Yöntem makalesi

Elastin benzeri Proteinlerin tanımlanmış Supramoleküler Yapılara Yönlendirilmiş Montajı ve Tüp Bebek Tespülasyonu

DOI:

10.3791/60935

8 Nisan 2020

* These authors contributed equally

Bu makalede

Özet

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Organik ve sulu çözücülerin arayüzünde, özel ampifilik elastin benzeri proteinler veziküller, lifler ve çevresel parametrelertarafından tetiklenen koaksivatlar gibi karmaşık supramoleküler yapılarda bir araya getirilir. Açıklanan montaj protokolleri, çeşitli kargoların kapsüllemesini sağlayan, tunable özelliklere sahip Protein Membran Tabanlı Bölmeler (PMBCs) verir.

Özet

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Özel proteinaceous yapı taşları minimal hücreler, ilaç dağıtım araçları ve enzim iskeleleri gibi supramoleküler yapıların montajı için çok yönlü adaylardır. Genetik düzeyde ki biyouyumluluk ve ayarı nedeniyle, Elastin benzeri proteinler (ELP) biyoteknolojik ve biyomedikal uygulamalar için ideal yapı taşlarıdır. Bununla birlikte, farklı fizyokimyasal özellikleri ve iyi kapsülleme potansiyeli ile protein bazlı supramoleküler yapıların montajı zor olmaya devam etmektedir.

Burada küresel koaservatlar, lifler ve kararlı veziküller gibi supramoleküler protein mimarileri içine ampifilik ELP'lerin güdümlü kendi kendine montajı için iki etkili protokol salıyoruz. Sunulan montaj protokolleri, uyarlanabilir fizyokimyasal özelliklere sahip ELP'lere dayalı Protein Membran Tabanlı Bölmeler (PMBCs) oluşturur. PMBC'ler faz ayırma davranışını gösterir ler ve yönteme bağımlı membran füzyonlarını ortaya çıkarırlar ve kimyasal olarak çeşitli floresan kargo moleküllerini kapsülleyebilmektedirler. Ortaya çıkan PMBCs bir ilaç formülasyonu ve dağıtım platformu, yapay hücre ve bölümlü reaksiyon alanı olarak yüksek bir uygulama potansiyeline sahip.

Giriş

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Biyoteknolojik uygulamalar için supramoleküler yapıların montajı giderek daha önemli hale geliyor1,2,3,4,5. Koaservates, veziküller ve lifler gibi fonksiyonel mimarilerin istenilen fizikokimyasal özelliklere sahip bir araya toplanması için bileşenlerin fizikokimyasal ve konformasyonel özelliklerini anlamak ve kontrol etmek önemlidir. Doğada bulunan moleküllerin moleküler hassasiyeti nedeniyle, supramoleküler yapıların yapı taşları giderek lipidlere, nükleik asitlere veya proteinlere dayanmaktadır. Sentetik polimerlerle karşılaştırıldığında, proteinaceous yapı taşları genetik düzeyde acil supramoleküler yapılar6 üzerinde hassas kontrol sağlar. Bireysel protein yapı taşlarının birincil amino asit (aa) dizisi, molekülerden makroskopik düzeye kadar olan montaj potansiyeline yönelik bilgileri ve son supramoleküler yapının üç boyutlu şekli ve fiziksel özelliklerini özünde kodlar7.

Farklı supramoleküler yapıların biraraya toplanması için bildirilen yöntemler genellikle ısıya duyarlı elastin benzeri proteinler (ELP) gibi amfilik proteinleri içerir.5,8,9, rekombinant oleosin10ve yapay protein amphiphiles11. Sıcaklık tetiklenen yöntemler misellerin montajına yol açmıştır4,10,12Lif13Yaprak14ve veziküller9,15,16. Dinamik protein bazlı veziküllerin oluşumu için organik çözücüler içeren yöntemler uygulanmıştır.8,11,14. Şimdiye kadar, vezikül oluşumu için uygulanan protokoller genellikle mikrometre büyüklüğündeki montajlar üzerinde montaj kontrolü eksikliği16,17veya sınırlı montaj verime sahip5. Buna ek olarak, rapor edilen bazı ELP bazlı veziküller kapsülleme potansiyelini bozmuş12veya zaman içinde sınırlı stabilite9. Sunulan protokoller, bu sakıncaları ele alarak, farklı fizyokimyasal özelliklere, iyi kapsülleme potansiyeline ve uzun süreli stabiliteye sahip mikrometre ve alt mikrometre boyutunda supramoleküler yapıların kendi kendine biraraya getirilmesini sağlar. Özel ampifilik ELP'ler, uygulanan protokol ve ilgili çevre koşullarına bağlı olarak küresel koaservatlar ve yüksek derecede sıralanmış bükümlü lif demetlerinden unilamellar veziküllere kadar geniş bir yelpazeyi kapsayan supramoleküler yapılarda bir araya getirilir. Büyük vesiküler Protein Membran Esaslı Bölmeler (PMBC) membran füzyonu ve faz ayırma davranışı gibi tüm ana fenotipleri lipozomlara benzer olarak ortaya koymaktadır. PMBC'ler, basit epifloresan mikroskobu kullanılarak izlenebilen kimyasal olarak çeşitli floresan kargo moleküllerini etkin bir şekilde kapsüllerler. Bu çalışmada kullanılan tekrarlayan ELP alanları protein bazlı supramoleküler mimariler için çekici yapı taşlarıdır.18. ELP pentapeptid tekrar ünitesi (VPGVG) yapısal ve fonksiyonel özelliklerini korurken, dördüncü pozisyonda proline (valine, V) dışında farklı aa tolere bilinmektedir19. Farklı hidrofilik ve hidrofobik etki alanları içeren amfilik ELP'lerin tasarımı, VPGXG'ye farklı hidrofobiklik, polarite ve şarj ile aa konuk kalıntıları (X) yerleştirilerek gerçekleştirildi.20. Hidrofilik etki alanı misafir kalıntısı olarak yüklü glutamik asit (E) veya arginin (R) içererken, hidrofobik fenilalanin (F) veya izolösin (I) ile donatılmış amfilik ELP etki alanları. Uygun amfilik ELP yapıları ve ilgili aa dizileri listesi ek bilgi ve referanslar bulunabilir8,21. Floresan mikroskopisi ile görselleştirme için küçük floresan boyalar veya floresan proteinler ile donatılmış tüm yapı taşları. mEGFP ve diğer floresan proteinler N-terminalel ELP amphiphiles hidrofilik etki alanlarında erimiş edildi. Organik boyalar bakıriçermeyen suşu ile alkine-azid sikloaddition (SPAAC) ile eş-çeviriile doğal olmayan amino asit (UAA) ile konjuge edildi. UAA'nın ortak çevirisipara-azidophenylalanine (pAzF)22hidrofilik ELP etki alanının N-terminal modifikasyonuna izin verir. Bu şekilde yeşil floresan boya BDP-FL-PEG4-DBCO (BDP) veya süzme siklotine sahip herhangi bir küçük floresan molekül floresan prob olarak kullanılabilir. UAA pAzF'in başarılı bir şekilde eklenmesi ve boyanın SPAAC ile sikloeklenmesi, ilgili triptik peptidlerin verimli iyonizasyonu nedeniyle LC-MS/MS ile kolayca doğrulanabilir.8. Floresan proteinler çoğu organik çözücüile uyumsuz olduğundan, bu küçük organik boya montaj protokolleri için çözücü seçimini genişletmek için uygulanmıştır. Laboratuarımızda geliştirilen supramoleküler yapılar için en verimli iki montaj protokolü aşağıda açıklanmıştır. THF şişme yöntemi sadece organik boya modifiye amfilik ELP ile uyumludur. Buna karşılık, 1-butanol (BuOH) ekstrüzyon yöntemi floresan prob gibi birçok protein ile uyumludur, örneğin mEGFP, açıklanan yöntem bu füzyon proteinlerinin floresansını tamamen koruduğundan. Buna ek olarak, küçük moleküllerin kapsülleme ve vesiküler füzyon davranışı En iyi BuOH ekstrüzyon yöntemi istihdam çalışır.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Amfilik elastin benzeri proteinlerin (ELP) tasarımı ve klonlanması

  1. Klon ve başka bir yerdeaçıklandığıgibi yapıları tasarım 8,20. Plazmidler istek üzerine mevcuttur.

2. Protein ekspresyonu, arınma ve hazırlama

  1. F20E20-mEGFP ve F20E20-mCherry ekspresyonu
    1. Ana ifade kültürünü bir gecede ön kültürden 0,3'ün OD600'üne bağla. 37 °C'de kuluçka, steril 400 mL LB ortamda 2 L'lik bir şişede uygun antibiyotiklerle desteklenerek 200 rpm.
    2. IpTG stok çözeltisini (1 M) ultra saf suda ifade kültürünün indüksiyonu için hazırlayın.
    3. OD600 0.5-0.8'e ulaşıldığında, ifade kültürüne IPTG'yi 1 mM'lik son konsantrasyona ekleyin ve kuluçka sıcaklığını 20 °C'ye düşürün. 200 rpm'de yaklaşık 20 saat boyunca 20 °C'de ifadeye izin verin.
  2. UAA pAzF içeren amfilik ELP ekspresyonu
    1. İki plazmid pEVOL pAzF ve örneğin pET28-NMBL-(TAG)R40F20-onun 0.3'ün OD600'ünü içeren gecee ait E. coli ön kültürden ana ifade kültürünü aşılamak (amino asit dizileri için ek bilgilere bakın). 37 °C'de kuluçka, steril 400 mL LB orta kanamisin ve kloramfenikol ile desteklenen 2 L şişede 200 rpm.
    2. Ultra saf suda 100 mM pAzF stok çözeltisi hazırlayın. 10 mL pAzF stok çözeltisi için 206,2 mg pAzF ağırlığında ve 8 mL ultra saf suda yeniden askıya alın. pAzF'ı eritmek için çözeltinin pH'ını 3 M NaOH ile yükseltin ve şiddetle karıştırın. pAzF çözündüğünde, pH'ı dikkatlice 10,5'e düşürün ve 10 mL'lik son hacmine ultra saf su ekleyin. Steril filtre (0,22 μm) kullanın ve çözeltiyi 2 mL reaksiyon tüpünde aliquot kullanın.
    3. Ultra saf suda 1 M IPTG stok çözeltisi ve ultra saf suda %20 arabinose stok çözeltisi hazırlayın.
    4. OD600 0.5-0.8'e ulaşıldığında, ifade kültürüne 2 mM'lik son konsantrasyona pAzF ekleyin. PAzF alımı için izin vermek için 10 dakika, 37 °C, 200 rpm için kuluçka kültürü.
    5. IpTG (1 mM) ve arabinose 'un eşzamanlı ilavesi ile hedef proteinin ekspresyonu ve gerekli tRNA/t-RNA sentezinin ekspresyonu (%2) kuluçka sıcaklığını 20 °C'ye düşürün.
    6. 200 rpm'de yaklaşık 20 saat boyunca 20 °C'de ifadeye izin verin. 4 °C, 4000 x g,40 dk.
  3. Hücre lisisi ve protein arınması
    1. Lysis tamponundaki E. coli peletini (kültür litresi 10 mL; 50 mM Tris-HCl pH 8, 500 mM NaCl, 4 M üre, %0,25 Triton X-100) lizozym (0.1 mg/mL) ve PMSF (0.1 mM) içeren yeniden askıya alın. Buz üzerinde 30 dakika kuluçka ve dondurma ve iki kez daha sonra sıvı azot içinde örnek batırarak çözülme.
    2. Süspansiyonu sonicate (30%, 15 kez, 30 s: 10 s) ve santrifüj (4 °C, 40.000 x g için 40 dk) ile lysate temizleyin.
    3. Afinite kromatografisi kullanarak proteini arındırın (örn. bir kesir kolektöre bağlı bir FPLC sistemi kullanarak 1 mL nikel kolonda; bkz. Elüsyon tamponu (50 mM Tris-HCl, 500 mM NaCl, 4 M üre, 250-500 mM imidazol) ile proteini yakınlaştırın ve 4 °C'de ilave edilene kadar saklayın.
    4. Arınma verimliliğini SDS-PAGE üzerinden analiz edin.

3. SPAAC ile ELP'lerin boya-modifikasyonu

  1. Kabaca ELP çözeltisinin konsantrasyonu tahmin.  PAzF-R40F20 dizisi UV aralığında emici amino asitler eksik olduğundan konsantrasyon değerlendirmesi için280 emilimi değerli değildir. Bu nedenle, daha önce lyophilized ve ağırlıklı ELP amphipileS PAGE bant karşılaştırma için bir referans olarak kullanılabilir. ElP çözeltilerinden sds page bantlarının toplam gri değer intesitesinin bilinen konsantrasyonlarla karşılaştırılması ve numunenizin kaba konsantrasyonu tahmin edilebilir.
  2. 500 μL ELP çözeltisine (~20 μM) 1 000 adet floresan boya BDP-FL-PEG4-DBCO (10 mM stok çözeltisi; 20 μM son konsantrasyon) ekleyin. 15 °C'de yaklaşık 10 saat boyunca reaksiyon uyguluyor, titreyerek ve ışıktan korunarak.
  3. Daha fazla kullanım için aşırı BDP'yi kaldırmak için reaksiyonu diyalize sin.
    1. Diyaliz membranını (örn. 12 kDa kesme) ultra saf suda 10 dakika boyunca dengeleyin. Açılışta diyaliz membranı düzeltmek için, böylece tüp kapatarak, açılış üzerine delikli çekirdek ile bir reaksiyon tüpü kapağı yerleştirin.
    2. Reaksiyon tüpünü seçilen arabelleğe ters yerleştirin. Her seferinde en az 3 saat diyalizden sonra tamponu (2-5 L) iki kez değiştirin. Başarılı diyaliz sağlamak için diyaliz membran ve tampon arasında sıkışmış herhangi bir hava kabarcıkları çıkarın.

4. THF şişme protokolü

  1. Fosfat veya tris tampon (10 mM) kararlı pH 7.5 tuzları ve onun etiketi saflaştırma kalan bileşikleri kaldırmak için karşı homojen ELP çözeltisi diyaliz.
  2. Lyophilizer hazırlayın ve dondurularak kurutma için başlangıç sıcaklığına kadar soğutun.
  3. Aliquot diyaliz protein çözeltisi 1.5 mL reaksiyon tüpleri (tüp başına 50-500 μL) ve şok dondurma sıvı nitrojen. Donma-kurutma sırasında farklı protein çözeltilerinin istenmeyen şekilde karıştırılmasını önlemek için, reaksiyon tüpünün üzerine küçük bir delik olan kapaklar konulabilir ve kısmen kapatılabilir.
  4. Dondurulmuş protein örneklerini sıvı nitrojenden alın ve dondurularak kurumaya başlamak için hemen lyophilizer'a yerleştirin. Numune tamamen kuruduğunda (yaklaşık 24-48 saat) dondurularak kurutulma işlemi tamamlanır. Daha sonra, kuru N2ile liyofilize amfilik ELP'leri havalandırın, ardından hava nemi ile temas tan kaçınmak için reaksiyon tüpkapaklarını hemen kapatın.
  5. Lyophilized örnekleri (ELP, 5-10 μM) saf THF ekleyin ve THF ELP şişmesine izin vermek için 15 dakika boyunca buzlu su içeren bir su banyosu sonicator çözüm yerleştirin.
  6. Vezikül oluşumu için 30-60 °C'ye kadar veya lif oluşumu için 90 °C'ye kadar bir termocycler önceden ısıtın ve ultra saf su veya tampon içeren yeni reaksiyon tüpleri hazırlayın (50 mM NaH2PO4/Na2HPO4, 50 mM NaCl, pH 5–13). Küresel koacervatlar pH 9-13 içinde ağırlıklı olarak 20 °C'de toplanır. Vezikül oluşumu pH 7 ve 9 arasında 50-60 °C'de tercih edilir. Lif oluşumu pH 5 ve 12 arasında 60 °C'nin üzerinde ön kaynaklıdır.
  7. Sonication adım sonra, termocycler hazırlanan ultrasaf su veya tampon çözeltisi yanı sıra ELP / THF çözeltisi yerleştirin ve 5 dakika boyunca istenilen sıcaklığa kadar ısıtın. Sıcaklık elde edildiğinde önceden ısıtılmış ELP/THF çözeltisi önceden ısıtılmış ultra saf su veya tampon çözeltisinin üzerine dikkatlice tabakalaştırılmalıdır. İki aşamanın ayrı bir arabirimi ile net bir ayrımı görünür olmalıdır.
  8. Karışımı tekrar termocycler'a yerleştirin ve arayüze vezikül veya lif oluşumuna izin vermek için 20 dk kuluçkaya yatırın. Daha sonra, floresan mikroskopi veya diyaliz yoluyla analiz önce 10 dakika oda sıcaklığına kadar soğumasını bekleyin.
  9. Ultra saf su veya tampona karşı supramoleküler yapıları içeren diyaliz çözeltisi (50 mM NaH2PO4/Na2HPO4,50 mM NaCl, pH 7-10).

5. BuOH ekstrüzyon protokolü

  1. Ultra saf su veya tamponda 1-50 μM ELP çözeltisi hazırlayın (50 mM PB pH 7.5, 100 mM NaCl, 4 M üre içerebilir). Amfilik ELP F20R20-mEGFP ve F20R20-mCherry çözeltisinin konsantrasyonu molar yok olma katsayıları (F20R20-mEGFP A280 = 22015 M-1 cm-1 ve F20R20-mCherry A280 = 34380 M-1 cm-1) (ek bir dizi için bkz.
  2. %10-20 (v/v) 1-butanol ekleyin ve hemen yukarı ve aşağı boru lama veya bir şırınga ile birden fazla kez çizerek çözeltikarıştırın. 0,25 x 25 mm iğne ile donatılmış ortak bir 100 μL pipet veya Hamilton şırınga uygulanabilir. Karıştırma sırasında çözeltinin bulanıklığı artmalıdır, vezikül oluşumunu gösteren. 1-oktanol %5-15% (v/v) 1-butanol yerine vezikül ekstrüzyonu için de kullanılabilir.
  3. Dar bir boyut dağılımı elde etmek için, oda sıcaklığında 1 μm gözenek boyutuna sahip bir membran aracılığıyla mini ekstrüzyon kullanarak vezikülleri ekstrüzyon. Ekstrüzyon için kullanılan membran boyutu veziküllerin üst boy kesme belirler.
  4. Diyaliz veziküller yukarıda açıklandığı gibi (adım 3.3) kalıntı 1-butanol kaldırmak için.

6. BuOH ekstrüzyon protokolü ile boyama kapsülleme

  1. 10 mM Tris-HCl'de yaklaşık 40 μL ELP çözeltisi, 1 μL Dextran Texas Red (0.0025 mg/mL son konsantrasyon) ile pH 8'i karıştırın.
  2. Çözeltiye 10 μL BuOH ekleyin ve 0,25 x 25 mm iğne ile donatılmış bir şırınga ile 5-10 kez dışarı çıkar.

7. Floresan mikroskopi ile supramoleküler yapıların analizi

  1. Bir cam slayt üzerine bir takviye halkası yerleştirin ve sıkıca cam yapışkan tarafı basın.
  2. Takviye halkasının içine numunenin 5 μL'sini ekleyin ve üzerine bir kapak fişi yerleştirin.
  3. Analiz sırasında numunenin buharlaşmasını önlemek için numuneyi kapak kapağındaki kenarlara oje ile kapatın.
  4. Daha önce açıklandığı gibi floresan mikroskobu yürütmek8.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Vezikül üretimi için protokol geliştirme
Şekil 1 iki farklı vezikül hazırlama yöntemleri özetliyor. Sol taraftaki THF şişme yöntemi art arda üç adımdan oluşur ve sıcaklığa bağlı olarak ELP'nin farklı supramoleküler montajları ile sonuçlanır. Şekil 1A epifloresan mikroskopi görüntülerinde BDP-R20F20'den birleştirilmiş veziküller ve BDP-R40F20'den monte edilen fibrillary yapılar gösterilmektedir. Sağ tarafta gösteri...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tanımlanan supramoleküler yapıların montajı için açıklanan protokolleri takip eden bir hata, esas olarak spesifik olmayan agregaların(Şekil 2, IV) oluşumuna ya da homojen olarak dağıtılan ELP-amphipilelerin oluşumuna yol açar. Protokolün kritik adımları aşağıda ele alınmıştır:

Amfilik ELP'nin yüksek ekspresyon verimi için 20°C'lik nispeten düşük bir sıcaklık en uygun uyruktur. Amfilik ELP'nin başarılı afinite dayalı saflaşması için lysis tamponundaki 4 M'lik üre k...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarlar hiçbir rakip mali çıkarları beyan.

Teşekkürler

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarlar mali destek için BMBF ve Biyolojik Sistemler Analizi Merkezi (ZBSA) araştırma tesisi sağlamak için teşekkür ederiz. Biz Plazmid pEVOL-pAzF sağlamak için P. G. Schultz, TSRI, La Jolla, California, ABD müteşekkiriz. Albert-Ludwigs-University Freiburg Biyolojik Sistem Analizi Merkezi'ndeki (ZBSA) Yaşam Görüntüleme Merkezi (LIC) personeline konfokal mikroskopi kaynakları ve görüntü kaydındaki mükemmel destek için teşekkür ederiz.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
1 ve mikro; m ve 0.2 &mikro; m Steril FiltreVWR
1,4-DithiothreitolMerck
1-bütanol. >99,5% yıllıkRoth
2log DNA merdiveniNEB
2-MerkaptoetanolRoth
50 mL Şahin tüpleriVWR
79249 Alkin Mega Stokes boyaSigma Aldrich
Asetik asit buzulVWR
Asetonitril, susuz, %99,8Sigma-Aldrich
Ampisilin sodyum tuzu, %99Roth
BDP-FL-PEG4-DBCOJena Bioscience
BiofugeHeraeus
PES membranlı Şişe Üstü Filtre (45 & mikro; M, 22 ve mikro; m)Termo Bilimsel Brillant
Mavi G250 (Coomassie)Roth
BspQINEB
Kamera DS Qi1Nikon
Santrifüj 5417rEppendorf
Santrifüj 5810rEppendorf
CF-400-Cu kare örgü bakır ızgaraEMS
KloramfenikolRoth
CompactStar CS 4VWR
Dekstran, Teksas Kırmızısı, 3000 MW, nötrYaşam Teknolojileri
Dijital sonifiye Branson
Dimetilsülfoksit (DMSO)Aplikit
Dnase IAplikit
Kulak INEB
EcoRI-HFNEB
Çevresel çalkalayıcı inkübatör ES-20Biosan
Etanol mutlakRoth
Etidyum bromür çözeltisiRoth
Filtre,Avanti
Cam plakalarıBio-Rad'ı
desteklerGliserol Proteomik SınıfAmresco
GlisinAplikit
H4-Azido-Phe-OHBachhem
Isı plakası MR HeiTecHeidolph
HindIIINEB
HisTrap FF ham sütunGE Yaşam BilimleriNikel sütunu
Hidroklorür asit dumanı, %37, pa Merck
Aydınlatıcı ix 20INTAS
Aydınlatıcı LAS-4000Fujifilm
İmidazolMerck
Daldırma yağı mikroskopiiçin Merck
İnkübatörler çalkalayıcılar Unimax 1010Heidolph
Mürekkep Oluşturucu 1000Heidolph
IPTG, %>99Roth
KanamisinsülfatRoth
L (+) - ArabinozRoth
Laboratuvar terazileri Genişletilmiş ed2202s/224s-OCESartorius
LB-OrtaRoth
Liyofilizatör Alfa 2-4 LSCMesih
Lizozim, 20000 U/mgRoth
Mikroskop CM 100Philips
Mikroskop Eclipse TS 100Nikon Mikroskopi
kapak camları (15 x 15 mm)VWR
Mikroskopi slaytlarıVWR
MikrodalgaStüdyosu
Mini Ekstruder SetiAvanti Polar Lipidler
NaCl, %>99,5, p.a.Roth
Natriumhidroksit peletleriRoth
Ni-NTA Agaroz, PerfectPro5 Prime
Nucleopore Track-Etch MembranAvanti
PH metre 766 kalimatikKnick
Fenilmetilsülfonilflorid (PMSF)Roth Polipropilen
Sütunlar (1 mL)Qiagen
PowerPac basicBioRad
Propanol-2-olEmplura
Protein merdiveni 10-250 kDaNEB
Devridaim soğutucusu F12Julabo
Takviye halkalarıHerma
SacI HFNEB
SDS PeletlerRoth
Sodyum fosfat dihidrat, NaH2PO4VWR
Steril şırınga filtresi 0,2 mm Selüloz AsetatVWR
T4 DNA LigazNEB
TEMEDRoth
TexasRed Dekstran-KonjugeMoleküler Problar
Thermomix konforEppendorf
THF, yıllık %>99,5Kazein Roth'tan Acros
Triton X 100Roth
Tripton/Pepton
Ultrasonik temizleyiciVWR
Üre paRoth
Vakum pompası 2.5Vacuubrand
XbaINEB
XhoINEB
ZelluTrans rejenere selüloz boru şeklindeki membran (12.0 S / 3.5 S / 1.0 V)Roth

Kaynaklar

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Elzoghby, A. O., Samy, W. M., Elgindy, N. A. Protein-based nanocarriers as promising drug and gene delivery systems. Journal of Controlled Release. 161 (1), 38-49 (2012).
  2. Jang, Y., Champion, J. A. Self-Assembled Materials Made from Functional Recombinant Proteins. Accounts of Chemical Research. 49 (10), 2188-2198 (2016).
  3. Timmermans, S. B. P. E., van Hest, J. C. M. Self-assembled nanoreactors based on peptides and proteins. Current Opinion in Colloid & Interface Science. 35, 26-35 (2018).
  4. Dreher, M. R., et al. Temperature Triggered Self-Assembly of Polypeptides into Multivalent Spherical Micelles. Journal of the American Chemical Society. 130 (2), 687-694 (2008).
  5. Huber, M. C., et al. Designer amphiphilic proteins as building blocks for the intracellular formation of organelle-like compartments. Nature Materials. 14 (1), 125-132 (2014).
  6. Matsuurua, K. Rational design of self-assembled proteins and peptides for nano- and micro-sized architectures. RSC Advances. 4 (6), 2942-2953 (2013).
  7. Rocklin, G. J., et al. Global analysis of protein folding using massively parallel design, synthesis, and testing. Science. 357 (6347), 168-175 (2017).
  8. Schreiber, A., Stühn, L. G., Huber, M. C., Geissinger, S. E., Rao, A., Schiller, S. M. Self-Assembly Toolbox of Tailored Supramolecular Architectures Based on an Amphiphilic Protein Library. Small. 15 (30), 1900163(2019).
  9. Jang, Y., Hsieh, M. -C., Dautel, D., Guo, S., Grover, M. A., Champion, J. A. Understanding the Coacervate-to-Vesicle Transition of Globular Fusion Proteins to Engineer Protein Vesicle Size and Membrane Heterogeneity. Biomacromolecules. 20 (9), 3494-3503 (2019).
  10. Vargo, K. B., Sood, N., Moeller, T. D., Heiney, P. A., Hammer, D. A. Spherical micelles assembled from variants of recombinant oleosin. Langmuir: the ACS journal of surfaces and colloids. 30 (38), 11292-11300 (2014).
  11. Bellomo, E. G., Wyrsta, M. D., Pakstis, L., Pochan, D. J., Deming, T. J. Stimuli-responsive polypeptide vesicles by conformation-specific assembly. Nature Materials. 3 (4), 244-248 (2004).
  12. Martín, L., Castro, E., Ribeiro, A., Alonso, M., Rodríguez-Cabello, J. C. Temperature-Triggered Self-Assembly of Elastin-Like Block Co-Recombinamers:The Controlled Formation of Micelles and Vesicles in an Aqueous Medium. Biomacromolecules. 13 (2), 293-298 (2012).
  13. Li, Y., Rodriguez-Cabello, J. C., Aparicio, C. Intrafibrillar Mineralization of Self-Assembled Elastin-Like Recombinamer Fibrils. ACS Applied Materials & Interfaces. , (2017).
  14. Vargo, K. B., Parthasarathy, R., Hammer, D. A. Self-assembly of tunable protein suprastructures from recombinant oleosin. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (29), 11657-11662 (2012).
  15. Park, W. M., Champion, J. A. Thermally Triggered Self-Assembly of Folded Proteins into Vesicles. Journal of the American Chemical Society. 136 (52), 17906-17909 (2014).
  16. Vogele, K., et al. Towards synthetic cells using peptide-based reaction compartments. Nature Communications. 9 (1), 3862(2018).
  17. Vogele, K., et al. In Vesiculo Synthesis of Peptide Membrane Precursors for Autonomous Vesicle Growth. Journal of Visualized Experiments. (148), e59831(2019).
  18. Huber, M. C., et al. Designer amphiphilic proteins as building blocks for the intracellular formation of organelle-like compartments. Nature Materials. 14 (1), 125-132 (2015).
  19. Urry, D. W., et al. Elastin: a representative ideal protein elastomer. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 357 (1418), 169-184 (2002).
  20. Huber, M. C., Schreiber, A., Wild, W., Benz, K., Schiller, S. M. Introducing a combinatorial DNA-toolbox platform constituting defined protein-based biohybrid-materials. Biomaterials. 35 (31), 8767-8779 (2014).
  21. Schreiber, A., Huber, M. C., Schiller, S. M. Prebiotic Protocell Model Based on Dynamic Protein Membranes Accommodating Anabolic Reactions. Langmuir. 35 (29), 9593-9610 (2019).
  22. Chin, J. W., Santoro, S. W., Martin, A. B., King, D. S., Wang, L., Schultz, P. G. Addition of p-Azido-l-phenylalanine to the Genetic Code of Escherichia coli. Journal of the American Chemical Society. 124 (31), 9026-9027 (2002).
  23. Sonnino, S., Prinetti, A. Membrane domains and the "lipid raft" concept. Current Medicinal Chemistry. 20 (1), 4-21 (2013).
  24. Bräse, S., Gil, C., Knepper, K., Zimmermann, V. Organische Azide - explodierende Vielfalt bei einer einzigartigen Substanzklasse. Angewandte Chemie. 117 (33), 5320-5374 (2005).
  25. Li, Z., et al. Large-Scale Structures in Tetrahydrofuran–Water Mixture with a Trace Amount of Antioxidant Butylhydroxytoluene (BHT). The Journal of Physical Chemistry B. 115 (24), 7887-7895 (2011).
  26. Huber, M. C., Schreiber, A., Schiller, S. M. Minimalist Protocell Design: A Molecular System Based Solely on Proteins that Form Dynamic Vesicular Membranes Embedding Enzymatic Functions. ChemBioChem. 20 (20), 2618-2632 (2019).
  27. Raghunathan, G., et al. A comparative study on the stability and structure of two different green fluorescent proteins in organic co-solvent systems. Biotechnology and Bioprocess Engineering. 18 (2), 342-349 (2013).
  28. Sallach, R. E., et al. Long-term biostability of self-assembling protein polymers in the absence of covalent crosslinking. Biomaterials. 31 (4), 779-791 (2010).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Elastin like ProteinsProtein AssemblyVesicle FormationFiber FormationCoacervate FormationProtein PurificationFluorescent Cargo EncapsulationDialysis MethodExtrusion TechniqueConfocal Microscopy

İlgili makaleler