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Biology

Etichettatura di prossimità basata su AirID per l'interazione proteina-proteina nelle piante

Published: September 16, 2022 doi: 10.3791/64428
* These authors contributed equally

Summary

Qui, presentiamo un protocollo passo-passo per eseguire l'esperimento di marcatura di prossimità (PL) nel cetriolo (Cucumis sativus L.) utilizzando AT4G18020 proteina (APRR2)-AirID come modello. Il metodo descrive la costruzione di un vettore, la trasformazione di un costrutto attraverso l'agroinfiltrazione, l'infiltrazione di biotina, l'estrazione di proteine e la purificazione di proteine marcate con biotina attraverso la tecnica di purificazione per affinità.

Abstract

Nelle cellule e nelle piante di mammifero, gli approcci di marcatura di prossimità (PL) che utilizzano l'ascorbato perossidasi modificata (APEX) o la biotina ligasi BirA di Escherichia coli (nota come BioID) si sono dimostrati efficaci nell'identificare le interazioni proteina-proteina (PPI). APEX, BioID e TurboID, una versione rivista di BioID, hanno alcune restrizioni oltre ad essere tecnologie preziose. L'AirID, una nuova versione di BioID per l'identificazione di prossimità nelle interazioni proteina-proteina, ha superato queste restrizioni. In precedenza, AirID è stato utilizzato in modelli animali, mentre l'attuale studio dimostra l'uso di AirID nelle piante e i risultati hanno confermato che AirID funziona meglio nei sistemi vegetali rispetto ad altri enzimi PL come BioID e TurboID per la marcatura delle proteine che sono prossimali alle proteine bersaglio. Ecco un protocollo passo-passo per identificare i partner di interazione proteica utilizzando la proteina AT4G18020 (APRR2) come modello. I metodi descrivono la costruzione del vettore, la trasformazione del costrutto attraverso l'agroinfiltrazione, la trasformazione della biotina, l'estrazione di proteine e l'arricchimento di proteine marcate con biotina attraverso la tecnica di purificazione per affinità. I risultati concludono che AirID è un enzima nuovo e ideale per l'analisi degli IPP nelle piante. Il metodo può essere applicato per studiare altre proteine nelle piante.

Introduction

Varie proteine cellulari lavorano nell'ambito del sistema biologicamente regolatorio e le interazioni proteina-proteina (PPI) fanno parte di questo sistema e sono alla base di molti processi cellulari. Oltre agli IPP, la funzione delle proteine naturali è promossa post-traduzionalmente attraverso varie modificazioni come la formazione di complessi, l'ubiquitinazione e la fosforilazione. Pertanto, lo studio degli IPP è significativo per comprendere la possibile funzione delle proteine bersaglio. Gli IPP sono stati effettuati utilizzando varie tecnologie come l'analisi di spettrometria di massa dopo immunoprecipitazione (analisi IP-MS)1, il sistema a due ibridi di lievito (Y2H)2, anche array basati su cellulelibere 3. Questi metodi hanno esplorato varie scoperte vitali nel campo della ricerca. Tuttavia, questi metodi presentano alcuni inconvenienti; ad esempio, Y2H è una strategia dispendiosa in termini di tempo e denaro che richiede la costruzione della libreria Y2H della specie target.

Inoltre, la tecnica Y2H utilizza il lievito, un organismo eucariotico eterologo unicellulare, che non è in grado di riflettere accuratamente lo stato cellulare delle cellule eucariotiche superiori. L'IP-MS non è adatto per proteine ad alta idrofobicità e mostra una bassa efficienza nel catturare PPI deboli. Varie proteine essenziali nelle piante, come il dominio di legame dei nucleotidi e le proteine contenenti ripetizioni ricche di leucina (NLR) e le chinasi simili ai recettori (RLK), sono espresse a basso livello e interagiscono per lo più con altre proteine in modo transitorio; Pertanto, l'utilizzo di questi metodi non è sufficiente per comprendere i meccanismi alla base della regolazione di queste proteine3.

Una nuova tecnica chiamata biotinilazione di prossimità (PB) aiuta i ricercatori a identificare gli IPP. Il PB dipende dagli enzimi PL, che si legano alla proteina di interesse (POI), e quando la proteina partner si avvicina al POI, il PL attacca un tag chimico di biotina alla proteina partner. Inoltre, la proteina marcata può essere identificata e può sapere rapidamente quale proteina partner si attacca alla proteinabersaglio 5. Studi precedenti hanno dimostrato che BioID e TurboID sono strumenti efficaci per gli IPP, soprattutto nelle piante, ma presentano alcuni limiti4. BioID ha bisogno di un alto livello di biotina per marcare le proteine partner, il che richiede più di 16 ore. Rispetto a BioID, il TurboID è più vantaggioso in quanto marca la proteina in 10 minuti e può etichettare la proteina partner a temperatura ambiente (RT). È anche tossico per le cellule in determinate condizioni e marca quelle proteine che non mostrano interazione con la proteina di interesse.

Per ovviare a questi problemi, AirID, sviluppato da Kido et al., è più efficiente del resto degli enzimi di marcatura, sebbene la somiglianza di sequenza sia dell'82% tra BioID e AirID5. Per verificare l'efficienza di AirID, abbiamo condotto un esperimento utilizzando un POI con associati noti. Questo esperimento ha confermato che AirID potrebbe senza dubbio marcare le proteine associate nelle cellule vegetali. AirID è un enzima prezioso per l'analisi degli IPP in vitro e nelle cellule. Crea meno tossicità ed è meno errato nei processi di tempo rispetto a TurboID per etichettare i non partner, portando all'uccisione della cellula. Dimostra che AirID è più competitivo di altri enzimi di marcatura per la biotinilazione di prossimità. È più accurato, ha un maggiore potenziale nei processi che richiedono tempo e meno tossico in vitro e nelle cellule viventi. L'attuale protocollo descrive l'identificazione di proteine interagenti di APRR2 utilizzando AirID come enzima PL; inoltre, il metodo può essere applicato ad altre proteine per studiare gli IPP nelle specie vegetali.

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Protocol

1. Preparazione del materiale vegetale

  1. Cucumis sativus (cetriolo) viene impiegato per l'analisi sperimentale. Mettere i semi in acqua, incubare a 50 °C per 20 min, quindi mettere i semi su carta da filtro su una piastra di Petri per 12-16 h.
  2. Successivamente, trasferite i semi in vasi contenenti terriccio (acquistati in commercio) e coltivate in una camera climatica a 23 °C di temperatura e 16 ore di luce e 8 ore di fotoperiodo buio.
  3. Mantenere le piante nella camera climatica per 3-4 settimane fino a quando le piante raggiungono i 3 o 4 stadi fogliari per una corretta agroinfiltrazione.

2. Creazione di un costrutto AirID

  1. Utilizzare APRR2 come proteina bersaglio e costruire APRR2-AirID sotto il promotore 35S del virus del mosaico del cavolfiore (p35S: APRR2-AirID). Introdurlo nel vettore binario compatibile con Gateway pEarleyGate1006 (fornito dalla Dott.ssa Kathrin Schrick, Kansas State University) e sintetizzare l'enzima PL direttamente secondo la sequenza fornita nel File Supplementare 1.

3. Preparazione di cellule competenti

  1. Preparazione di celle competenti DH5α
    1. Inoculare i 2 mL di LB (10 g/L di triptone, 5 g/L di estratto di lievito e 10 g/L di NaCl; pH = 7,0.) con cellule di E.Coli DH5α (direttamente dal brodo congelato senza scongelamento) e far crescere per una notte (O/N) a 37 °C.
    2. Inoculare appena lo 0,1%-0,5% di inoculo dalla coltura O/N in 100 mL di terreno LB e far crescere le cellule fino a quando OD600 raggiunge tra 0,4-0,6, quindi incubare la coltura a 4 °C per 30 min.
    3. Versare la coltura in due provette da centrifuga da 50 mL e centrifugare a 2500 x g per 5 minuti a 4 °C.
    4. Scartare il surnatante, risospendere le cellule in 10 mL di CaCl2 ghiacciato 0,1 M e mettere in ghiaccio per 15 min. Pellet le celle con una centrifuga di 2500 x g per 5 minuti a 4 °C.
    5. Risospendere le cellule in 1 mL di CaCl0,1 M ghiacciato 2 + 20% di glicerolo, aliquotare 100 μL in ciascuna provetta da 1,5 mL e conservarle immediatamente a -80 °C.
  2. Preparazione di celle competenti GV3101
    1. Inoculare 2 mL di LB (contenenti 50 μg/mL di gentamicina e 25 μg/mL di rifampicina) con una singola colonia GV3101. Incubare l'O/N di coltura a 28 °C agitando a 250 giri/min.
    2. Inoculare 200 mL di LB con 1 mL di una coltura satura durante la notte. Agitare la coltura a 250 giri/min incubandola a 28 °C fino a quando il diametro esterno600 è uguale a 0,5.
    3. Trasferire la coltura in quattro provette da centrifuga sterili da 50 ml pre-raffreddate e mettere su ghiaccio per 30 minuti.
    4. Pellet le cellule a 2500 x g per 10 minuti a 4 °C. Scartare il surnatante e mettere i pellet sul ghiaccio.
    5. Risospendere le cellule in 10 mL di soluzione 0,1 M di CaCl2 ghiacciata. Raggruppare le cellule in una provetta Oakridge da 50 ml pre-raffreddata.
    6. Pellet le cellule a 1.000 x g per 5 minuti a 4 °C. Scartare il surnatante e risospendere le cellule in 10 mL di soluzione ghiacciata di CaCl2 . Mettere in ghiaccio per 30 min.
    7. Pellet le cellule a 1.000 x g per 5 minuti a 4 °C. Scartare il surnatante e risospendere le cellule in 2 mL di soluzione 0,1 M di CaCl2 ghiacciata.
    8. Erogare le cellule in un'aliquota da 50 μL in provette sterili di polipropilene pre-raffreddate. Conservare le celle a -80 °C.

4. Agroinfiltrazione

  1. Innanzitutto, trasferisci il plasmide all'agrobatterio
    1. Trasferire 2,5 μL del plasmide generato dalla fase 2.1 alle cellule competenti del ceppo di agrobacterium tumefaciens GV3101 e incubare su ghiaccio per 30 minuti.
    2. Trasferire la provetta contenente il plasmide e le cellule competenti in azoto liquido per 3 min.
    3. Shock termico a 37 °C per 5 minuti in un'incubatrice, quindi mettere la provetta sul ghiaccio per 2 minuti.
    4. Aggiungere 1.000 μL di terreno LB (10 g/L di triptone, 5 g/L di estratto di lievito e 10 g/L di NaCl; pH = 7,0) all'agrobatterio e incubare a 30 °C e 118 giri/min per 1 ora.
    5. Centrifugare a 3.000 x g per 2 minuti a 4 °C.
    6. Eliminare gli 800 μL superiori della soluzione e miscelare la soluzione rimanente. Quindi, piastarlo su LB (come menzionato nel passaggio 4.1.4 aggiunto con agar e 50 μg/mL di Kanamicina per il plasmide e 50 μg/mL di gentamicina e 25 μg/mL di rifampicina per le cellule competenti GV3010). Incubare le piastre a 30 °C per 48 ore.
      NOTA: È meglio prelevare alcune colonie ed eseguire la PCR per confermare il gene di interesse7.
  2. Prelevare alcune colonie batteriche dalle piastre e metterle in terreni LB più antibiotici appropriati (vedere il passaggio 4.1.6). Incubare a 30 °C e 218 rpm per 36-48 h.
  3. Centrifugare le cellule a 3.000 x g per 2 minuti a 4 °C. Risospendere le cellule a OD600 = 1.0 in tampone di agroinfiltrazione (10 mM MgCl2, 10 mM MES, pH = 5.6, 250 μM acetosiringone).
  4. Infiltrare l'inoculo (generato dal punto 4.3) nell'epidermide (abassiale) utilizzando una siringa senza ago da 1 ml.
    NOTA: è meglio infiltrarsi nell'intera foglia e scegliere di replicare. Per 4-5 piante, usa un costrutto. Per ogni foglia sono sufficienti 1,5 ml di agrobatteri risospesi.
  5. Mantenere le piante per 36 ore nella camera climatica con un fotoperiodo di 16 ore di luce (circa 75 μmol·m-2·s-1) e 8 ore di buio a 23 °C.
  6. Dopo 36 ore di infiltrazione del costrutto, infiltrare 1 mL di 5 μM di Biotina (in una soluzione di 10 mM di MgCl2 ) nelle foglie già filtrate del costrutto.
  7. Mantenere le piante trattate per altre 4-12 ore prima di raccogliere il tessuto fogliare.
    NOTA: Secondo lo studio precedente, la proteina bersaglio raggiunge il picco a 36 ore, quindi scegli 36 infiltrazioni di biotina hpi 4,6. La durata dell'incubazione per la biotina dipende dallo studio target, ma secondo l'attuale esperimento, un periodo di incubazione di 8 ore è più adatto per marcare le proteine.

5. Raccolta dei campioni

NOTA: Tutti i materiali per la raccolta dei campioni devono essere sterili per evitare la contaminazione da cheratina e tutte le fasi del protocollo devono essere eseguite in un ambiente privo di contaminazioni.

  1. Tagliare le foglie infiltrate e trasferirle rapidamente in azoto liquido per evitare la degradazione delle proteine.
  2. Eseguire la pre-rilevazione delle proteine attraverso analisi immunoblot6; questo è altamente raccomandato prima della co-immunoprecipitazione (Co-IP).

6. Estrazione proteica totale dalla foglia

  1. Macinare le foglie con un pestello e un mortaio, aggiungere rapidamente 2 ml di 1x PBS-BSA PH 7.4 e macinare lentamente.
  2. Prendi una provetta conica da 15 mL, posiziona un filtro per materiale filtrante rapido sopra la provetta conica, trasferisci la miscela del campione nella provetta attraverso il filtro per materiale filtrante rapido e tienila sul ghiaccio.
  3. Trasferire i campioni in una provetta da 2 ml e aggiungere un cocktail di inibitori proteici all'1%.
  4. Mescolare il contenuto girando verso l'alto e verso il basso 7-8 volte e centrifugare a 1.000 x g per 2 minuti a 4 °C.
  5. Trasferire il solvente superiore dei campioni in nuove provette da 2 mL, aggiungere il 10% di β-D-maltoside (β-DM) e mettere su ghiaccio per 5 minuti. Centrifugare a 20.000 x g per 10 minuti a 4 °C.

7. Equilibrare la colonna di desalinizzazione

  1. Centrifugare la colonna a 1.000 x g per 1 minuto a 4 °C.
    NOTA: Contrassegnare un lato della colonna e assicurarsi che il lato contrassegnato sia rivolto verso l'esterno durante tutti i processi di centrifugazione.
  2. Rimuovere il coperchio superiore e inferiore della colonna e centrifugare a 1.000 x g per 2 minuti a 4 °C.
  3. Scartare la soluzione liquida dalla provetta di raccolta della colonna e aggiungere 5 mL di 1x tampone PBS per il lavaggio.
  4. Centrifugare la colonna a 1.000 x g per 2 minuti a 4 °C.
  5. Ripetere i passaggi 7.3 e 7.4 almeno cinque volte.

8. Lavaggio delle perle magnetiche

  1. Prendi una provetta da 1,5 mL e aggiungi 50 μL di microsfere magnetiche coniugate con streptavidina-C1.
  2. Aggiungere 1 mL di 1x PBS-BSA per il lavaggio, mescolare accuratamente e posizionare sul supporto magnetico per 3 minuti. Scartare il surnatante.
  3. Ripetere il passaggio 8.2 almeno tre volte.
  4. Dopo ogni lavaggio, posizionare il tubo sul rack magnetico per adsorbire le perline verso un lato del tubo per rimuovere il tampone di lavaggio.

9. Arricchimento di proteine biotinilate

  1. Aggiungere 2 mL di campioni alla colonna e centrifugare a 1.000 x g per 8 minuti a 4 °C.
  2. Aggiungere 1 mL dell'estratto proteico dissalato a 50 μL di microsfere magnetiche coniugate con streptavidina-C1 per equilibrarle.
  3. Posizionare la provetta sul rotatore a velocità normale in modo che la soluzione si mescoli completamente e incubi a temperatura ambiente (RT) per 30 minuti.
  4. Posizionare le perline sulla griglia magnetica per 3 minuti a RT, o fino a quando non si raccolgono su un lato della provetta, per rimuovere delicatamente il surnatante.
  5. Aggiungere 1 mL di tampone di lavaggio I (2% SDS in acqua), ruotare a RT per 2 minuti su un rotatore e ripetere il passaggio 9.4.
  6. Posizionare la provetta sul rotatore a RT per 2 minuti dopo aver aggiunto 1 mL di tampone di lavaggio II (50 mM HEPES: pH = 7,5, 500 mM NaCl, 1 mM EDTA, 0,1% acido desossicolico [p/v] e 1% Triton X-100). Ripetere il passaggio 9.4.
  7. Aggiungere 1 mL di tampone di lavaggio III (10 mM Tris-HCl: pH = 7,4, 250 mM LiCl, 1 mM EDTA, 0,1% acido desossicolico [p/v], 1% NP40 [v/v]) e ruotare con uno shaker per 2 minuti a RT. Quindi, ripetere il passaggio 9.4.
  8. Per rimuovere il detersivo, aggiungere 1,7 mL di Tris-HCl 50 mM (pH = 7,5) e ripetere il passaggio 9.4. Ripeti questo passaggio ancora una volta.
  9. Lavare le perle sei volte per 2 minuti ciascuna in 1 mL di tampone di bicarbonato di ammonio da 50 mM a RT e ripetere il passaggio 9.4.
  10. Aggiungere 50 μL di estratto proteico contenente 50 mM di Tris-HCl (pH 8,0), 12% (p/v) saccarosio (Suc), 2% (p/v) litio laurilsolfato e 1,5% (p/v) ditiotreitolo alle sfere, shock termico nell'incubatore a 100 °C per 5 minuti e seguire il passaggio 9.4. Conservare il surnatante a -80 °C per l'analisi LC-MS/MS.

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Representative Results

Secondo ricerche precedenti, il gene del cetriolo APRR2 è il gene candidato che controlla il colore bianco immaturodel frutto 8. Qui, è stato sviluppato un protocollo che utilizza AirID come enzima di marcatura di prossimità per trovare la proteina partner interagente di APRR2 nel cetriolo. Il costrutto è stato trasferito sulle foglie di cetriolo e, dopo 36 ore dall'infiltrazione, la biotina è stata trasferita. Dopo 48 ore i campioni sono stati prelevati per l'analisi western blot per confermare l'avvenuta trasformazione. Le proteine sono state estratte come indicato sopra nel protocollo per il western blot. I dati rappresentativi nella Figura 1 hanno indicato l'espressione proteica e la biotinilazione nelle foglie di cetriolo infiltrate, che erano i risultati attesi sulla base della tecnica appena modificata. I risultati hanno mostrato un livello di espressione più elevato delle proteine marcate e bande extra rispetto al controllo. Ciò conferma che AirID ha marcato con successo le proteine bersaglio del gene di interesse (GOI). Inoltre, i risultati sono stati confermati anche utilizzando anticorpi anti-bandiera e anti-topo, che hanno mostrato con successo la banda bersaglio con anticorpo anti-bandiera (Figura 2). Dopo la conferma attraverso l'analisi western blot, abbiamo ulteriormente eseguito la Co-IP utilizzando il protocollo sopra menzionato e le proteine biotinilate delle foglie infiltranti sono state arricchite con successo per l'analisi di spettrometria di massa, come mostrato nella Figura 3. Dopo aver arricchito le proteine biotinilate con microsfere magnetiche coniugate con streptavidina C1, sono state osservate più proteine di diverse dimensioni e l'analisi western blot ha rivelato bande striate (Figura 3).

Figure 1
Figura 1: Analisi Western blot delle proteine dopo la trasformazione in foglie per confermare la funzione di AirID utilizzando streptavidina-HRP. La figura conferma che le proteine biotinilate hanno quattro repliche indipendenti per i campioni trasformati nel costrutto. Le foglie selvatiche sono state utilizzate come controllo. Per ogni replica, 10 μL dei campioni sono stati caricati per l'analisi western blot. La streptavidina-HRP (diluizione 1:6000) è stata utilizzata per analizzare le proteine biotinilate in diversi campioni. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 2
Figura 2: Analisi Western blot delle proteine dopo la trasformazione in foglie per rilevare la sequenza Taq. La sequenza di tag 3x-Flag è stata fusa con il gene di interesse per confermare il successo della trasformazione. La sequenza taq è stata identificata attraverso l'analisi western blot in tutti i campioni trasformati. Come controllo sono stati utilizzati campioni di foglie di cetriolo selvatico. Un totale di 10 μL dei campioni sono stati caricati per l'analisi western blot e i risultati sono stati confermati utilizzando l'anti-flag come primo anticorpo alla diluizione di 1:3000 e l'anti-topo come secondo anticorpo alla diluizione 1:10000. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 3
Figura 3: Analisi immunoblot di estratti proteici. Dopo la co-immunoprecipitazione (Co-IP), è stata eseguita l'analisi Western blot delle proteine biotinilate nelle foglie agroinfiltrate di Cucumis sativus (cetriolo) con streptavidina-HRP. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Fascicolo supplementare 1. Fare clic qui per scaricare il file.

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Discussion

Nell'attuale esperimento, AirID è stato utilizzato per l'etichettatura di prossimità, che Kido et al. hanno sviluppato attraverso un algoritmo di ricostruzione enzimatica ancestrale utilizzando un ampio set di dati del genoma e cinque enzimi BirAconvenzionali 5. Le mutazioni casuali sono state utilizzate nell'ingegneria proteica evolutiva tradizionale per migliorare l'attività 9,10 poiché le mutazioni casuali non possono produrre cambiamenti di sequenza dinamica. Rispetto ad altri enzimi PL, AirID presenta diversi vantaggi. In precedenza questo metodo PL era applicabile solo ai sistemi animali. In questo studio, è stato utilizzato per studiare le interazioni proteina-proteina nelle piante. Il protocollo delinea passo dopo passo come impostare il PL basato su AirID nelle piante, compresa la preparazione di campioni di foglie, la rimozione della biotina libera, la quantificazione delle proteine estratte e l'arricchimento delle proteine biotinilate.

Utilizzando l'espressione transitoria mediata da Agrobacterium nel cetriolo, questo approccio viene utilizzato per trovare PPI della proteina bersaglio di interesse nel cetriolo. L'espressione transitoria può provocare una sovraespressione delle proteine di fusione. La fusione AirID deve anche essere testata per garantire che non interferisca con la funzione della proteina bersaglio di interesse, che è un'altra considerazione cruciale. Tuttavia, sebbene la PL offra diversi vantaggi rispetto alle tecniche IP-MS standard per il rilevamento di PPI transitori o deboli, presenta anche alcune limitazioni. Innanzitutto, la scoperta di una proteina di interazione candidata non implica automaticamente un'interazione diretta o indiretta con la proteina dell'esca, ma riflette invece la vicinanza alla proteinadell'esca 9. Gli IPP possono essere ulteriormente verificati in vivo utilizzando saggi indipendenti (ad esempio, co-immunoprecipitazione, complementazione di fluorescenza bimolecolare (BiFC) o test GST-pull down in vitro , che possono essere eseguiti per verificare ulteriormente gli IPP.

Lo studio ha rilevato che l'attività di biotinilazione prossimale di AirID era significativamente inferiore a quella di TurboID. In vitro e nelle cellule, TurboID ha avuto la più alta attività di biotinilazione prossimale. Questo enzima può essere utilizzato entro 10 minuti per biotinilato 9,11. Tuttavia, nelle cellule trattate per un'incubazione prolungata di oltre 6 ore e concentrazioni di biotina più elevate, la più alta attività di TurboID ha portato a una biotinilazione extra su proteine inaspettate, come la tubulina e la GFP (come la biotina 50 mM). A differenza dell'uso come enzima di biotinilazione prossimale per gli IPP, TurboID è stato segnalato per la prima volta come enzima di marcatura della biotina 4,6,5,7. Se TurboID dovesse valutare gli IPP, funzionerebbe meglio in condizioni limitanti, come la durata del tempo è breve, circa 1 ora nelle cellule. L'AirID, la biotinilazione della tubulina e la GFP non sono state trovate nelle stesse condizioni osservate per la biotinilazione TurboID. Si è scoperto che le proteine di fusione AirID sono in grado di biotinilare ciascun interattore noto in entrambi i transienti, come dimostrato dal saggio di pull down della streptavidina e dall'analisi LC-MS/MS 5. A basse concentrazioni di ATP (1 mM), la formazione di biotinoil-5-AMP è risultata più forte per AirID che per TurboID. Predilige concentrazioni più basse di biotina (con 5 mM di biotina o senza supplemento di biotina) rispetto a TurboID, che predilige concentrazioni più elevate. Inoltre, un esame dei siti di biotinilazione utilizzando LC-MS/MS ha rivelato che la biotinilazione AirID si è verificata senza alcuna preferenza di sequenza univoca su un residuo di Lys vicino, indicando che il processo di biotinilazione non era preferenziale5. Sebbene la somiglianza di sequenza tra BioID e AirID sia dell'82%, AirID ha mostrato un'elevata attività di biotinilazione contro le proteine interagenti. Kido et al., 2020 hanno scoperto che AirID può analizzare le interazioni proteina-proteina in vitro e nelle cellule. I loro risultati suggeriscono che la biotinilazione dipendente dall'AirID può essere utile per l'analisi PPI dei composti chimici. L'identificazione di partner in vivo di proteine bersaglio è fondamentale per comprendere le funzioni biologiche12,13 e ha rivelato nuovi PPI, quindi la biotinilazione di prossimità in vivo utilizzando BioID è stata utilizzata in numerosi studi. Anche quando la biotina è stata integrata, l'espressione stabile di AirID non ha provocato l'inibizione della crescita cellulare, indicando che l'espressione delle proteine di fusione AirID sarebbe stata molto poco tossica5. Si prevede che AirID migliori l'accuratezza della biotinilazione dipendente da PPI in combinazione; in sintesi, si conclude che AirID è ideale per l'analisi PPI negli impianti.

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Disclosures

Gli autori non hanno dichiarato conflitti di interesse.

Acknowledgments

Questo lavoro è stato sostenuto dalla National Natural Science Foundation of China (Grant n. 32000197 a X.H.), dalla Special Financial Grant della China Postdoctoral Science Foundation (Grant No. 2019T120467 a X.H.)

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Acetosyringone Beijing solaribo science and technology Co.Ltd S1519
Acryl/Bis 30% solution Sangon Biotech (Shanghai) Co.Ltd 1510KA4528
Agar BioFroxx GmbH D64683
Agarose tsingke (Shanghai) Co.Ltd TSJ001
Ammonium bicarbonate Sangon Biotech (Shanghai) Co.Ltd G313BA0018
Biotin BBI life Sciences G908BA0012
CaCl2 BBI life Sciences E209BA0008
Competent cells GV3101 Made in the current experiment
Desalting column Thermo scientific WC321753
Deoxycholic acid Sangon Biotech (Shanghai) Co.Ltd G818BA0029
DH5α competent cells Made in the current experiment E.coli DH5α
β-D-maltoside Beijing Scolario Science and Tech Co.Ltd S818
EDTA Sangon Biotech (Shanghai) Co.Ltd E104BA0029
Glycine Sangon Biotech (Shanghai) Co.Ltd 161BA0031
HEPES Beijing solaribo science and technology Co.Ltd H8090
LiCl Sangon Biotech (Shanghai) Co.Ltd H209BA0003
MES Beijing solaribo science and technology Co.Ltd M8019
MiraCloth EMD Milipore Corp/MERCK kgAa Darmstadt, Germenay 3429963 Quick filtration material filter
MgCl2 Beijing solaribo science and technology Co.Ltd 20200819
NaCl Sangon Biotech (Shanghai) Co.Ltd H324BA0003
NP40 Sangon Biotech (Shanghai) Co.Ltd N8030
Protein inhibitor cocktail Beijing Scolario Science and Tech Co.Ltd S3450
PVDF BIO-RAD 5820172
SDS Beijing Scolario Science and Tech Co.Ltd S1015
Silwet Sangon Biotech (Shanghai) Co.Ltd S9430
Streptavidin-C1-conjugated magnetic beads Enriching Biotechnology 7E511E1 Magnetic beads
TEMED Servicebio G2056
Triton X-100 Sangon Biotech (Shanghai) Co.Ltd GB03BA007
Tris-HCl Sangon Biotech (Shanghai) Co.Ltd F828BA0020
Tryptone Thermo scientific LP0042

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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AirID Marcatura di prossimità Interazione proteina-proteina Approcci PL Ascorbato Perossidasi modificata APEX Escherichia Coli Biotina Ligasi BirA BioID TurboID Restrizioni Nuova versione Sistemi vegetali Proteina AT4G18020 (APRR2) Protocollo passo-passo Costruzione di vettori Agroinfiltrazione Trasformazione della biotina Estrazione di proteine Tecnica di purificazione per affinità Analisi degli IPP nelle piante
Etichettatura di prossimità basata su AirID per l'interazione proteina-proteina nelle piante
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Zada, A., Khan, I., Zhang, M.,More

Zada, A., Khan, I., Zhang, M., Cheng, Y., Hu, X. AirID-Based Proximity Labeling for Protein-Protein Interaction in Plants. J. Vis. Exp. (187), e64428, doi:10.3791/64428 (2022).

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