1. Protein saflaştırma
- Hücre lizisi ve protein ekstraksiyonu
- Tablo 1.5'e göre 1x Ekstraksiyon Tamponu hazırlayın. Süzün ve 4 °C'de saklayın.
- Hücre peletlerini buz üzerinde çözdürmeye başlayın. Peletler çözülürken, 1.2 mM ditiotreitol (DTT), 5 μg/mL leupeptin, 0.5 μM fenilmetilsülfonil florür (PMSF) ve iki proteaz inhibitör tablet ile 100 mL Ekstraksiyon Tamponunu destekleyin. Buz üzerinde tutun.
- Pelet çözüldükten sonra, 10 mL hücre kültürü başına 1 mL takviye edilmiş Ekstraksiyon Tamponu ekleyin. Örneğin, hücre peletleri 500 mL hücre kültüründen oluşturulmuşsa, pelete 50 mL takviye edilmiş Ekstraksiyon Tamponu ekleyin.
- Hücre peletlerini buz üzerinde tutarken sonikasyon. Her pelet için aşağıdaki koşulları kullanın: 5 sn AÇIK, 5 sn KAPALI, 5 dakika süre, güç 4-5.
- Tüm homojenize lizatı bir beherde toplayın ve ATP'nin nihai konsantrasyonu 1 mM olacak şekilde ATP (0.1 M stok çözeltisi; pH 7.0) ekleyin. Soğuk bir odada 15 dakika karıştırın. ATP, aktif miyozini aktinden ayırır ve bir sonraki santrifüjleme adımında ayrılmasına izin verir. Bu nedenle, ATP'nin tükenmesi ve aktine yeniden bağlanma olasılığını en aza indirmek için hemen bir sonraki adıma geçmek önemlidir.
- Lizatları 48.000 x g'da 4 ° C'de 1 saat boyunca santrifüjleyin. Bu gerçekleşirken, üreticinin talimatlarına göre 100 mL fosfat tamponlu salin (PBS) ile 100 mL %50 bulamaç Anti-FLAG afinite reçinesi (1 L hücreden oluşan bir pelet için) yıkamaya başlayın. Örneğin, 5 mL reçine için, 10 mL% 50'lik bir bulamacı yıkayın. Son yıkama adımında, reçineyi %50'lik bir bulamaç oluşturmak için yeterli hacme sahip 1-5 mL PBS ile yeniden süspanse edin.
- Lizat santrifüjlemeyi takiben, süpernatanı yıkanmış reçine bulamacı ile birleştirin ve soğuk odada 1-4 saat boyunca hafifçe sallayın. Beklerken Tablo 1'de anlatılan tamponları yapın ve buz üzerinde tutun.
- FLAG afinite saflaştırma hazırlığı
- Çözeltiyi adım 1.7'de 500 x g'da 4 ° C'de 5 dakika santrifüjleyin. Reçine tüpün dibinde paketlenecektir. Reçineyi rahatsız etmeden, süpernatanı çıkarın.
- Reçineyi Tablo 1'de detaylandırıldığı gibi 50 mL Tampon A'da yeniden süspanse edin ve 4 ° C'de 5 dakika boyunca 500 x g'da santrifüjleyin. Reçineyi rahatsız etmeden, süpernatanı çıkarın.
- Reçineyi Tablo 1'de detaylandırıldığı gibi 50 mL Tampon B'de yeniden süspanse edin ve 4 ° C'de 5 dakika boyunca 500 x g'da santrifüjleyin. Bu adımı bir kez daha tekrarlayın ve reçineyi 20 mL Tampon B'de yeniden süspanse edin. Ardından, tüpü yaklaşık 10 kez elle hafifçe ters çevirerek reçineyi ve tamponu iyice karıştırın.
- Protein elüsyonu ve konsantrasyonu
- Tablo 1'de anlatıldığı gibi 30 mL Elüsyon Tamponu yapın ve buz üzerinde soğumaya bırakın.
- Elüsyon sütununu soğuk bir odada ayarlayın. Reçine bulamacını yavaşça kolona dökün. Reçinenin kurumamasını sağlamak için sütunu 1-2 sütun hacminde Tampon B ile altta reçine paketleri olarak yıkayın.
- 1 mL Elüsyon Tamponunu reçineden geçirin ve akışı 1.5 mL'lik bir tüpte toplayın. 12, 1 mL fraksiyonlar toplanacak şekilde tekrarlayın.
- Bu noktada, hangi kesirlerin en konsantre olduğunu niteliksel olarak belirlemek için kesirler üzerinde ham bir Bradford testi yapın. 96 oyuklu bir plakanın bir sırasında, 60 μL 1x Bradford reaktifi pipetleyin. Fraksiyonlar toplanırken, kuyucuk başına her fraksiyondan 20 μL karıştırın. Daha koyu mavi bir renk, daha konsantre fraksiyonları gösterir.
- 50 mL'lik bir tüpte, kalan Elüsyon Tamponunu kolon boyunca nazikçe pipetleyerek kalan proteini toplayın, böylece kolon akışında reçineye bağlı kalan miyozini serbest bırakın. Bu akış bir sonraki adımda yoğunlaşacaktır. Reçinenin daha sonra yeniden kullanım için yeniden üretildiğinden ve üreticinin talimatlarına göre saklandığından emin olun.
- En konsantre üç fraksiyonu bir araya getirin ve 100.000 MWCO'luk bir konsantre tüp kullanarak 50 mL'lik tüpte ve kalan 1 mL'lik fraksiyonlarda akışı daha da yoğunlaştırın. Havuzlanmış numuneyi konsantre tüpe yükleyin ve 4 ° C'de 15 dakika boyunca 750 x g'da santrifüjleyin ve ayrıştırılan tüm protein yaklaşık 0.5-1 mL.
'lik bir nihai hacme konsantre olana kadar tekrarlayın
not: Bu gözenek boyutu, moleküler ağırlık sınırının birkaç katı kütleye sahip olan miyozin moleküllerinin tutulmasına izin verir. Hafif zincirler, nihai ürün üzerinde SDS-PAGE jel elektroforezi gerçekleştirilerek doğrulandığı üzere, bu konsantrasyon süresi boyunca motor alanlarına sıkı bir şekilde bağlı kalır.
- Diyaliz ve flaş dondurma
- Tablo 1'de anlatıldığı gibi 2 L Diyaliz Tamponu yapın. Numuneyi bir diyaliz torbasına veya haznesine yükleyin ve gece boyunca soğuk odada diyalize girin.
not: M5a-HMM durumunda, gece diyalizinden sonra, protein sonraki tahlillerde kullanım için yeterince saf olacaktır. Gerekirse jel filtrasyonu veya iyonik değişim kromatografisi gibi daha ileri saflaştırma adımları gerçekleştirilebilir.
- Diyaliz sonrası miyozinin geri kazanılması
- M5a-HMM için, tüm numuneyi diyaliz odasından dikkatlice toplayın ve istenmeyen agregaların mevcut olması durumunda 4 ° C'de 15 dakika boyunca 49.000 x g'da santrifüjleyin. Süpernatanı al.
- Konsantrasyon tayini ve flaş dondurma
- Ürünün konsantrasyonunu belirlemek için absorbansı 260, 280, 290 ve 320 nm dalga boylarında bir spektrofotometre kullanarak ölçün. Denklem 1 ile konsantrasyonu mg / mL (cmg / mL) cinsinden hesaplayın, burada A280, 280 nm'deki absorpsiyonu ve A320, 320 nm'deki absorpsiyonu temsil eder. Elde edilen mg / mL konsantrasyonu, Denklem 2 ile μM miyozin moleküllerine dönüştürülebilir, burada M, tüm proteinin moleküler ağırlığıdır (ağır zincirler, hafif zincirler, floroforlar ve tüm etiketler dahil).
cmg/mL = (A280 - A320) / ε (1)
μM molekülleri = 1000cmg/mL/M (2)
not: Bir seyreltme gerekiyorsa, o zaman yüksek iyonik kuvvete sahip bir tamponda yapılmalıdır. Sönme katsayısı (ε), proteinin amino asit dizisinin ExPASy gibi bir programa aktarılmasıyla belirlenebilir. M5a-HMM için tipik verim yaklaşık 0.5-1 mL 1-5 mg / mL proteindir. Bu yazıda kullanılan M5a-HMM için yok olma katsayısı 0.671 idi.
- Saflaştırılmış miyozini iki yoldan biriyle saklayın. 10-20 μL arasında, polimerizasyon zincir reaksiyon tüpü gibi ince duvarlı bir tüpe alın ve tüpü hızlı dondurma için bir sıvı nitrojen kabına bırakın. Alternatif olarak, 20-25 μL miyozini doğrudan sıvı nitrojene pipetleyin ve donmuş protein boncuklarını steril kriyojenik tüplerde saklayın. Her iki durumda da, elde edilen tüpler ileride kullanılmak üzere -80 °C veya sıvı nitrojen içinde saklanabilir.
not: Aşağıda tarif edilen motilite testi çok az miktarda protein gerektirdiğinden, tarif edildiği gibi küçük alikotlarda depolama ekonomiktir.
2. Tek moleküllü TIRF testi
- Lamel hazırlama
- Stok tozunu 10 mg alikot (1.5 mL tüplerde) metoksi-Peg-silan (mPEG) ve 10 mg biotin-Peg-silan (bPEG) alikotuna bölün. -20 °C'de kapalı, nemsiz bir kapta saklayın ve 6 ay içinde kullanın.
- Sekiz adet No. 1.5H (yüksek hassasiyetli) kalınlıkta 22 mm kare lameli bir rafa yükleyin ve 2-5 mL 200 geçirmez etanol ve ardından 2-5 mL damıtılmış su ile yıkayın. Su ile bitirerek bu yıkama adımını tekrarlayın. Ardından, lamelleri bir hava hattı veya N2 kullanarak tamamen kurulayın ve 3 dakika boyunca argon ile plazma temizleyin.
- Temiz lamelleri filtre kağıdına (90 mm) bir doku kültürü kabına (100 x 20 mm) yerleştirin ve aşağıdaki adımları uygulayarak 70 °C'lik bir fırında inkübe edin.
NOT: Plazma temizleme, diğer kimyasal temizleme yöntemleriyle değiştirilebilir.
- dH2O ile% 80 etanol çözeltisi hazırlayın ve HCl kullanarak pH'ı 2.0'a ayarlayın. Bunun 1 mL'sini 10 mg mPEG'ye ve 1 mL'sini 10 mg bPEG alikotuna ekleyin. 30 saniyeden fazla sürmemesi gereken çözünme girdabı.
- 100 μL bPEG çözeltisi alın ve 900 μL %80 etanol (pH 2.0) ekleyin. Bu çözelti 1 mg / mL bPEG'dir. Ardından, her iki PEG'den aşağıdaki gibi bir çözelti yapın ve iyice karıştırın.
- 200 μL 10 mg / mL mPEG (nihai konsantrasyon: 2 mg / mL).
- 1 mg / mL bPEG'nin 10 μL'si (nihai konsantrasyon: 10 μg / mL).
- 790 μL% 80 etanol (pH 2.0) çözeltisi.
- Lamelleri fırından çıkarın. 100 μL PEG solüsyonunu her bir lamel ortasına dikkatlice dağıtın ve yalnızca üst yüzeyin ıslak olduğundan emin olun. Daha sonra fişleri tekrar fırına koyun ve 20 ila 30 dakika inkübe edin.
- Lameller, yüzeyde küçük daireler görünecek şekilde delikli bir görünüm almaya başladığında, bunları fırından çıkarın.
- Her lamel %100 etanol ile yıkayın, hava hattı ile kurulayın ve tekrar fırına koyun. Yalnızca 2. adımda odalar oluşturmak için gereken süre boyunca kuluçkaya yatırın.
- Oda hazırlığı
- Hazneyi yapmak için bir mikroskop lamını temizleyin. Yaklaşık 2 cm uzunluğunda iki parça çift taraflı bant kesin.
- Mikroskop lamının uzun kenarının ortasına bir parça yerleştirin. Bandın kenarının slaytın kenarıyla hizalandığından emin olun. İkinci bant parçasını, ikisi paralel ve hizalı olacak şekilde ilk bant parçasının yaklaşık 2 mm altına yerleştirin.
- Fırından işlevselleştirilmiş lamellerden birini alın (2.1'de oluşturulmuştur). Lameli bandın üzerine, Şekil 1'de gösterildiği gibi, PEG ile kaplanmış tarafı aşağı bakacak ve bantla doğrudan temas edecek şekilde dikkatlice yapıştırın. Bir pipet ucu kullanarak, lamel slayta düzgün bir şekilde yapıştığından emin olmak için kayar bant arayüzüne hafifçe bastırın.
- Sürgünün üzerinde asılı olan fazla bandı bir jiletle kesin. Bu bölmeler hemen kullanılabilir veya 50 mL'lik bir tüpe çift olarak yerleştirilebilir ve ileride kullanılmak üzere -80 °C'lik bir dondurucuda saklanabilir. Hemen saklamak önemlidir, aksi takdirde yüzey bozulur.
- Miyozin 5a TIRF mikroskobu testinin yapılması
- Tablo 2'de açıklanan miyozin 5a ters motilite testi için çözeltileri hazırlayın ve buz üzerinde tutun.
- Hazneyi 1 mM DTT ile 10 μL 50 mM MB ile yıkayın.
- 1 mM DTT ile 50 mM MB'de 1 mg / mL BSA'nın 10 μL'sinde akış. Bu yıkamayı iki kez daha tekrarlayın ve üçüncü yıkamadan sonra 1 dakika bekleyin. Çözeltiyi kanaldan geçirmek için bir kağıt mendil veya filtre kağıdının köşesini kullanın.
- 1 mM DTT ile 10 μL 50 mM MB ile yıkayın. Bu yıkamayı iki kez daha tekrarlayın.
- 1 mM DTT ile 50 mM MB'de 10 μL NeutrAvidin solüsyonu akıtın ve 1 dakika bekleyin.
- 1 mM DTT ile 10 μL 50 mM MB ile yıkayın. Bu yıkamayı iki kez daha tekrarlayın.
- 50 mM MB'de 1 mM DTT içeren 10 μL biyotinile rodamin aktin (bRh-Actin) içinde akış yapın ve 1 dakika bekleyin. Bu adım için, uzun aktin filamentlerinin yüzeye (20-30 μm veya daha uzun) yapışabilmesini sağlamak için floresan aktin filamentlerinin kesilmesini en aza indirmek için büyük delikli bir pipet ucu kullanın ve yukarı ve aşağı pipetlemekten kaçının. Etkili bir alternatif, standart bir pipet ucunun konisini kesmektir (≈1-1,5 mm'lik bir açıklıkla).
- 1 mM DTT ile 10 μL 50 mM MB ile yıkayın. Bu yıkamayı iki kez daha tekrarlayın.
- 10 nM miyozin 5a eklenmiş 30 μL Son Tamponda akıtın, ardından hemen TIRF mikroskobuna yükleyin ve TIRF görüntüleme modalitesi için optimum odağı bulduktan sonra kaydedin. 100-200 ms arasındaki maruz kalma süreleri, aktin ve GFP etiketli miyozin için 1,4 mW lazer gücünde uygundur. Hız analizi için uygun bir edinme süresi 3 dakikadır.
Tablo 1: Protein saflaştırmasında kullanılan tamponlar.
| Tampon Adı | kompozisyon | Kullanılan Adım(lar) | Yorum |
| M5a Ekstraksiyon Tamponu | 0,3 milyon NaCl | 1.1 | Buz üzerinde tutun. |
| 15 mM MOPS, pH 7.2 |
| 15 mM MgCl2 |
| 1,5 mM EGTA |
| 4,5 mM NaN3 |
| Tampon A | 0,5 milyon NaCl | 2.2 | Buzda tutun. |
| 10 mM MOPS, pH 7.2 |
| 0,1 mM EGTA |
| 3 mM NaN3 |
| 1 mM ATP |
| 1 mM DTT |
| 5 mM MgCl2 |
| Tampon B | 0,5 milyon NaCl | 2.3 | Buz üzerinde tutun. |
| 10 mM MOPS, pH 7.2 |
| 0,1 mM EGTA |
| 3 mM NaN3 |
| 1 mM DTT |
| >Elüsyon Tamponu | 0,5 milyon NaCl | 3.1 | Buz üzerinde tutun. |
| 0.5 mg / mL BAYRAK peptit |
| 10 mM MOPS, pH 7.2 |
| 0,1 mM EGTA |
| 3 mM NaN3 |
| pH 7.2 |
| M5a Diyaliz Tamponu | 500 mM KCl | 4.1 | Hacme getirmek için soğuk dH2O kullanın. |
| 10 mM MgCl2 |
| 10 mM MOPS, pH 7.2 |
| 0,1 mM EGTA |
| 1 mM DTT |
Tablo 2: TIRF tahlilinde kullanılan tamponlar.
| Tampon Adı | kompozisyon | Kullanılan Adım(lar) | Yorum | |
| >4X Hareketlilik Tamponu (4X MB) | 80 mM MOPS, pH 7.2 | | Vakumla filtreleyin ve 4°C'de saklayın | |
| 20 mM MgCl2 | |
| 0,4 mM EGTA | |
| pH 7.4 | |
| 50 mM tuz Motilite Tamponu (50 mM MB) | %25 v/v 4X MB | | Süzgeç ve 4°C'de saklayın | |
| 50 mM KCl | |
| dH2O ile ses seviyesini yükseltin | |
| 150 mM tuz Motilite Tamponu (150 mM MB) | | | Filtreyi vakumlayın ve 4°C'de saklayın | |
| Miyozin | | "Son Tampon" tarifine bakın | Buz üzerinde tutun. | |
| 2 mg/mL NeutrAvidin | 2 mg / mL Nötravidin | 3.5 | Buz üzerinde tutun. | |
| 1 mM DTT | |
| 50 mM MB'de seyreltin | |
| >1 mg / mL sığır serum albümini (BSA) | 1 mg/mL BSA | 3.3 | Buz üzerinde tutun. | |
| 1 mM DTT | |
| 50 mM MB'de seyreltin | |
| 200 nM rodamin-phalloidin biyotinile F-aktin (bRh-Aktin) | 200 nM rodamin-phalloidin biyotinile F-aktin | 3.7 | Yukarı ve aşağı girdap yapmayarak veya pipetlemeyerek kesmeyi önleyin. Karıştırmak için yavaşça ters çevirin. | |
| 1 mM DTT | |
| 50 mM MB'de seyreltin | |
| MB DTT ile | 50 mM DTT | 3.2, 3.4, 3.6, 3.8 | Buzda kal. | |
| 50 mM MB'de seyreltin | |
| Son Arabellek | 50 mM KCl | 3.9 | Deneyi gerçekleştirmeden hemen önce glikoz, glikoz oksidaz ve katalazı ekleyin. Buz üzerinde tutun. | |
| 20 mM MOPS, pH 7.2 | |
| 5 mM MgCl2 | |
| 0,1 mM EGTA | |
| 1 mM ATP | |
| 50 mM DTT | |
| 1 μM kalmodulin | |
| 2.5 mg/mL glikoz | |
| 100 μg/mL glikoz oksidaz | |
| 40 μg/mL katalaz | |
| 10 nM miyozin | |