Bu makalede, protein ifade, arıtma, kristalizasyon ve yapı tayini N-terminal etki alanı ryanodine reseptör diamondback güve (Plutella xylostella) üzerinden iletişim kuralları açıklar.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
* These authors contributed equally
Bu makalede, protein ifade, arıtma, kristalizasyon ve yapı tayini N-terminal etki alanı ryanodine reseptör diamondback güve (Plutella xylostella) üzerinden iletişim kuralları açıklar.
Güçlü ve verimli böcek böcek ryanodine reseptörleri (RyRs) hedefleme geliştirilmesi tarımsal haşere kontrolü alanında büyük ilgi olmuştur. , Birkaç diamide böcek haşere RyRs ticari hedefleme bugüne kadar olan 2 milyar dolarlık yıllık gelir elde. Ama eylem RyR hedefleme böcek öldürücüler, modu, anlama böcek RyR ilgili yapısal bilgi eksikliği ile sınırlıdır. Bu sırayla anlama zararlıları böcek ilacı direnç gelişimi sınırlar. Diamondback güve (DBM) da diamide böcek öldürücüler direnç göstermek için rapor yok turpgillerden bitkileri dünya çapında, yıkıcı bir zararlı olduğunu. Bu nedenle, roman böcek öldürücüler DBM RyR, özellikle geleneksel diamide bağlama Web sitesinden farklı bir bölge hedefleme hedefleme geliştirmek için pratik büyük önem taşımaktadır. Burada, yapısal olarak RyR DBM üzerinden N-terminal etki alanını tanımlamak için bir iletişim kuralı mevcut. X-ışını kristal yapısı moleküler yedek bir çözünürlükte tarafından çözüldü 2,84 Å, hangi, bir beta-trefoil katlama motif ve bir kanat alpha sarmalının gösterir. Bu iletişim kuralı ifade, arıtma ve diğer etki alanları veya proteinler yapısal karakterizasyonu için genel olarak adapte edilebilir.
Ryanodine reseptörleri (RyRs) Permeasyon Ca2 + iyonlarının kas hücrelerindeki sarcoplasmic retikulum (SR) membranlar arasında arabuluculuk belirli iyon kanalları vardır. Bu nedenle, işlem kaplin uyarma daralmaya önemli bir rol oynuyorlar. İşlevsel haliyle, bir homo tetramer moleküler kütlesi ile olarak RyR çeviren > her alt birim ~ 5000 amino asit kalıntıları eklenmesi oluşan ile 2 MDa. Memelilerde, üç izoformlarının vardır: RyR1 - kas iskelet tipi, RyR2 kalp kası tipi ve RyR3-ubiquitously farklı dokular1' dile getirdi.
Böcekler RyR, kas ve sinir dokusu2' de gösterilen tek bir türü yoktur. Böcek RyR memeli RyR2 bir sıra kimliğini yaklaşık % 47 ile daha benzer3. Diamide böcek RyR Lepidoptera ve Coleoptera hedefleyen geliştirilmiştir ve Bayer (flubendiamide), DuPont (chlorantraniliprole) ve Syngenta (cyantraniliprole) gibi büyük şirketler tarafından pazarlanan. Nispeten son başlatılmasından bu yana, diamide böcek böcek öldürücüler en hızlı büyüyen sınıf biri haline gelmiştir. Şu anda, bu üç böcek öldürücüler yıllık satış 2009 yılından bu yana (Agranova) 2 milyar ABD Doları % 50'den fazla bir büyüme oranı ile kesişti.
Son yıllarda yapılan çalışmalarda bu böcek öldürücüler4,5,6,7,8kullanımı, birkaç kuşak sonra böceklerde direnç gelişimi bildirdin. Direnç mutasyonlar transmembran etki alanındaki RyRs diamondback güve (DBM), Plutella xylostella (G4946E, I4790M) ve domates leafminer ilgili pozisyonlarda, Tuta absoluta (G4903E, I4746M) bu bölge göster Bu bölge kanal4,8,9geçişi için kritik olduğu bilinmektedir olarak diamide böcek ilacı bağlamasında dahil olabilir. Bu alanda kapsamlı bir araştırma rağmen diamide böcek öldürücüler tam moleküler mekanizmaları zor kalır. Ayrıca, direnç mutasyonları diamides ile etkileşimi doğrudan veya allosterically etkiler belirsizdir.
Daha önceki çalışmalar memeli türlerden birkaç RyR etki alanı yapısını ve yapısı tam uzunlukta memeli RyR1 ve RyR2 x-ışını kristalografisi ve cryo-elektron mikroskobu, sırasıyla10,11tarafından bildirdin, 12,13,14,15,16,17,18,19,20,21 . Ama şimdiye kadar hiçbir yapısını böcek RyR, bizi moleküler inceliklerini reseptör işlevinin yanı sıra böcek ilacı eylem moleküler mekanizmaları ve böcek ilacı direnç gelişimi anlamak yasaklayan bildirilmiştir.
Bu makale, biz N-terminal β-trefoil etki alanı ryanodine reseptör diamondback güve, yıkıcı bir haşere turpgillerden bitkileri dünya çapında22bulaşmasını gelen yapısal karakterizasyonu için genel bir iletişim kuralı mevcut. Yapı dizayn edilmiştir yayımlanan tavşan RyR1 nöral tüp defekti kristal yapıları23,24ve cryo-EM yapısal modelleri16,17,18,19, göre 20 , 21. bu böcek RyR, hangi kanal geçişi için mekanizma ortaya çıkarır ve uyuşturucu yapısı tabanlı tasarım kullanarak species-specific böcek öldürücüler geliştirmesi için önemli bir şablon sağlar için bildirilen ilk yüksek çözünürlüklü yapısıdır. Yapısı aydınlatma için 'altın standart' protein yapı tayini için atomik çözünürlük yakın olarak kabul edilir x-ışını kristalografisi çalıştırmaya başladık. Kristalizasyon işlem öngörülemeyen ve emek yoğun olmakla birlikte, adım adım bu protokolü araştırmacılar hızlı, arındırmak ve böcek RyR ya da herhangi bir diğer proteinler diğer etki alanlarındaki genel olarak karakterize etmek için yardımcı olacaktır.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
1. Gen klonlama, Protein ifade ve arıtma
2. protein hazırlık ve kristalizasyon
3. Kristal montaj, x-ışını veri toplama ve yapı belirlenmesi
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Arıtma
DBM RyR N-terminal etki hexahistidine etiketi, MBP etiket ve TEV proteaz bölünme site bir füzyon proteini olarak ifade edildi. Kristalizasyon amaç için uygun bir son derece saf protein elde etmek için beş adım arıtma strateji takip ettik. İlk başta, Füzyon proteini hücre lysate çözünür kısmını Ni-NTA sütun (HisTrap HP) tarafından saflaştırıldı. Ardından, Füzyon protein TEV proteaz bölünme için maruz kaldığı ve hexahistidine-...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu yazıda, recombinantly express, arındırmak, kristalize ve DBM RyR nöral tüp defekti yapısını belirlemek için bu yordamı açıklar. Kristalizasyon için yüksek çözünürlük, saflık ve homojenliği ile protein elde etmek çok önemli bir gereksinimdir. Bizim iletişim kuralında, bir hexahistidine etiketi ve MBP etiketi, ikisi de daha yüksek bir kat saflık elde etmek arıtma için yararlanılabilir içerdiğinden evde beslenen hayvan-28a-HMT vektör kullanmayı seçtiniz. Ayrıca, hedef protein çözünürlük MBP etiketi AIDS. Son derece saf v...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarlar ifşa gerek yok.
Bu araştırma tarafından sağlanan için finansman: Ulusal anahtar araştırma ve geliştirme Çin Program (2017YFD0201400, 2017YFD0201403), Ulusal Doğa Bilim Vakfı Çin (31320103922, 31230061) ve proje, Ulusal temel araştırma (973) programı Çin (2015CB856500, 2015CB856504). Beamline BL17U1 Shanghai sinkrotron radyasyon tesisi (SSRF), personel için minnettarız.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| pET-28a-HMT vektörü | Bu modifiye pET vektörü, N-terminalinde bir hekzahistidin etiketi, bir MBP füzyon proteini ve bir TEV proteaz bölünme bölgesi içerir (Lobo ve Van Petegem, 2009) | ||
| E. coli BL21 (DE3) suşu | Novagen | 69450-3CN | |
| HisTrapHP sütunu (5 mL) | GE Healthcare | 45-000-325 | |
| Amiloz reçine sütunu | New England Biolabs | E8021S | |
| Q Sefaroz yüksek performanslı kolon | GE Healthcare | 17-1154-01 | |
| Amicon yoğunlaştırıcılar (10 kDa MWCO) | Millipore | UFC901008 | |
| Superdex 200 26/600 jel filtrasyon kolonu | GE Healthcare | 28-9893-36 | |
| Otomatik sıvı işleme robotik sistemi | Art Robbins Instruments | Gryphon | |
| 96 Kuyu CrystalQuick | Greiner bio-one | 82050-494 | |
| Uni-Puck | Moleküler Boyutlar | MD7-601 | |
| Monteli CryoLoop - 20 mikron | Hampton Research | HR4-955 | |
| CryoWand | Moleküler Boyutlar | MD7-411 | |
| Puck dewar yükleme aracı | Moleküler Boyutlar | MD7-607 | |
| Nano damla | Thermo Scientific | NanoDrop Bir | |
| Kristal inkübatör | Moleküler Boyutlar | MD5-605 | |
| X-Işını difraktörü | Rigaku | FRX | |
| PCR makinesi | Eppendorf | Nexus GX2 | |
| Plazmid mini hazırlık kiti | Qiagen | 27104 | |
| Jel ekstraksiyonu kit | Qiagen | 28704 | |
| SspI kısıtlama endonükleaz | NEB | R0132S | |
| T4 DNA polimeraz | Novagen | 2868713 | |
| Kanamisin | Bilimsel Kimyasal | 25389940 | |
| IPTG | Genview | 367931 | |
| HEPES | Genview | 7365459 | |
| β-merkaptoetanol | Genview | 60242 | |
| Santrifüj | Termo Bilimsel | Sorvall LYNX 6000 | |
| Sonnicator | Scientz | II-D | |
| Protein arıtma sistemi | GE Healthcare | Akta Saf | |
| Işık mikroskobu | Nikon | SMZ745 | |
| IzIt kristal boya | Hampton Research | HR4-710 | |
| Elektroforez ünitesi | Bio-Rad | 1658005EDU | |
| Çalkalayıcı İnkübatör | Zhicheng | ZWYR-D2401 | |
| İndeks kristal ekran | Hampton Research | HR2-144 | |
| Yapı kristal ekran | Moleküler Boyutlar | MD1-01 | |
| ProPlex kristal ekran | Moleküler Boyutlar | MD1-38 | |
| PACT premier kristal ekran | Moleküler Boyutlar | MD1-29 | |
| JCSG-plus kristal ekran | Moleküler Boyutlar | MD1-37 |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.