece aktif rG4R1 Preps, aliquoting ve Depolama 6. havuzu

NOT: Bu adım 2 kişi gerekir. sayısı ve saflaştırılabilir rG4R1 şişelemeden önce gereken kaç preparasyonlar belirleyecek kullanılacak alt deneylerinin enzimatik gereksinimleri. Tipik bir büyük Preparasyon 8 derece aktif preparasyonlar (böylece 16 kaynaklı 500 mL'lik bir bakteri kültürlerinin toplam kullanılarak) birleştirilmesi oluşur, ancak bu isteğe bağlı bir sayıdır ve laboratuar özgüdür.

  1. aliquoted olmaktır oldukça aktif, saflaştırılmış rG4R1 toplam hacmi hesaplayın. Tipik haliyle, 7 uL alikot alt deneylerde kullanılır. termal cycl bloğunu Dolguer şerit PCR tüpleri ile 4 ° C (blok katı doğası PCR şeritlerinin hızlı kapanmasını hızlandırmak gibi bu, içine aliquoted olacak) ayarlanır.
  2. elinde tüpleri çözülme hızla -80 ° den son derece aktif rG4R1 içeren PCR tüpleri almak ve; buz az miktarda bir tüp içinde kalan zaman, buz üzerinde tüpleri. önceden soğutulmuş bir 15 ml tüp içine hızlı bir şekilde çözülmüş hazırlıklar tüm birleştirin ve kabarcıklar en aza indirmek için emin olun, iyice karıştırın.
  3. otomatik tekrar pipet kullanarak, termal döngüleyici içinde önceden soğutulmuş PCR şeridi tüplere istenen kısım hacminin dağıtımı. En kısa sürede 1 olarak - 2 şerit tamamlandı, ikinci kişi kapaklarını kapatın ve (flaş dondurma enzimatik aktivite korumak için gerekli olan) sıvı nitrojen içinde yüzen 96-kuyu gofret aktarabilirsiniz var.
    NOT: Enzim 4'te olmadığını süresini azaltmak için bir seferde otomatik pipet ucu içine rG4R1 yaklaşık 200 uL fazla almayın° C.
  4. termal döngüleyici içinde önceden soğutulmuş PCR şerit tüpleri alikotları ile doldurulur ve uygun bir dondurulmuş sonra, hızlı bir şekilde termal döngü buz daha fazla önceden soğutulmuş PCR şeridi tüpleri transferi ve şişelemeden devam edin. enzimin geri kalan kısmı bölünüp kadar bu şekilde devam edin, sıvı nitrojen içinde dondurulur ve kuru buz aktarılır. Son olarak, uzun süreli depolama için -80 ° kadar alikotları aktarın.

7. Niceleme Arıtılmış rG4R1 Konsantrasyon

  1. Protein ayrımı için akrilamid / SDS jel çözme /% 12 istifleme standart% 5 dökün.
  2. aliquoted rG4R1 yaklaşık 50 ul Çözülme, bir tüp içine birleştirmek ve iyice karıştırın. (PH 6.8,% 26.3 (a / h) gliserol,% 2.1 SDS ve% 0.02 bromofenol mavisi 65.8 mM Tris-HCI) + BME (50 uL pipetle tesisinin hacminin ölçülmesi ve 2 x Laemmli numune tamponu eşit miktarda ilave / 2x Laemmli tamponu 950 uL). 10 dakika boyunca 98 ° C'de protein denatüre.
  3. Not: geniş aralıklı MW marker bulunan her bir protein standardı mevcut 0.1 ug / 0.3 ug / uL mevcutsa 50 kDa proteini hariç uL. Bu işaretçiler, ısıyla denatüre edilmiş olması gerekmez.
  4. jel tarak çıkarın ve standart 1x SDS / glisin çalışan tamponu ile kuyu yıkayın. Yüklemek için enzimin optimum ses kullanıcı tarafından belirlenmesi gereklidir (değişir enzimatik preparasyonlar konsantrasyonu, örneğin, 35, 25 eşdeğer ve (50, burada denatürasyona uğramış protein 25 uL) rG4R1 12.5 uL yük uL Şekil 3) jel üzerine yüklendi. Adım 7.3 hazırlanan protein standartları yükleyin. pipetler düzgün kalibre emin olun ve possib gibi hassas olması emin olunpipetleme tekniği ile le doğru kantifikasyon sağlamak.
  5. Boya ön yaklaşık 2/3 jel geçilen kadar 120 V jel çalıştırın (geniş menzilli MW işaretleyicileri oluşturan proteinlerin doğru ayrılmasını sağlamak için).
  6. jel çıkarın ve bir jilet ile uzak keserek protein içermez jel kısmının bertaraf edin. cam güveç çanağı veya eşdeğer hazne içinde jel yerleştirin. Coomassie boyası ile jel leke (Coomassie 50 mg R-250 50:10:40 h / h metanol, 100 ml başına: asetik asit: bir kağıt filtre hunisinden süzüldü edilmiştir H2O) O / N oda sıcaklığında orbital çalkalayıcı sette jel yeterli karışma sağlamak.
  7. 30:10:60 v / v metanol ile jel De-leke: asetik asit: H 2 O destaining hızlandırmak için balled-up, tüysüz bir kağıt mendil kullanarak. gerektiği gibi destaining çözümü değiştirin. Arka plan yeterince rG4R1 ve protein standartları görselleştirmek için düşük olana kadar lekenin devam edin; Bu tipik bir jelaşamada, Şekil 3 'de gösterilmiştir.
  8. Bir levha koruyucusu arasında destained jel yerleştirin ve ≥300 dpi çözünürlükte jel tarayın. bir görüntü analizi yazılım programında taranan görüntüyü (örneğin Fuji Multiguage veya eşdeğer olarak) açın ve 75, 100 karşılık protein standartları standart eğrileri hazırlamak ve 150 kDa (eğriler dansitometrik okumalar karşısında gram tutarları ifade etmektedir). Her kulvar arka plan dansitometrik değerleri elde sürecinde sayısal varlık çıkarmak için emin olun.
  9. jel üzerine yüklendi rG4R1 hacmi miktarı, bu standart eğrisinin lineer aralığı içindedir proteinin bir miktarını ihtiva varsayılırsa, rG4R1 mikrolitre başına protein gramlık miktarı tahmin edilebilir yüklendi.
  10. 120.000 g / mol olan G4R1, moleküler ağırlığı kullanılarak molar miktarı içine rG4R1 ekstrapole gramlık miktarı dönüştürün.
    NOT: Her jel için, üç ekstrapole değerler olacak(75, 100 ve 150 kDa'lık standart eğrileri oluşturmak için kullanılan üç protein belirteçleri her biri için bir tane) oluşturulur. diğer iki jelleri ve leke çalıştırın ve adımları 7.1 tekrarlayarak onları ölçmek - 7.10. İlk jel miktarının sonuçları ile, kullanıcı rG4R1 Protein standartlarının doğrusal bir aralıkta bir miktarda elde etmek üzere daha da jeller üzerinde yüklendi gereken ne kadar ölçmek mümkün olur. Toplamda, son derece aktif, saflaştırılmış rG4R1 konsantrasyonunu temsil eden dokuz değerleri tahmin. 20-100 nm aralığında, tipik olarak, nihai seriye özgü rG4R1 konsantrasyonunu vermek üzere, bu değerlerin ortalamasını alın. bu değerlerden standart sapmayı hesaplamak (n = 9).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Bu protokol, (Şekil 1) düzenli olarak hemen hemen saf, katalitik olarak aktif rG4R1 verir. RG4R1 0.013 uL aralığında (Şekil yukarıda belirtilen G4 aktivitesi deneyi ile analiz edilmiş olarak, - TAMRA etiketli tetramolecular G4-DNA, 0.2 pmol 50% 0.2 olan monomerlere dönüştürülür enzim etkinliğinin bir ölçüsü olarak, tipik olarak görülmektedir 2). Saflaştırılmış rG4R1 Coomassie boyama G4 DNA boncukları bağlamak ve bir ATP-bağımlı elüte kabiliyetini muhafaza ettiği rG4R1 kesilebilir temsil edebilir 75 kDa, bir küçük kirletici bant, beklenen 120 kDa boyutunda bir tek bandı göstermektedir şekilde (Şekil 3). ilgi grubu, bir protein, standart bir eğriye karşı ölçülür ve bu protokol, tipik olarak bakteri kültürü 20-100 nM saflaştırılmış enzim, 1 'e göre L 200 uL alır.

Şekil 1
Şekil 1: G4R1 bir iki-aşamalı saflaştırma şematik. Bir 6xHis-etiketli rG4R1 toplu saflaştınldı ilk bağlanabilen ve Co + 2 boncuk ile konjüge edilmiş gelen elüsyon E. coli lizatları. G4-DNA-konjuge manyetik boncuk bağlayıcı bir adım izler. Son olarak, bir ATP-bağımlı elüsyon aşaması, nispeten saf ve enzimatik olarak aktif rG4R1 elde etmek için gereklidir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

şekil 2
Şekil 2: Kalite kontrol G4-DNA Çözücü Deneyi. Şerit 1-6: TAMRA etiketli tetramolecular G4 DNA sabit bir konsantrasyonu 3.9 uL, 0.83 uL, 0.2 uL, 0.05 uL, 0.013 uL temsil saflaştınlmış rG4R1 4x seri seyreltiler varlığında 30 dakika boyunca 37 ° C'de inkübe edildi ve 0 sırasıyla, .003 mL,. Şerit 7: rG4R1 yokluğunda tetramolecular G4-DNA. Şerit 8: rG4R1 yokluğunda monomerlere G4 yapısı azaltmak için kaynatılmış tetramolecular G4-DNA. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 3,
Şekil 3: Arıtılmış rG4R1 Konsantrasyon miktarının belirlenmesi. 6, sırası ile, ve protein konsantrasyonları, bir standart eğri oluşturmak için kullanılmıştır - kuşak 1 500, 250, 125, 62.5, 31.3 ve 15.7 ng: geniş aralıklı MW proteini markeri, aşağıdaki miktarlarda yüklendi. Şerit 7 rG4R1 35 uL temsil eder. Bu özel jeli 62 ± 22 nm, standart sapma, ortalama protein konsantrasyonu ile sonuçlanan, jeller bir üç kopya kümesinin bir parçası olarak, nicelleştirilmiştir (SD n = 9)..com / files / ftp_upload / 55496 / 55496fig3large.jpg "target =" _ blank "> bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Bu protokol, DHX36 gen ürününün, G4 Resolvase1 (ayrıca RHAU ve DHX36 adı G4R1) (Şekil 1) izole edilmesi için son derece etkili bir ekspresyonu, saflaştırılması, ve miktar şemasını temsil etmektedir. G4-DNA-konjuge boncuk His-tag afinite kobalt afinite boncuklar üzerinde arınma ve enzimatik saflaştırma: Bu protokol, iki arıtma adımları kullanır. İkinci adım, rG4R1 G4 yapılar için vardır sıkı afinite, yüksek özgüllük ve katalitik açma faaliyeti yararlanır olduğu benzersizdir. G4 yapılarının sıkı afinite (düşük uM aralığında Kd) büyük ölçüde spesifik olmayan proteinlerin varlığını azaltır G4 boncuklardan yüksek tuz (NaCI çözünürlük sınırına yakın) yıkama, elüsyondan önce, izin verir. G4 yapılara G4R1 katalitik aktivitesi, ATP ve MgCl2 eklenmesi üzerine, aktif rG4R1 spesifik elüsyon için izin verir. Bu, iki aşamalı bir saflaştırma şeması sürekli olarak son derece saf üretirEn biyokimyasal analizler için uygun miktarlarda rG4R1 13 katalitik olarak aktif.

Birkaç önemli adımlar son derece saf, katalitik olarak aktif rG4R1 iyi bir verim sağlayacaktır. İlk bakteriyel ekspresyon suşu His-rG4R1 doğru indüksiyon koşulları sağlamaktır. Bu hücreler, indükleme için hemen önce en fazla 0.4-0.6 OD 600 yetiştirilen rekombinant proteinin iyi verimi meydana bulmuşlardır. Bu noktadan sonra hücreler artan muhtemelen gövdelerde rG4R1 dahil edilmesine protein muhtevası genel bir kayıp ile sonuçlanabilir. İkinci olarak, kobalt afinite tanelerine "seri bağlayıcı" lizatları tarafından saflaştırılmış proteinin daha yüksek bir konsantrasyonu elde edilmiştir. Örneğin, kobalt afinite boncuklara bağlı kültürlerin 0.5 L lizat bağlanmış ve daha sonra aynı kobalt afinite taneleri kültürün ek bir 0.5 L bir lizat bir ikinci bağlanma gerçekleştirilmiştir. Buaşama, böylece kobalt afinite taneleri tam kapasite ile boncuk belirli bir hacme bağlı rG4R1 molekülü sayısının arttırılması ile proteinin bir daha konsantre hazırlanmasını sağlar. Üçüncü olarak, G4 boncuklara kobalt afinite elüsyon bağlandıktan sonra, yüksek tuzlu yıkama tanelerine bağlama neredeyse tüm spesifik olmayan protein bertaraf edilmesi garantiye alınır. Dördüncü olarak, ATP / MgCl2 yıkama adımı boncuklardan açıklanacak rG4R1 neden katalitik tek şeritler halinde tetramolecular yapı gevşemeye G4 boncuklara bağlanan rG4R1 sağlar. Biz tamamen ATP yerine katalitik şekilde daha rekabetçi olarak rG4R1 elutes olasılığını göz ardı edemeyiz; Daha önce bir hidrolize olmayan ATP analoğu 13, 18 rekabetçi bağlama için yeterli olmadığını göstermiştir Bununla birlikte, bu durum daha az muhtemeldir. -tabaka için rG4R1 afinitesi, tek iplikli DNA az T daha büyüklük sırasıO tetramolecular G4 DNA başlayan ve dolayısıyla rG4R1 yeniden bağlama olmamalıdır tanelerine. Bu olasılığı azaltmak için ise, bu adım, 37 ° C 'de yapılmalıdır, ve elüsyon hacmi mümkün olduğunca hızlı bir şekilde boncuklardan ayrılmalıdır. Elüsyon adımı en iyileşme sağlamak için iki kez tekrarlanır. mansap uygulamalar DNA maddelerden arındırılmış olması için proteine ​​ihtiyaç varsa, biz arıtılmış hazırlık varsa, herhangi bir biyotinlenmiş DNA'lar kaldırmak için streptavidin boncuk yeniden bağlı olduğu ek bir temizleme adımı öneriyoruz.

Bu uygun koşullar protokol boyunca muhafaza takdirde rG4R1 bozunmaya duyarlı olduğunu bulduk. enzim bütünlüğü ve aktivitesi muhafaza etmek amacıyla, aşağıdaki önemli önlemler kullanır. Proteaz inhibitörleri saflaştırma prosedürü boyunca mevcut tutulur. Aksi belirtilmediği sürece, iletişim kuralı, 4 ° C'de gerçekleştirilir. Protein la mevcudiyetinde saflaştırılırctalbumin ve β-mersaptoetanol eklenir. Protokol (saflaştırma için 1 gün içinde) zamanında gerçekleştirilir. Ayrıca, birden fazla donma-çözülme döngüleri olumsuz proteinin aktivitesini etkileyen bulduk, bu yüzden "bir defalık kullanıma," içine protein bölmeyin 7 uL alikotları saflaştırma takip ve -80 ° C'de saklayın.

hazırlanmasında laktalbumin varlığı proteininin bütünlüğü ve aktivitesi korumak için gerekli olsa da, yukarıda belirtildiği gibi, bu aynı zamanda, alt uygulamaları engel bulmuşlardır. saflaştınldı rG4R1 preparatta mevcut olan diğer potansiyel hata moleküller ATP, β-merkaptoetanol ve saydı sarmallı DNA bulunmaktadır. Örneğin, bağlı tampon bileşenleri, yüksek bir zemin sinyali, BIAcore analizi ile uyumlu olması için, bu proteini müstahzarından bulduk. Ayrıca, protein hazırlık lactalbumin varlığı standart Bradford kullanımını engellerBCA Protein tayininde tahlilleri. Ancak, bu sınırlama aşmak için alternatif bir jel bazlı niceleme yöntemi geliştirdik.

özellikle kendisini saflaştırmak için bir araç olarak G4R1 enzimatik aktivitesi tesisatı Bu saflaştırma işlemi, diğer yöntemlerle ayrı, bu yöntem sağlar. Örneğin, diğer gruplar böcek hücreleri 26 insan hücreleri 15, 25 ya da GST etiketli rG4R1 FLAG-etiketli rG4R1 ifade ve sırasıyla FLAG- ya da GST-afinite kromatografisi ile saflaştırılmış. Bu yöntemler, bir bakteriyel ekspresyon sistemi ile karşılaştırıldığında, bir ökariyotik sentezleme sisteminde yapılan avantajına sahiptir. G4 yapılar için elde edilen saflaştınlmış GST-G4R1 tahmini Kd değerler rapor Kd 12 değerleri daha 13 yüksek büyüklükte 14 bir düzen olduğu bulunmuştur. Biz thi özniteliği6xHis etiketi karşısında hantal GST-eklentisi ile birlikte farklılıklar Kd değerlerindeki s farklılığı, bir karşı bakteriyel edilen translasyon sonrası modifikasyonların boyutu ve türü her iki saflaştırma şemaları elde edilen saflık farklılıklar ve farklılıklar böcek ekspresyon sistemi. Bu proteinin saflaştırılması ile doğrudan enzimatik aktivitesi menteşe için Yaklaşımımız bahsedilen alternatiflerine göre belirgin bir avantajı vardır. Bu nedenle, öncelikli olarak enzimatik özelliklerini korur şekilde katlanır ve modifiye edilmiş bir enzim elde edilir. Diğer afinite etiketi ve / veya boyut dışlama teknikleri enzimatik ölü enzim aktif enzim ayırmak mümkün değildir. 15, 25, 26 (yani, insan ya da böcek hücre ifade diğer grupların arıtma metotlarının güçlü birleştirmek için gelecekteki iletişim kuralı geliştirilmesi için yararlı olabilecektirBizim protokolü (yani, katalitik tabanlı arıtma) gücü ile iyon sistemi) ayrıca bu yöntem geliştirmek için.

Bu protokol, G4R1 şu anda özgü ise, kolayca dahil olmak üzere herhangi bir ATP-bağımlı, G4-çözme proteinlerin şekilde uyarlanmıştır, BLM, Uyarı, FANCJ, hnRNP proteinler, hPif1 ve / veya ChlR1 / DDX1, bunlarla sınırlı olmamak üzere olabilir. streptavidin boncuk bağlı nükleik asit sekansını değiştirerek, bu protokol, nükleik asit helikazlar de dahil olmak üzere, enzimatik reaksiyonun ürünü artık enzim için bir alt-tabaka olan diğer ATP bağımlı nükleik asit enzimleri saflaştırmak için uyarlanabilir nucleaseleri.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Acknowledgments

Biz (JPV için) Aktarma Vakfı cömert bir hediye de dahil olmak üzere, bizim finansman kaynaklarını teşekkür etmek istiyorum, (PJS için) (PJS kadar) HealthGrant T32-CA079448 ve Ball State University başlangıç ​​fonları National Institutes of. fon çalışma dizaynı, veri toplama ve analizi, yayınlama kararı, ya da yazının hazırlanmasında hiçbir rolü vardı.

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 

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Qin, Y., Hurley, L. H. Structures, folding patterns, and functions of intramolecular DNA G-quadruplexes found in eukaryotic promoter regions. Biochimie. 90, (8), 1149-1171 (2008).
  2. Stegle, O., Payet, L., Mergny, J. L., MacKay, D. J., Leon, J. H. Predicting and understanding the stability of G-quadruplexes. Bioinformatics. 25, (12), i374-i382 (2009).
  3. Todd, A. K., Johnston, M., Neidle, S. Highly prevalent putative quadruplex sequence motifs in human DNA. Nucleic Acids Res. 33, (9), 2901-2907 (2005).
  4. Huppert, J. L., Balasubramanian, S. Prevalence of quadruplexes in the human genome. Nucleic Acids Res. 33, (9), 2908-2916 (2005).
  5. Bedrat, A., Lacroix, L., Mergny, J. L. Re-evaluation of G-quadruplex propensity with G4Hunter. Nucleic Acids Res. 44, (4), 1746-1759 (2016).
  6. Mendoza, O., Bourdoncle, A., Boule, J. B., Brosh, R. M. Jr, Mergny, J. L. G-quadruplexes and helicases. Nucleic Acids Res. 44, (5), 1989-2006 (2016).
  7. Huppert, J. L., Balasubramanian, S. G-quadruplexes in promoters throughout the human genome. Nucleic Acids Res. 35, (2), 406-413 (2007).
  8. Eddy, J., Maizels, N. Gene function correlates with potential for G4 DNA formation in the human genome. Nucleic Acids Res. 34, (14), 3887-3896 (2006).
  9. Eddy, J., et al. G4 motifs correlate with promoter-proximal transcriptional pausing in human genes. Nucleic Acids Res. 39, (12), 4975-4983 (2011).
  10. Vaughn, J. P., et al. The DEXH protein product of the DHX36 gene is the major source of tetramolecular quadruplex G4-DNA resolving activity in HeLa cell lysates. J Biol Chem. 280, (46), 38117-38120 (2005).
  11. Booy, E. P., et al. The RNA helicase RHAU (DHX36) unwinds a G4-quadruplex in human telomerase RNA and promotes the formation of the P1 helix template boundary. Nucleic Acids Res. 40, (9), 4110-4124 (2012).
  12. Creacy, S. D., et al. G4 resolvase 1 binds both DNA and RNA tetramolecular quadruplex with high affinity and is the major source of tetramolecular quadruplex G4-DNA and G4-RNA resolving activity in HeLa cell lysates. J Biol Chem. 283, (50), 34626-34634 (2008).
  13. Giri, B., et al. G4 resolvase 1 tightly binds and unwinds unimolecular G4-DNA. Nucleic Acids Res. 39, (16), 7161-7178 (2011).
  14. Lattmann, S., Stadler, M. B., Vaughn, J. P., Akman, S. A., Nagamine, Y. The DEAH-box RNA helicase RHAU binds an intramolecular RNA G-quadruplex in TERC and associates with telomerase holoenzyme. Nucleic Acids Res. 39, (21), 9390-9404 (2011).
  15. Sexton, A. N., Collins, K. The 5' guanosine tracts of human telomerase RNA are recognized by the G-quadruplex binding domain of the RNA helicase DHX36 and function to increase RNA accumulation. Mol Cell Biol. 31, (4), 736-743 (2011).
  16. Smaldino, P. J., et al. Mutational Dissection of Telomeric DNA Binding Requirements of G4 Resolvase 1 Shows that G4-Structure and Certain 3'-Tail Sequences Are Sufficient for Tight and Complete Binding. PLoS One. 10, (7), e0132668 (2015).
  17. Booy, E. P., et al. The RNA helicase RHAU (DHX36) suppresses expression of the transcription factor PITX1. Nucleic Acids Res. 42, (5), 3346-3361 (2014).
  18. Huang, W., et al. Yin Yang 1 contains G-quadruplex structures in its promoter and 5'-UTR and its expression is modulated by G4 resolvase 1. Nucleic Acids Res. 40, (3), 1033-1049 (2012).
  19. Tran, H., Schilling, M., Wirbelauer, C., Hess, D., Nagamine, Y. Facilitation of mRNA deadenylation and decay by the exosome-bound, DExH protein RHAU. Mol Cell. 13, (1), 101-111 (2004).
  20. Yoo, J. S., et al. DHX36 enhances RIG-I signaling by facilitating PKR-mediated antiviral stress granule formation. PLoS Pathog. 10, (3), e1004012 (2014).
  21. Lai, J. C., et al. The DEAH-box helicase RHAU is an essential gene and critical for mouse hematopoiesis. Blood. 119, (18), 4291-4300 (2012).
  22. Zhang, Z., et al. DDX1, DDX21, and DHX36 helicases form a complex with the adaptor molecule TRIF to sense dsRNA in dendritic cells. Immunity. 34, (6), 866-878 (2011).
  23. Kim, T., et al. Aspartate-glutamate-alanine-histidine box motif (DEAH)/RNA helicase A helicases sense microbial DNA in human plasmacytoid dendritic cells. Proc Natl Acad Sci U S A. 107, (34), 15181-15186 (2010).
  24. BD Biosciences. Available from: http://www.bd.com/ds/technicalCenter/misc/difcobblmanual_2nded_lowres.pdf (2016).
  25. Booy, E. P., McRae, E. K., McKenna, S. A. Biochemical characterization of G4 quadruplex telomerase RNA unwinding by the RNA helicase RHAU. Methods Mol Biol. 1259, 125-135 (2015).
  26. Lattmann, S., Giri, B., Vaughn, J. P., Akman, S. A., Nagamine, Y. Role of the amino terminal RHAU-specific motif in the recognition and resolution of guanine quadruplex-RNA by the DEAH-box RNA helicase RHAU. Nucleic Acids Res. 38, (18), 6219-6233 (2010).
Enzimatik olarak aktif G4 Resolvase1 saflaştırılması için bir G-dörtlüsü DNA eğilim yaklaşım
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter