RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
tr_TR
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Opsin ile sulandırılmış büyük unilameller lipozomlarda fosfolipid karıştırmayı ölçmek için floresan bazlı bir test tarif ediyoruz.
Scramblases çift yönlü bir ATP-bağımsız bir şekilde membran çift-tabakanın fosfolipidleri transloke. İlk scramblase tespit ve biyokimyasal, fotoreseptör rodopsin apoproteini opsin edilmiştir doğrulanmış olması. Rodopsin ışık algılama sorumludur retina çubuk fotoreseptör membranlarının lokalize bir G-protein bağlı reseptördür. Rodopsin adlı scramblase faaliyeti onun ligandı 11- sis -retinal, yani bağlı değildir, apoprotein opsin da bir scramblase olarak aktiftir. karıştırıcı konstitütif ve regüle fosfolipid hücre fizyolojisinde önemli rol oynamakla birlikte, sadece bir kaç fosfolipid scramblases kadar opsin yanında tespit edilmiştir. Burada opsin en scramblase aktivitesinin bir floresans bazlı analiz tarif eder. Opsin fosfatidilkolin, fosfatidilgliserol ve flüoresan NBD-etiketli bilgisayar (1-p izi miktardan oluşan büyük tek katmanlı lipozomlar içine kuruluralmitoyl-2- {6- [7-nitro-2-1,3-benzoksadiazol-4-il) amino] heksanoil} - sn -glisero-3-fosfokolin). Scramblase aktivitesi vezikül iç broşürde bulunan NBD-PC molekülleri floresans kimyasal membranını geçemediği için bir indirgeyici madde ile elimine edilir dış yaprakçık erişebilir ne ölçüde ölçülerek belirlenir. Bu tarif yöntemler genel olarak uygulanmaktadır ve diğer membran proteinleri scramblase aktivitelerini belirlemek ve karakterize etmek için kullanılabilir.
Fotoreseptör rodopsin (referans 1, örneğin gözden) bir prototip G protein-eşli reseptör, tanımlanacak ilk fosfolipid scramblase ve biyokimyasal olarak 2,3 sunmaktadır. Scramblases transbilayer fosfolipid hareketin özünde yavaş oranını artırmak fosfolipid taşıyıcıları olan bir çift yönlü fizyolojik uygun seviyelere, ATP-bağımsız bir şekilde 4-6. Eylemlerinin örnekleri endoplazmik retikulum ve konstitütif karıştırıcı olarak glikosilasyon yolakları 5 çeşitli zar homeostaz ve büyüme için gerekli olan bakteriyel sitoplazmik membranda bulunur. Bu gibi etki ettiği Ayarlı fosfolipid apoptotik hücrelerin yüzeyi üzerinde fosfatidilserin (PS) ortaya çıkarmak için gerekli olan her karıştırma bir makrofaj 7 -Sinyal "me-yemeği" ve protein faktörü üretimini katalize aktive kan plateletleri üzerinde prokoagülan yüzey sağlarkan pıhtılaşması için gerekli s. Fotoreseptör disk membranlarda, rodopsin en çabalıyorlar faaliyeti ATP-bağımlı, tek yönlü lipid tarafından oluşturulan iki tabakalı iki zar broşürleri arasındaki fosfolipid dengesizliği ortadan kaldırmak için önerilen ABCA4 4,8,9 10-12 Flippase edilmiştir.
Rodopsin plazma membranında PS maruz için gereken 2 + -bağımlı scramblases (referans 2, TMEM16 protein ailesinin üyeleri, Ca olarak tanımlanmıştır fotoreseptör diskleri bir scramblase olarak rapor kadar scramblases fizyolojik önemine rağmen, kimlik elde edilememiştir 13) ve bir lipid II peptidoglikan sentezinin 14 için gerekli olan scramblase gibi bakteriyel protein FtsW önerilmiştir. Bu keşifler yöntem describ Oluşan proteoliposomes lipozomlarda saflaştırılmış proteinlerin yeniden oluşturulması ve scramblase etkinliğinin gösterilmesi dayanmaktadırBurada ed. Diğer potansiyel scramblases 15-21 - peptidoglikan biyosentezinde rol MurJ ve Amj proteinleri, WzxE ve ilgili proteinler O-antijeni öncüleri karıştırıcı karışmış, MprF proteini, bakteriyel sitoplazma zarından olarak amino fosfatidilgliserol yerini değiştirmek için gerekli olan ve Xkr8 aile üyeleri önerilmiştir bu apoptotik hücre yüzeyi üzerinde PS maruz - biyokimyasal test edilmesi gerekmektedir. Bu tespit ve scramblase etkinliğini karakterize etmek sağlam bir testin önemini vurgulamaktadır.
Burada, bir floresans bazlı deney kullanılarak elde edilen proteoliposomes büyük tek tabakalı veziküller (luvs) saflaştırılmış opsin tekrar oluşturulmasını, fotoreseptör rodopsin apoprotein ve scramblase aktivitesi daha sonra analiz tarif eder. heterolog ifade ve opsin saflaştırılması için literatürde mevcut birkaç iyi tanımlanmış protokoller bu nedenle olmaz, vardırBu protokolde tarif; yaklaşık 100 ng FLAG etiketli, ısı ayarlı opsin verir Goren ve ark. 3'te tarif protokollerini kullanan /% 0.1 ul (ağırlık / hacim) dodecylmaltoside (DCM).
Sulandırma şişmeyen fakat çözünmez olduğu için, yeterli deterjan ile luvs muamele edilmesiyle elde edilmektedir. Bu koşullar altında, bir membran proteini - protein deterjan miseller halinde temin - lipozomlar entegre ve proteoliposomes sonuçlanan deterjanın alınması üzerine lipozom zarı içine yeniden hale gelir. (% 0.1 (ağırlık / hacim) DCM içinde saflaştırılmış proteini olarak elde edilmiştir) opsin tekrar oluşturmak için, LUVler POPC (1-palmitoil-2-oleoil sn -glisero-3-fosfokolin) ve POPG karışımı (1-hazırlanır palmitoil-2-oleoil sn -glisero-3- [fosfo-rak- (1-gliserol)]) ve opsin ve NBD-PC eklemeden önce DDM ile doyuruldu. Deterjan daha sonra polistiren boncuklar ile örnek muamele etmek suretiyle uzaklaştırılır.
lass = "jove_content"> floresans bazlı analiz temel ilkesi Şekil 1B 'de gösterilmiştir. Luvs simetrik NBD-PC veya diğer NBD etiketli floresan fosfolipid muhabiri (Şekil 1A) bir eser miktarı ile yeniden edilmektedir. ditionit ilave üzerinde NBD nitro grubu gibi bir zar geçirgenliği olmayan dianyon, luvs dış broşürde NBD-PC molekülleri işlenen floresan olmayan bir floresan olmayan amino grubuna indirgenir. de NBD-PC molekülleri de ditiyonit deneyi (<10 dakika), zaman ölçeğinde membran hareket mümkün olduğundan, bu floresan sinyalin% 50 azalma ile sonuçlanır. Lipozomlar, bir scramblase ile yeniden Ancak, eğer, iç yaprakçıkta NBD-PC moleküller azaltılır dış hızla karıştırmak olabilir. Bu ideal bir durumda (Şekil 1C) floresans toplam kayıp ile sonuçlanır.
ES / ftp_upload / 54.635 / 54635fig1.jpg "/>
. Şekil 1: scramblase aktivite deneyinin şematik temsili tahlil, bir flüoresan NBD-etiketli raportör lipid kullanır; NBD-PC gösterilmiştir (A). Büyük tek tabakalı veziküller NBD-PC'nin eser miktarı ile tekrar kurulmuştur. Sulandırma dış ve iç broşürlerde eşit olarak dağıtılır NBD-PC ile, simetrik veziküller üretir. Ditiyonit (S2 O 4 2-) kimyasal olmayan bir floresan amino grubuna NBD nitro grubunu azaltır. Ditiyonit (B, yukarıda) ile birlikte protein içermeyen lipozomlar tedavisi azaltılır, dış sayfada tek NBD-PC moleküllerinin floresan bir% 50 azalmaya neden olan: ditiyonit negatif yüklü ve NBD-PC molekülleri ile tepkimeye zarı geçemez iç broşürde. Opsin içeren proteoliposomes (B, alt), bir ditiyonit tedavi, yani scramblase aktif proteoliposomes, f% 100 kaybına yol açaropsin olarak luorescence iç ve dış broşürde arasında NBD-PC hareketini kolaylaştırır. (C) ditionit ile protein içermeyen lipozomlar ve opsin içeren proteoliposomes tedavi elde edilen idealize floresan izlerini gösterir. floresans kaybı oranı ditionit ile NBD kimyasal indirgeme karıştırıcı kimyasal tepkime oranından daha büyük veya eşit bir hızda gerçekleşir, ve bu oran-sınırlayıcı olduğunu gösteren her iki durumda da aynıdır. Gerçek bir deneyde elde edilen izleri Şekil 3'te gösterilmiştir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Bu tarif yöntemleri diğer saflaştırılmış proteinleri, hem de deterjan 22 mikrozomları ekstre, örneğin, elde edilen zar proteinlerinin karışımlarını sulandırmak ve analiz etmek için kullanılabilir.
Lipozomlar ve Proteoliposomes hazırlanması 1.
2. Scramblase Aktivite Deneyi
Not: tampon A ile seyreltilmiştir lipozomlar veya proteoliposomes floresans yoğunluğu bir floresan spektrometresinde ditionit ilave edildikten sonra zaman içinde izlenir. istikrarlı başlangıç yoğunluğu elde etmek için, floresans sürekli karıştırılan örnek ditionit ilave edilmeden önce en az 50 saniye (ya da sabit bir sinyal elde edilene kadar) için kaydedilir ve daha sonra ditionit ilave sonra en az 500 saniye boyunca takip edilir.
3..Veri analizi
Bir flüoresan bazlı analiz kullanarak scramblase aktivitesinin karakterize edilmesi için luvs halinde opsin tekrar oluşturulmasını tarif eder. Biz çabalıyorlar opsin aracılı fosfolipid oranı üzerinde bir alt sınır koymak için ve opsin işlevsel veziküller içine yeniden oluşturulmasını hangi oligomerik durumunu belirlemek için sonuçları analiz.
uygun sulandırma koşullarını belirlemek için, deneysel da proteinin sokulmasından açık olacak şekilde luvs şişirmek için kullanılmalıdır deterjan miktarını belirlemek gereklidir. Böyle bir deney, Şekil 2A'da gösterilmiştir. POPC alikotları: POPG LUVler 3 saat DDM farklı miktarları ile tedavi edilir ve numunenin absorbansı 540 nm, dolayısıyla vesikül boyutta bir bulanıklık ölçümü ve ölçülür. 540 nm (OD 540) grafik ölçülen optik yoğunluk veziküller DDM concentr olarak şişer olduğunu gösterirasyon 4-6 mM'den artar, DCM yükseltilirken (bulanıklık kaybına ve OD 540 sinyale karşılık gelen) çözündürülmesi için başlamadan önce yaklaşık 7 mM bir doyma noktasına ulaşabilir. NBD-PC deterjan tedaviden sonra ilave edildi ve numuneler daha deterjanı çıkarmak için polistiren boncuklar ile muamele edilmeden önce bir saat boyunca inkübe edilir. (Yukarıda anlatıldığı gibi) NBD-PC'nin transbilayer dağılımı veziküllere ditionit ilave edildikten sonra flöresan kaybı ölçülerek belirlenir. Bu nedenle, NBD-PC ditiyonit için komple erişilebilirlik ile gösterilen deterjan yokluğunda, veziküller dış sayfada içine yerleştirir. > 2 mM DDM ile muamele veziküller NBD-PC DCM çıkartıldıktan sonra bu NBD-PC'nin 50% ditiyonit korunur, böylece her iki broşür içine simetrik olarak dağıtmak edebilmektedir.
Şekil 2B referans 2 yeniden çizilmesi benzer istikrarsızlık-sulandırma deney (gösterir </ Sup>), opsin tekrar oluşturulmasını takip bu sefer. Bu deneyde, 7 mM DCM erişilebilir NBD-PC niceliksel hale gelir (>% 80) bu tür opsin aracılı sinyal karıştırıcı sonucu ditiyonit için opsin sulandırma için gerekli olduğu görülmektedir.

Şekil 2:. Deterjan destabilize vezikülleri içine NBD-PC ve opsin yeniden oluşturulması (A) veziküllerin alikoları, oda sıcaklığında 3 saat boyunca sonu aşırı uç karıştırılarak deterjan konsantrasyonları (0-9 mM) bir dizi ile muamele edilir . 540 nm'de numunelerin absorbans ölçülür inkübasyon süresi (siyah çizgi) sonunda. (DDM a / h% 0.1 içinde çözülmüş) NBD-PC ilave edilir ve deterjan polistiren taneleri işlenerek çıkartılır önce örnek oda sıcaklığında 1 saat daha inkübe edilir. Elde edilen lipozomlar, flor ile analiz edilir escent azaltma deneyi (kırmızı çizgi) NBD-PC simetrik yeniden edildiği kapsamını belirlemek için. (A) 'daki gibi, (B), fakat yumurta fosfolipidlerinin oluşturulan bu deney veziküllerinde a sonuçlanan DDM ile destabilize edildi ve opsin NBD-PC ile birlikte ilave edildi (yumurta PC / yumurta fosfatidik asit, 9, 1 mol / mol), yaklaşık% 80 floresans azaltılması proteini bu tekrar oluşturulmuş ve NBD-PC'nin sinyal karıştırıcı kolaylaştırmak mümkün sonra (referans 2 değiştirilmiş). NBD-PC simetrik 2 mM DDM de yeniden rağmen, opsin yeniden oluşturulması için ideal koşullar OD 540 absorbans, yani gösterilen veziküllerin nedeniyle interkalar deterjan oldukça şişmiş ama henüz çözülmüş değil noktasının (zirve etrafında seçildi ok). POPC / POPG (9: 1 mol / mol) için veziküller, 8 mM bir DCM konsantrasyonu NBD-PC ve opsin sulandırma hem de uygun olduğu tespit edilmiştir./54635/54635fig2large.jpg "Target =" _ blank "> bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Floresan azalmanın büyüklüğü Sulandırma için kullanılan opsin miktarı artar. Şekil 3A (mmol fosfolipid başına mg protein, kırmızı izleri biriminde PPR) fosfolipid oranları farklı protein de opsin ile yeniden protein içermeyen lipozomlar (siyah iz) ve proteoliposomes-NBD-PC içeren için ditiyonit ekleyerek elde edilen floresan izlerini gösterir; hepsi daha kolay görselleştirme için aynı başlangıç floresans (F i) bir değere sahip olduğunu, böylece izleri normalize edilmiştir. izleri monoexponential uyan 20-25 sn arasında değişen çok benzer zaman sabitleri göstermektedir; proteinsiz lipozomlar içinde ditiyonit aracılı NBD-PC azalma oranı proteoliposomes aynıdır olarak, (tex bakınız opsin aracılı sinyal karıştırıcı hızı üzerinde daha düşük bir tahmin yerleştirmek mümkündürDaha fazla bilgi için t). Şekil 3B * flüoresan azalması deneyden elde edilen analiz verileri p (≥1) scramblase (en az bir scramblase sahip olan bir vesikül olasılığı) deneysel olarak ölçülmüş PPR karşı (PPR ilişkin araziler vermek üzere gösterir gibi), yukarıda açıklanan. opsin tekabül varsayımsal uyan deneysel sonuçların monoexponential uyum karşılaştırması opsin bir dimer olarak işlevsel yeniden oluşturulmasını bir monomer, dimer ya da tetramerdir gösterisi olarak yeniden edilir.

Şekil 3:. Opsin arasında Scramblase aktivitesi ug 0-4,95 arasında değişen NBD-PC ve opsin miktarları ile yeniden vesiküllerin tedavi ditiyonit tekabül eden (A) Floresans izleri, kama ile gösterilir. yeniden opsin en düşük miktarı 0.21 mg / mmol'lük bir PPR, tekabülİkinci 0.43 mg / mmol en yüksek miktarı ve 1.3 mg / mmol, ya da ortalama vezikül başına 10 opsins en yüksek miktar. Ditionit belirtilen zaman (ok) ilave edildi ve NBD floresans bir başka 400 saniye izlenmiştir. Birçok deney içinde ortalama% 82.5 iken bu deneyde görülen floresan azalma azami ölçüde% 85 idi. Çabalıyorlar (B) Protein bağımlılık. Panel A benzer deneylerden edinilen veriler (protein, tekrar- nicelleştirilmiştir veziküller fosfolipid oranı (PPR) protein karşı en az bir scramblase (s ≥1 scramblase) 'e sahip veziküller olasılık bir grafik oluşturmak için Poisson istatistiklerine kullanılarak analiz edildi Batı benek analizi 3 ve fosfolipid ile tekrar asit hidrolizi üzerine salınan inorganik fosfat) ölçülmesi ile belirlendi. kırmızı çizgi verileri için bir mono-üstel bir yerleşmeyi temsil etmektedir; kesik gri çizgiler 170 nm çaplı v içine opsin sulandırılması için mono-üstel uyuyor temsilmonomerlerin önceden oluşturulmuş dimer ya da önceden oluşturulmuş tetramerler olarak esicles. X ekseni deneysel ölçülen PPR temsil gibi, uygun sabitler yerine PPR * değerlerden daha, ana metinde açıklandığı gibi. PPR uygun (yerine PPR * den () ana metne bakın) daha büyük bir versiyonunu görmek için buraya tıklayınız bu figür.
Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.
Opsin ile sulandırılmış büyük unilameller lipozomlarda fosfolipid karıştırmayı ölçmek için floresan bazlı bir test tarif ediyoruz.
Bu çalışma Velux Stiftung (A.K.M.), NIH hibe EY024207 (A.K.M.) ve Avusturya Bilim Fonu (FWF) projesi J3686 (B.P.) tarafından desteklenmiştir.
| 1-palmitoil-2-oleoil-sn-glisero-3-fosfokolin | Avanti Polar Lipidler | 850457C | POPC |
| 1-palmitoil-2-oleoil-sn-glisero-3-fosfo-rak- (1-gliserol) (sodyum tuzu) | Avanti Polar Lipidler | 840457C | POPG |
| 1-palmitoil-2-{6- [7-nitro-2-1,3-benzoksadiazol-4-il)amino]heksanoil}-sn-glisero-3-fosfokolin | Avanti Polar Lipidler | 810130C | NBD-PC |
| 4- (2-hidroksietil) -1-piperazineetansülfonik asit | VWR Bilimsel | EM-5330 | HEPES |
| NaCl | Sigma | S7653-1KG | NaCl |
| Dodesil-β-D-maltosid | Anatrace | D310 5 GM | DDM |
| Florimetre küvetleri | sigma | C0918-100EA | küvetler |
| Spektroflorometre | Foton Teknolojisi Uluslararası, Inc. | florimetre | |
| Sodyum hidrosülfit teknik sınıf,% 85 | Sigma | 157953-5G | ditiyonit |
| GraphPad Prism 5 yazılımı | Prizma | ||
| Tris Tabanı | VWR | JTX171-3 | Tris |
| LIPEX 10 ml ekstruder ve nbsp; | Kuzey Lipitler, Inc. | Ekstruder | |
| Whatman, Drenaj diski, PE, 25 mm | Sigma | 28156-243 | Disk desteği |
| Whatman Nuclepore Paletle Kazınmış Membranlar, 0.4 & m, 25 mm çaplı | Sigma | WHA110607 | 400 nm membran |
| Whatman Nucleopore Track-Etched Membranlar, 0.2 & m, 25 mm çaplı | Sigma | WHA110606 | 200 nm membran |
| sodyum fosfat | Sigma | S3264-500G | |
| VWR Kültür Tüpleri, Tek Kullanımlık, Borosilikat Cam, 13 x 100 mm | VWR Scientific | 47729-572 | cam tüpler |
| Perklorik asit | Sigma | 30755-500ML | |
| Amonyum Molibdat Tetrahidrat | Sigma | A-7302 | amonyum molibdat |
| (+)- Sodyum L-askorbat | Sigma | A7631-25G | sodyum askorbat |
| Bio-Beads SM2 adsorbanları | Bio Rad | 1523920 | polistiren boncuklar |
| 2.0 ml Mikrotüpler şeffaf | VWR Scientific | 10011-742 | Sulandırma tüpleri |
| Sulandırma cam tüp | VWR Scientific | 53283-800 | Sulandırma cam tüpleri |
| Zetasizer | Malvern | Dls |