Thermoforese op microschaal verkrijgt snel bindingsconstanten tegen lage materiaalkosten. Gelabelde of labelvrije thermoforese op microschaal is in de handel verkrijgbaar; labelvrije thermoforese is echter niet in staat tot de diversiteit aan interactiemetingen die kunnen worden uitgevoerd met behulp van fluorescerende labels. Wij bieden een protocol voor gelabelde thermoforesemetingen.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Gebruik van thermoforese op microschaal om eiwit-lipide-interacties te meten
* These authors contributed equally
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Het vermogen om de bindingsaffiniteit van lipiden aan eiwitten te bepalen, is een essentieel onderdeel van het begrijpen van eiwit-lipide-interacties bij membraanhandel, signaaltransductie en cytoskeletale remodellering. Klassieke hulpmiddelen voor het meten van dergelijke interacties zijn oppervlakteplasmonresonantie (SPR) en isotherme titratiecalorimetrie (ITC). Hoewel krachtige tools, hebben deze benaderingen tegenslagen. ITC vereist grote hoeveelheden gezuiverd eiwit en lipiden, die duur en moeilijk te produceren kunnen zijn. Bovendien zijn ITC en SPR zeer tijdrovend, wat aanzienlijk kan bijdragen aan de kosten van het uitvoeren van deze experimenten. Een manier om deze beperkingen te omzeilen is door de relatief nieuwe techniek van microschaal thermoforese (MST) te gebruiken. MST is snel en kosteneffectief met behulp van kleine hoeveelheden monster om een verzadigingscurve voor een bepaalde bindingsgebeurtenis te verkrijgen. Er zijn momenteel twee soorten MST-systemen beschikbaar. Eén type MST vereist etikettering met een fluorofoor in het blauwe of rode spectrum. Het tweede systeem is gebaseerd op de intrinsieke fluorescentie van aromatische aminozuren in het UV-bereik. Beide systemen detecteren de beweging van moleculen als reactie op gelokaliseerde inductie van warmte van een infraroodlaser. Elke aanpak heeft zijn voor- en nadelen. Labelvrije MST kan niet-gecodeerde inheemse eiwitten gebruiken; veel analyten, waaronder farmaceutische producten, fluoresceren echter in het UV-bereik, wat de bepaling van nauwkeurige KD-waarden kan verstoren. Ter vergelijking: gelabelde MST zorgt voor een grotere diversiteit aan meetbare paarsgewijze interacties met behulp van fluorescerend gelabelde sondes die zijn bevestigd aan liganden met meetbare absorpties in het zichtbare bereik in tegenstelling tot UV, waardoor het potentieel voor storende signalen van analyten wordt beperkt.
Inleiding
Thermoforese op microschaal is een relatief nieuwe techniek voor het bepalen van disassociatieconstanten (KD) en remmingsconstanten (IC50) tussen biochemisch relevante liganden. De toonaangevende commerciële retailer voor MST (bijv. NanoTemper) biedt twee populaire MST-technologieën: 1) Labelvrije MST waarvoor een fluorescerende tag nodig is, en 2) gelabelde thermoforese met behulp van de inherente fluorescentie van eiwitten, afhankelijk van het aantal aromatische residuen in elk eiwit1. Een nadeel van labelvrije thermoforese is dat het in de meeste gevallen niet mogelijk is om eiwit-eiwitinteracties te m....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Voorbereiding van materialen
- Bereid fosfaat gebufferde zoutoplossing (PBS): 137 mM NaCl, 2,5 mM KCl, 10 mM NaH2PO4 en 2 mM KH2PO4, pH 7,41.
- Bereid NTA-Atto 647 N kleurstof voor. Verdun bouillon NTA-Atto 647 N kleurstof tot 100 nM van een 100% DMSO-oplossing in PBS zonder Tween.
- Druk Vam7-His8 uit – Eiwit als fusie-eiwit in E. coli en zuiver met behulp van Ni-NTA en grootte-uitsluiting chromatografie8.
- Titreer de analyt in PBS-buffer. Als de analyt zich in een andere buffer bevindt, is gelabeld MST niet bijzonder gevoelig voor ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Dit is een steekproefuitvoer met behulp van de affiniteitsanalyse. De gelabelde MST werd gebruikt om de bindingsconstante van de Vam7-His8 aan de oplosbare dioctanoyl (DiC8) PA van een van zijn natuurlijke substraten9 te bepalen. Figuur 1 toont de thermoforetische sporen van één proef met een 1:1 titratie van DiC8 PA vanaf 500 μM tegen 50 nM Vam7-His8. Initiële fluorescentie (tijd voordat infraroodlaser werd ingeschakeld), Tjump (tijd in eerste instantie nadat infraro.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
De bepaling van Vam7-His8binding aan DiC8-PA leverde een robuust gemonteerde KD op voor de gegeven interactie, die iets lagere affiniteit heeft dan de gemeten KD van Vam7-His8 voor PA-liposomen (ongepubliceerd). Dit verschil is hoogstwaarschijnlijk te wijten aan het ontbreken van een membraan, wat over het algemeen resulteert in een lagere affiniteit voor membraanspecifieke lipidebindingsinteracties en daarom de rol van de liposoommembraansteiger aan deze interact.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs verklaren geen potentiële belangenverstrengeling.
Dankbetuigingen
Dit onderzoek werd ondersteund door een subsidie van de National Science Foundation (MCB 1818310) aan RAF. Dit werk werd gedeeltelijk ondersteund door de Chemical Biology Core Facility / Protein Crystallography Unit in het H. Lee Moffitt Cancer Center (NIH / NCI: P30-CA076292).
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Cy5 Maleimide Mono-Reactieve Kleurstof | GE Healthcare | PA23031 | Voor het labelen van eiwitten |
| Graphpad Prsim | Graphpad software | ||
| Monolith NT.115 Capillaires (1000 tellen) | Nanotemper | MO-K022 | Capillaires voor MST |
| Monolith NT.115 machine | Nanotemper | Universitair materiaal | |
| NTA-Atto 647 N | Sigma | 2175 | Label voor His tags |
| Fosfatidylinositol 3-fosfaat diC8 (PI(3)P diC8) | Echelon | P-3008 | Lipide voor bindingsexperimenten |
Referenties
- Jerabek-Willemsen, M., et al. MicroScale Thermophoresis: Interaction analysis and beyond. Journal of Molecular Structure. 1077, 101-113 (2014).
- Chapman, D., Hochstrasser, R., Millar, D., Youderia, nP.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
