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Artigo de método

Estrutura cristalina do domínio N-terminal do Ryanodine Receptor de Plutella plutella

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DOI:

10.3791/58568

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30 de novembro de 2018

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* These authors contributed equally

Neste artigo

Resumo

Neste artigo, descrevemos os protocolos de determinação de estrutura, purificação, cristalização e expressão da proteína do domínio N-terminal do receptor de ryanodine do diamondback moth (Plutella plutella).

Resumo

Desenvolvimento de inseticidas potentes e eficientes como alvo receptores ryanodine inseto (RyRs) tem sido de grande interesse na área de controle de pragas agrícolas. Até à data, vários insecticidas de diamido visando pragas que ryrs ter sido comercializados, que geram receita anual de 2 bilhões de dólares. Mas a compreensão do modo de ação de inseticidas RyR-direcionamento é limitada pela falta de informações estruturais sobre inseto RyR. Isto por sua vez restringe a compreensão do desenvolvimento da resistência de inseticida em pragas. O diamondback moth (DBM) é uma praga devastadora destruindo crucíferas culturas em todo o mundo, que também tem sido relatada para mostrar resistência aos inseticidas de diamido. Portanto, é de grande importância prática para desenvolver novas inseticidas visando o RyR DBM, especialmente visando uma região diferente do local de ligação do diamido tradicional. Aqui, apresentamos um protocolo para caracterizar estruturalmente o domínio N-terminal do RyR da DBM. A estrutura de cristal de raio-x foi resolvida por substituição molecular em uma resolução de 2.84 Å, que mostra um motivo de dobramento de beta-trevo e uma acompanhamento alfa-hélice. Este protocolo pode ser adaptado para a expressão, purificação e caracterização estrutural de proteínas ou outros domínios em geral.

Introdução

Ryanodine receptors (RyRs) são canais de íon específico, que mediam a permeação dos íons de Ca2 + através das membranas do retículo sarcoplasmático (RS) em células musculares. Portanto, eles jogam um papel importante na processo de acoplamento excitação contração. Na sua forma funcional, RyR monta como um homo-tetrâmero com uma massa molecular de > 2 MDa, com cada subunidade composto por resíduos de aminoácidos ~ 5000. Em mamíferos, existem três isoformas: RyR1 - tipo de músculo esquelético, RyR2 - tipo de músculo cardíaco e RyR3-ubiquitously expressa em tecidos diferentes1.

Em insetos, há apenas um tipo d....

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Protocolo

1. Gene clonagem e expressão de proteínas purificação

  1. PCR amplificar DNA correspondente à proteína de interesse (resíduos 1-205 de DBM RyR, Genbank ACC. n. AFW97408) e clone em vetor de animal de estimação-28a-HMT por clonagem independente de ligadura (LIC)25. Este vetor contém uma marca de histidina, tag MBP e um local de clivagem de protease TEV no N-terminal15.
    1. Projeto LIC primers para amplificação do gene alvo com extensões 5' LIC-compatível com:
      Encaminhar a cartilha LIC:
      5' TACTTCCAATCCAATGCAATGGCGGAAGCGGAAGGGG 3'
      Cartilha LIC inversa:
      5' TTATCCACTTCCAATGTTATTATATGCC....

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Resultados

Purificação

O domínio N-terminal da DBM RyR foi expressa como uma proteína de fusão com uma marca de hexahistidine, uma marca MBP e um local de clivagem de protease TEV. Nós seguimos uma estratégia de purificação de cinco etapas para obter uma proteína altamente pura, adequada para efeito de cristalização. Em primeiro lugar, a proteína de fusão foi purificada da fracção solúvel de lisado celular por coluna Ni-NTA (HisTrap HP). Em s.......

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Discussão

Neste artigo, descrevemos o procedimento para expressar recombinantes, purificar, cristalizar e determinar a estrutura de DBM RyR NTD. Para cristalização, um requisito crucial é a obtenção de proteínas com homogeneidade, pureza e alta solubilidade. Em nosso protocolo, escolhemos usar pET-28a-HMT vetor que contém uma marca de hexahistidine e MBP, ambos os quais poderiam ser utilizados para a purificação obter uma maior pureza de dobra. Além disso, as aids marca MBP na solubilidade da proteína alvo. Nós purificado da prote.......

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Divulgações

Os autores não têm nada para divulgar.

Agradecimentos

Financiamento para esta pesquisa foi fornecida por: nacional chave de pesquisa e desenvolvimento programa de China (2017YFD0201400, 2017YFD0201403), nacional natureza Science Foundation da China (31320103922, 31230061) e projeto de pesquisa básica nacional (973) programa de China (2015CB856500, 2015CB856504). Somos gratos ao pessoal sobre a trajetória de BL17U1 em instalações de radiação síncrotron de Shanghai (SSRF).

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
pET-28a-HMTEste vetor pET modificado contém uma marca de hexa-histidina, uma proteína de fusão MBP e um local de clivagem da protease TEV no terminal N (Lobo e Van Petegem, 2009)
< em>E. coli< / em> cepa BL21 (DE3) Novagen69450-3CN
Coluna HisTrapHP (5 mL)GE Healthcare45-000-325
Coluna de resina de amiloseNew England BiolabsE8021S
Q Sepharose coluna de alto desempenho Concentradores Amicon GE Healthcare17-1154-01
(10 kDa MWCO)MilliporeUFC901008
Superdex 200 26/600 coluna de filtração em gel GE Healthcare28-9893-36
Sistema robótico automatizado de manuseio de líquidos Art Robbins InstrumentsGryphon
96 Well CrystalQuickGreiner bio-one82050-494
Uni-PuckMolecular DimensionsMD7-601
Montado CryoLoop - 20 mícronsHampton ResearchHR4-955
CryoWandMolecular DimensionsMD7-411
Puck ferramenta de carregamento dewarMolecular DimensõesMD7-607
Nano dropThermo ScientificNanoDrop One
Incubadora de cristalDimensões molecularesMD5-605
Difrator de raios-XRigakuFRX
Máquina de PCREppendorfNexus GX2
Kit de mini-preparação de plasmídeoQiagen27104
Extração de gel kitQiagen28704
SspI endonuclease de restriçãoNEBR0132S
T4 DNA polimeraseNovagen2868713
KanamycinScientific Chemical25389940
IPTGGenview367931
HEPESGenview7365459
β-mercaptoetanolGenview60242
CentrífugaThermo ScientificSorvall LYNX 6000 
SonnicatorScientzII-D
Sistema de purificação de proteínasGE HealthcareAkta Microscópio de luz pura
NikonSMZ745
Corante de cristal IzItHampton ResearchHR4-710
Unidade de eletroforeseBio-Rad1658005EDU
Shaker IncubadoraZhichengZWYR-D2401
Tela de cristal de índiceHampton ResearchHR2-144
Tela de cristal de estruturaDimensões molecularesMD1-01
Tela de cristal ProPlexDimensões molecularesMD1-38
PACT tela de cristal premierDimensões molecularesMD1-29
Tela de cristal JCSG-plusMolecular DimensõesMD1-37
Vetor

Referências

  1. Giannini, G., Sorrentino, V. Molecular structure and tissue distribution of ryanodine receptors calcium channels. Medicinal Research Reviews. 15 (4), 313-323 (1995).
  2. Takeshima, H., et al. Isola....

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Reimpressões e permissões

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