Yöntem makalesi

Yapısal ve biyokimyasal çalışmalar için insan çözünen taşıyıcılarının yüksek verimli ekspresyonu ve saflaştırılması

DOI:

10.3791/65878

⸱

29 Eylül 2023

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Centre for Medicines Discovery, Nuffield Department of Medicine, University of Oxford, 2Nuvisan ICB GmbH, 3CeMM Research Center for Molecular Medicine of the Austrian Academy of Sciences

Bu makalede

Özet

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

İnsan zarı taşıyıcılarının yapısal ve biyokimyasal çalışmaları, miligram miktarlarda kararlı, sağlam ve homojen protein gerektirir. Burada, kodon için optimize edilmiş genleri kullanarak insan çözünen taşıyıcı taşıyıcıları taramak, eksprese etmek ve saflaştırmak için ölçeklenebilir yöntemleri açıklıyoruz.

Özet

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

Çözünen taşıyıcılar (SLC'ler), iyonlar, besinler, metabolitler, nörotransmiterler ve farmasötikler dahil olmak üzere bir dizi endojen ve eksojen substratı ithal ve ihraç eden membran taşıyıcılardır. Çekici terapötik hedefler ve hastalık belirteçleri olarak ortaya çıkmasına rağmen, bu protein grubu hala mevcut farmasötikler tarafından nispeten yetersiz ilaçlanmaktadır. Bu taşıyıcılar için ilaç keşif projeleri, nihayetinde bu zara gömülü protein sınıfının ekspresyonu ve saflaştırılmasındaki zorluklar nedeniyle sınırlı yapısal, işlevsel ve fizyolojik bilgi tarafından engellenmektedir. Burada, kodon için optimize edilmiş gen dizilerini kullanarak yüksek saflıkta, miligram miktarlarda insan SLC taşıyıcı proteinleri elde etme yöntemlerini gösteriyoruz. Yapı tasarımının ve yüksek verimli ekspresyonun sistematik bir şekilde araştırılması ile bağlantılı olarak, bu protokoller hedef proteinlerin yapısal bütünlüğünün ve biyokimyasal aktivitesinin korunmasını sağlar. Ayrıca, bu proteinlerin ökaryotik hücre ekspresyonu, afinite saflaştırması ve boyut dışlama kromatografisindeki kritik adımları da vurguluyoruz. Sonuç olarak, bu iş akışı, yüksek çözünürlüklü yapı belirleme, taşıma çalışmaları, küçük moleküllü etkileşim testleri ve yüksek verimli in vitro tarama için uygun saf, işlevsel olarak aktif ve stabil protein preparatları sağlar.

Giriş

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

Membran proteinleri uzun zamandır hem araştırmacılar hem de ilaç endüstrileri için hedef olmuştur. Bunlardan çözünen taşıyıcılar (SLC'ler), insan genomu1 içinde kodlanmış 400'den fazla ikincil taşıyıcı genden oluşan bir ailedir. Bu taşıyıcılar, iyonlar2, nörotransmiterler3, lipitler 4,5,6,7, amino asitler 8, besinler9,10,11 ve farmasötikler 12 dahil olmak üzere çok sayıda molekülün ithalat ve ihracatında yer almaktadır. Bu kadar geniş bir substrat yelpazesine sahip olan bu proteinler, toksinlerin taşınması13, kötüye kullanım ilaçlarınıntaşınması ve inhibisyonu 14,15 veya zararlı mutasyonlar 16 yoluyla bir dizi patofizyolojide de rol oynar. Bakteriyel homologlar, çeşitli SLC ailelerinin temel taşıma mekanizması için prototip görevi görmüştür 17,18,19,20,21,22,23,24,25. İnsan proteinlerinin aksine, prokaryotik ortologlar genellikle iyi anlaşılmış Escherichia coli ekspresyon sisteminde26,27 daha iyi ifade edilir ve X-ışını kristalografisi28 için iyi düzenlenmiş kristaller veren daha küçük deterjanlarda daha kararlıdır. Bununla birlikte, dizi ve fonksiyonel farklılıklar, bu uzaktan ilişkili proteinlerin ilaç keşfi için kullanımını zorlaştırmaktadır29,30. Sonuç olarak, SLC'leri hedef alan ilaçların etki mekanizmasını deşifre etmek için genellikle insan proteininin doğrudan incelenmesi gerekir 31,32,33,34,35. Kriyo-elektron Mikroskobu'ndaki (Cryo-EM) son gelişmeler, SLC'lerin daha doğal benzeri koşullarda yapısal karakterizasyonunu mümkün kılarken,36,37, bu proteinleri ifade etme ve saflaştırmadaki zorluk, hedeflenen terapötikler ve teşhisler geliştirmek için bir zorluk olmaya devam etmektedir.

Bu zorluğu hafifletmek için, RESOLUTE konsorsiyumu (re-solute.eu), insan SLC ailesi proteinlerinin büyük ölçekli ekspresyonu ve saflaştırılması için kaynaklar ve protokoller geliştirmiştir38. Kodon için optimize edilmiş genlerden başlayarak, SLC yapılarının yüksek verimli klonlanması ve taranması için yöntemler geliştirdik. Bu yöntemler sistematik olarak tüm SLC ailesine uygulandı, genler BacMam viral ekspresyon sistemine klonlandı ve protein ekspresyonu, yüksek verimli klonlama ve ekspresyon testi40 için daha önce açıklanan yöntemlere dayalı olarak insan hücre hatlarında39 test edildi. Özetle, SLC geni pDONR221 plazmitinden bir pHTBV1.1 vektörüne klonlanır. Bu yapı daha sonra, memeli hücrelerinde ekspresyon için bir sitomegalovirüs promotörü ve arttırıcı elementler içeren böcek hücrelerini transfekte etmek için ilgilenilen geni bir bacmid vektörüne aktarmak için kullanılır. Elde edilen bakulovirüs, hedef SLC proteininin ekspresyonu için memeli hücrelerini dönüştürmek için kullanılabilir.

Ayrıca, seçilen SLC'lerin büyük ölçekli ekspresyonu ve stabil saflaştırılması için standartlaştırılmış yöntemler geliştirdik (Şekil 1). Bu protokol, etkili sorun gidermeyi kolaylaştırmak ve deneyler arasındaki değişkenliği en aza indirmek için birden fazla kontrol noktası içerir. Özellikle, protein ekspresyonunun ve lokalizasyonunun rutin olarak izlenmesinin yanı sıra bireysel hedefler için saflaştırma koşullarının küçük ölçekli optimizasyonu, Strep ve Yeşil Floresan Protein (GFP) etiketleri41,42 tarafından desteklenmiştir.

Sonuç olarak, bu kimyasal olarak saf ve yapısal olarak homojen protein örnekleri, X-ışını kristalografisi veya Kriyo-Elektron Mikroskobu (Cryo-EM) ile yapısal belirleme, biyokimyasal hedef-angajman deneyleri, bağlayıcı üretimi için bağışıklama ve kimyasal olarak tanımlanmış lipozomlara sulandırma yoluyla hücresiz fonksiyonel çalışmalar için kullanılabilir.

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

Protokol

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

NOT: Tüm kodon için optimize edilmiş RESOLUTE SLC genleri, bağlantıları RESOLUTE genel reaktifleri44 listesinde bulunan AddGene43'e yatırılmıştır. Bu genler pDONR221 plazmidine klonlanmıştır ve rekombinasyon klonlaması45 kullanılarak genlerin hedef vektöre doğrudan klonlanmasına izin verir. Paralelliği en üst düzeye çıkarmak için, bakteriyel, böcek ve memeli hücreleri, sırasıyla bakmid üretimi (bölüm 3), bakulovirüs amplifikasyonu (bölüm 5) ve ekspresyon testi (bölüm 6) için blok formatında büyütülür. Bu adımlar için, yeterli karıştırma ve havalandırmayı sağlamak için bir mikro ekspresyon çalkalayıcı gereklidir.

1. SLC'lerin pHTBV1.1 bacmid'e (Yüksek verimli) klonlanması

NOT: Klonlama adımı, verimli klonlama ve ısı şoku yöntemi46 kullanılarak Escherichia coli'ye (E. coli) dönüşüm için bir rekombinasyon klonlama protokolü kullanır. Protokol, birden fazla hedefin veya yapının yüksek verimli ve paralel klonlanması için tasarlanmıştır, ancak daha küçük ölçeklere kolayca uyarlanabilir.

  1. 96 oyuklu bir plakada, 150 ng pDONR221 SLC klonu ve 100 ng pHTBV1.1-C3CGFP-SIII-10H-GTW vektörü ekleyin. Reaksiyon hacmini 10 mM Tris pH 8.0 ile 8 μL'ye getirin ve ardından 2 μL rekombinasyon enzim karışımı ekleyin.
  2. Oda sıcaklığında 1 saat inkübe edin, 1 μL Proteinaz K ekleyin ve 37 °C'de 30 dakika inkübe edin.
  3. Geri kazanım için ısı-şok yöntemi46 ve SOC ortamını kullanarak 50 μL kimyasal olarak yetkin E. coli MACH-1 hücrelerini dönüştürmek için 4 μL reaksiyon karışımı kullanın. 100 μg/mL ampisilin ile desteklenmiş% 5 sakaroz veya SOC agar içeren LB-agar üzerine plaka.
  4. Uygun primerler (bakınız Tablo 1) ve koloni PCR47 için standart protokoller kullanarak SLC gen eki ile pHTBV1.1 vektörünü barındıran kolonileri tanımlayın.
  5. Bir plazmid miniprep kiti kullanarak ilgilenilen gen ile tek kolonilerden rekombinant plazmidi saflaştırın.

2. Aktarma

NOT: Aşağıdaki adımlar, SLC genlerini pHTBV1.1 vektöründen Sf9 hücrelerinde BacMam bakulovirüs üretimi için bir bacmid'e aktarmak için kullanılır. Isı şoku yöntemi46 kullanılarak, pHTBV1.1 vektörü, bir lacZ-mini-attTn7 füzyonu ile bir ana bacmid içeren DH10Bac yetkin E. coli hücrelerine dönüştürülür. Transpozisyon, pHTBV1.1 vektörünün elemanları ile ana bacmid arasında, bir yardımcı plazmid48 tarafından sağlanan transpozisyon proteinlerinin varlığında meydana gelir. Bu protokolde kullanılan çözümlerin bileşimi için Tablo 2'ye bakın.

  1. 3 μL 100-200 ng/μL saflaştırılmış pHTBV1.1 vektör DNA'sı kullanarak, 96 oyuklu bir PCR plakasında ısı şoku yöntemini kullanarak DH10Bac'ı dönüştürün. Hücreleri, bir mikro ekspresyon çalkalayıcıda 700 rpm'de çalkalarken 37 ° C'de 4-5 saat boyunca geri kazanım ortamında inkübe ederek geri kazanın.
  2. 50 μL dönüştürülmüş hücreyi DH10Bac seçim plakalarına yayın. Plakaları folyo ile kaplanmış olarak 37 ° C'de 48 saat inkübe edin.
  3. Tek bir beyaz koloni (rekombinant DNA içeren) seçin ve seyreltme çizgisini çizin. Gece boyunca 37 °C'de inkübe edin.

3. Yüksek verimli bakmid üretimi

NOT: Protokol, 96 oyuklu bir bakmid saflaştırma kiti kullanarak bakmidleri ekstrakte etme adımlarını açıklar.

  1. Tek tek beyaz kolonileri (çizgili ve seyreltme plakalarına izole edilmiş) 1 mL 2x LB ortamı içeren 96 derin kuyulu bir bloğun kuyucuklarına aşılayın (Tablo 2).
  2. Gözenekli bir conta ile örtün ve 37 °C'de gece boyunca 700 rpm'de bir mikro ekspresyon çalkalayıcıda inkübe edin.
  3. Bir mikrotitre plakasında 120 μL kültürü 30 μL %60 gliserol ile karıştırarak hücrelerin bir gliserol stoğu hazırlayın ve -80 °C'de saklayın.
  4. Derin kuyu bloğunu 2.600 × g'da 30 dakika santrifüjleyin. Süpernatanı dekontaminasyon için uygun bir kaba boşaltın. Bloğu ters çevirin ve bir kağıt havluya hafifçe vurun. Çok kanallı bir pipet kullanarak bloğun her bir oyuğuna 250 μL Çözelti 1 ekleyin.
  5. Peletleri yeniden askıya alın; Gerekirse, çok kanallı bir pipet kullanın.
  6. Her bir oyuğa 250 μL Çözelti 2 ekleyin ve silikon bir paspasla kapatın. Yavaşça 5 kez ters çevirin ve oda sıcaklığında 10 dakika inkübe edin. Çok kısa bir süre döndürün.
  7. 300 μL Çözelti 3 ekleyin ve silikon bir paspasla kapatın. 5x ters çevirerek nazikçe ama iyice karıştırın.
  8. Numuneyi 20 dakika buz üzerine koyun, ardından 4 °C'de 30 dakika boyunca 2.600 × g'da santrifüjleyin.
  9. Berrak süpernatanı 96 oyuklu yeni bir bloğa aktarın. 4 ° C'de 30 dakika boyunca 2.600 × g'da tekrar santrifüjleyin.
  10. Taze 96 derin kuyucuklu bir blokta, oyuk başına 0.8 mL% 100 izopropanol dağıtın. İlgili kuyucuklardan 0.8 mL süpernatan ekleyin.
  11. Bir pipet kullanarak hafifçe yukarı ve aşağı pipetleyin, ardından daha fazla bacmid elde etmek için 30 dakika veya gece boyunca 4 °C'de buz üzerinde inkübe edin.
  12. 4 ° C'de 30 dakika boyunca 2.600 × g'da santrifüjleyin.
  13. Biyolojik bir güvenlik kabininin içinde, bloğun dışına% 70 etanol püskürtün, bloğu açın ve süpernatanı atın.
  14. Her bir kuyucuğa 500 μL %70 etanol (h/h) ekleyin ve peleti yıkamak için bloğa hafifçe vurun. Yapışkan bir plastik conta ile örtün ve 4 °C'de 30 dakika boyunca 2.600 × g'da santrifüjleyin.
  15. Bir Biyolojik Güvenlik Kabini içinde, bloğu açın ve süpernatanı atın. Etanolü çıkarmak için bloğa bir kağıt havluya çok nazikçe vurun. Bloğun davlumbazın içinde 1-2 saat veya 50 °C fırında kurumasını bekleyin.
  16. Bacmid DNA'yı yeniden süspanse etmek için 50 μL steril TE tamponu ekleyin ve yapışkan bir plastik conta kullanarak kapatın. İçeriği V tabanlı bir mikrotitre plakasına aktarın. Test saflaştırması tamamlanana kadar bakmid DNA'sını 4 °C'de saklayın ve ardından -20 °C'de saklayın.
    NOT: Rutin olarak ölçülmese de, genellikle 500 ila 2.000 ng / μL bacmid DNA verimi beklenebilir.
  17. Hedef geni başarılı bir şekilde dahil eden bakmidleri taramak için standart koloni PCR yöntemlerini47 ve aşağıdaki vektör primerlerini kullanın:
    pFBM-fwd caaaatgtcgtaacaactccgc
    pFBM-rev tagttaagaataccagtcaatctttcac
    NOT: Amplikon, hedef genden yaklaşık 700 bp daha büyük olacaktır.

4. Transfeksiyon

NOT: Bu adımlar, böcek hücrelerinin bakulovirüs parçacıkları (P0) oluşturmasına neden olan üretilen bacmid ile Sf9 böcek hücrelerini transfekte etmek için kullanılır.

  1. Serum içermeyen böcek ortamında Sf9 hücrelerini 2.0-2.4 × 106 hücre / mL yoğunluğa kadar büyütün. Hücreleri serumsuz böcek ortamında 2 × 105 hücre / mL'ye seyreltin ve seyreltilmiş hücrelerin 1 mL'sini 24 oyuklu bir doku kültürü plakasına dağıtın. Yalnızca transfeksiyon reaktifi ve yalnızca hücre kontrolü ekleyin. Hücrenin bağlanmasını sağlamak için plakayı nemlendirilmiş bir inkübatörde 27 ° C'de 1 saat inkübe edin.
  2. Serumsuz böcek ortamının oyuğu başına 38 μL'yi, transfeksiyon reaktifinin oyuğu başına 2 μL ile karıştırın. Karışımın 40 μL'sini 96 oyuklu steril düz tabanlı bir mikrotitre plakasına dağıtın. 0.5-2.0 μg/μL'de 2 μL rekombinant bakmid DNA ekleyin, plakayı kapatın ve mikrobiyolojik güvenlik kabini içinde 15 dakika inkübe edin.
  3. DNA-transfeksiyon reaktif karışımını içeren mikrotitre plakasının her bir oyuğuna 160 μL serumsuz böcek ortamı ekleyin.
  4. Adım 4.1'deki hücrelerden ortamı aspire edin. Nazikçe, 200 μL bakmid-transfeksiyon reaktifi-ortam karışımını hücrelere ekleyin, plakayı örtün ve 27 ° C'de nemlendirilmiş bir inkübatörde 4 saat inkübe edin.
  5. Her oyuğa %2 FBS ile takviye edilmiş 400 μL serumsuz böcek ortamı ekleyin. Buharlaşmayı azaltmak için plakayı temiz bir plastik torbaya aktarın, ancak kapatmayın. Plakayı nemlendirilmiş bir inkübatörde 72 saat boyunca 27 ° C'de inkübe edin.
  6. 3 gün sonra, ortamı plakadan steril bir 96 derin kuyu bloğuna aktarın ve oda sıcaklığında 20 dakika boyunca 1.500 × g'da santrifüjleyin. P0 bakulovirüs içeren arıtılmış süpernatanı steril 96 derin kuyu bloğuna aktarın ve ışıktan uzakta 4 ° C'de saklayın.

5. BacMam bakulovirüs amplifikasyonu

NOT: Aşağıdaki adımlar, başlangıçtaki P0 bakulovirüsünü daha yüksek titreli viral stoklara yükseltmek için kullanılır; yani P1, P2 ve P3. Son P3 titresi, transdüksiyon ve protein ekspresyonu için uygundur. Verimlilik ve paralellik için bu protokol, ampirik olarak optimize edilmiş viral amplifikasyon için sabit hacimsel oranlar kullanır. Bununla birlikte, daha sonra transdüksiyona uğrayan hücreler mikroskopi ile GFP floresansı ve hücre çapı artışı göstermiyorsa veya protein ekspresyonu başarısız olursa (bkz. bölüm 6 ve 8), bakulovirüs titresi49,50,51,52 ölçüldükten sonra her adımda düşük bir enfeksiyon çokluğu için bakulovirüs amplifikasyonu yeniden optimize edilmelidir ve GFP floresan mikroskobu ile izlenen enfeksiyon ve artan hücre çapı 53.

  1. Sf9 hücrelerini serumsuz böcek ortamında 2 × 106 hücre / mL yoğunluğa kadar büyüterek P1 virüs stoğunu hazırlayın,% 2 FBS ekleyin ve hücreleri oyuk başına 3 mL'lik bir son hacimde 24 derin kuyu bloğunda tohumlayın. Hücrelere 120 μL P0 virüs stoğu ekleyin.
  2. Bloğu 27 °C'de inkübe ederken 450 rpm'de 66-72 saat mikro ekspresyonlu çalkalayıcıda çalkalayın. Bloğu oda sıcaklığında 20 dakika boyunca 1.500 × g'da santrifüjleyin ve süpernatanı 96 derin kuyu bloklarına hasat edin. P1 virüsü stoğu olarak 4 °C'de ışıktan uzakta saklayın.
  3. 250 μL P1 virüs stoğu ile% 2 FBS ile desteklenmiş serumsuz böcek ortamında yetiştirilen 50 mL Sf9 hücresini (2 ×10 6 hücre / mL hücre yoğunluğu) enfekte ederek P2 virüs stoğunu hazırlayın. Hücreleri 27 ° C'de 110 rpm'de çalkalayarak inkübe edin.
  4. P2 virüs stoğunu 66-72 saat sonra 1.500 × g'da santrifüjleme ile 20 dakika hasat edin ve 4 °C'de ışıktan uzakta saklayın.
  5. İstenilen hacimde Sf9 hücrelerini (2 × 106 hücre/mL hücre yoğunluğu) 1:200 (h/h) P2 viral stoğu ile enfekte ederek P3 virüs stoğunu hazırlayın. Hücreleri 27 ° C'de 110 rpm'de çalkalayarak inkübe edin.
  6. 66-72 saat sonra, 20 dakika boyunca 1.500 × g'da santrifüjleyin ve süpernatanı toplayarak P3 virüsünü hasat edin ve ışıktan koruyarak 4 ° C'de saklayın.

6. İfade testi için transdüksiyon

NOT: Aşağıdaki bölüm, küçük ölçekli ifade testini açıklar ve derin kuyu blokları kullanılarak birden çok yapının paralel testi için değiştirilebilir.

  1. 200 g PEG 10.000 ve 12 g NaCl'yi 600 mL çift damıtılmışH2Oiçinde çözerek% 20 (a / h) polietilen glikol çözeltisi hazırlayın. Çözeltiyi otoklavlayın.
  2. 24 derin kuyu bloğunun kuyucuklarına 300 μL hasat edilmiş P1 virüsü ve her oyuğa 75 μL PEG çözeltisi ekleyin. Bloğu 300 rpm'de 5 dakika çalkalarken 18 °C'de bir mikro ekspresyon çalkalayıcıda inkübe edin ve bloğu gece boyunca 4 °C'de saklayın.
  3. Bloğu 18 °C'de 30 dakika boyunca 300 rpm'de tekrar çalkalayın ve bloğu 45 dakika boyunca 3.000 × g'da santrifüjleyin. Süpernatanı mikrobiyolojik güvenlik kabininde bir pipet kullanarak atın.
  4. HEK293 ortamında süspansiyona uyarlanmış HEK293 hücrelerini 2 × 106 hücre/mL yoğunluğa hazırlayın ve 5 mM sodyum bütirat ile takviye ederek virüs peletini içeren her bir oyuğa 3 mL tohumlayın.
  5. Bloğu 30 °C'de %8 CO 2 ile inkübe edinve 72 saat boyunca 200-250 rpm'de çalkalayın.
    NOT: Hücre kültürü sırasında satıcı tarafından önerilen CO2 konsantrasyonları, süspansiyona uyarlanmış ve atalardan kalma HEK293 hücre hatları için sırasıyla %8 ve %5 olmak üzere farklıdır.
  6. Hücreleri 20 dakika boyunca 900 × g'da santrifüj ile hasat edin ve her birini 1 mL PBS ile yıkayın.
    NOT: 10 μL yeniden süspanse edilmiş hücreleri aspire edin ve protein ekspresyonunu ve lokalizasyonunu değerlendirmek için hücreleri GFP uyumlu bir filtre küpü ile bir floresan mikroskobu altında görüntüleyin. 10-15 μL yeniden süspanse edilmiş hücreleri aspire edin ve jel içi GFP floresan tespiti için tam hücreli bir SDS-PAGE jeli çalıştırın54.
  7. 20 dakika boyunca 900 × g'da tekrar santrifüjleyin. Peletleri -80 °C'de dondurun.

7. Yüksek verimli küçük ölçekli test saflaştırma

NOT: Aşağıdaki adımlar, tek tek SLC'lerin ekspresyon seviyelerini taramak için 24 kuyucuklu blok formatında hızlı bir test saflaştırma iş akışını açıklar. Bu protokolde kullanılan çözümlerin bileşimi için Tablo 2'ye bakın.

  1. Hasat edilen hücrelerin her bir oyuğuna 1 mL HT lizis tamponu ekleyin ve 24 başlı bir prob kullanarak 24 oyuklu bloklarda toplam 4 dakika (3 s açık / 15 s kapalı) boyunca buz üzerinde sonikasyon yapmaya devam edin.
  2. İçeriği 96 derinliğinde bir kuyu bloğuna aktarın, 125 μL deterjan stoğu ekleyin ve silikon conta ile kapatın. Bloğu 4 °C'de 1 saat boyunca yavaşça döndürün. Alternatif olarak, dodesilmaltosit (DDM) ve kolesterol hemisüksinat (CHS) doğrudan 24 oyuklu bloklara ekleyin ve bunları 4 ° C'de bir külbütör çalkalayıcı üzerine yerleştirin.
  3. Bloğu 2600 × g'da 4 °C'de 20 dakika santrifüjleyin ve süpernatanı 96 derin kuyulu yeni bir bloğa aktarın.
  4. Lizis tamponu ile önceden dengelenmiş %50 yüksek kapasiteli Strep-Tactin reçinesi stoğu hazırlayın.
  5. Her kuyucuğa 100 μL yeniden askıya alınmış reçine stoğu ekleyin.
  6. Bloğu silikon bir conta ile örtün ve 4 °C'de 2 saat döndürün ve ardından kapağa yapışan sıvıyı çıkarmak için çok kısa bir süre (200 × g'a kadar) santrifüjleyin.
  7. Boş bir bloğun üzerine 96 oyuklu bir filtre plakası yerleştirin ve reçine/süpernatan karışımını filtre plakasına aktarın. Derin kuyu bloğunun kuyularını 800 μL HT yıkama tamponu ile durulayın ve maksimum reçine miktarını toplamak için filtre bloğuna aktarın.
  8. Tamponun damlamasına izin verin veya 200 × g'da kısa bir süre santrifüjleyin ve akışı toplayın. Filtre plakasını yeni bir yıkama bloğunun üzerine yerleştirin ve reçineyi 800 μL HT yıkama tamponu ile yıkayın, böylece tamponun damlamasına (veya kısa bir süre santrifüj etmesine) izin verin. Yıkama adımını iki kez daha tekrarlayın ve kalan HT yıkama tamponunu çıkarmak için bloğu 500 × g'da 3 dakika santrifüjleyin.
  9. Filtre plakasını 96 oyuklu bir mikrotitre plakasının üzerine yerleştirin. 50 μL HT elüsyon tamponu ekleyin ve oda sıcaklığında 10 dakika çalkalayarak inkübe edin. Numuneleri 500 × g'da 3 dakika santrifüjleyerek elute.
  10. Protein ekspresyonunu kontrol etmek için ayrıştırılmış numunenin 15 μL'sini Coomassie ile boyanmış bir SDS-PAGE jeli üzerinde çalıştırın. DDM/CHS'de protein monodispersitesini değerlendirmek için kalan eluent numunelerini bir Boyut Dışlama Kromatografisi (SEC) veya Floresan algılamalı Boyut Dışlama Kromatografisi (FSEC) sistemine yükleyin.

8. Büyük ölçekli ifade için transdüksiyon

NOT: Aşağıdaki adımlar, SLC ifadesi için standart RESOLUTE protokolüdür. Bireysel hedefler, ekspresyon süresi, inkübasyon sıcaklığı ve sodyum bütirat konsantrasyonu için daha fazla optimizasyon gerektirecektir. Ayrıca, küçük ölçekli deneylerde süspansiyona uyarlanmış HEK293 hücrelerini enfekte etmek için kullanılan P3 virüsünün çeşitli hacimsel oranlarını test ederek bakulovirüs enfeksiyon çokluğunu rutin olarak optimize ediyoruz. Bu zaman açısından verimlidir, halihazırda eldeki teknikleri ve ekipmanı kullanır ve istenen deneysel çıktıyı doğrudan değerlendirir. Bununla birlikte, bu ampirik yöntem, P3 virüsünün her amplifikasyonu ile yeniden optimizasyon gerektirir ve bakulovirüs partikülleriniölçmek için başka yöntemler mevcuttur 49,50,51,52.

  1. HEK293 ortamında süspansiyona uyarlanmış HEK293 hücrelerinin gerekli hacmini artırın.
  2. Süspansiyona uyarlanmış HEK293 hücrelerini 1 × 106 hücre/mL'ye seyreltin ve 24 saat büyütün (2 L'lik silindir şişeler için 170 rpm'de ve 3 L'lik silindir şişeler için 105 rpm'de).
  3. Bir litre hücre başına 30 mL P3 virüsü ekleyin ve 5 mM sodyum bütirat ekleyin. Hücreleri 37 °C'de 48 saat veya 30 °C'de 72 saat inkübe edin.
  4. Kuluçka süresi sırasında ve sonrasında, önemli bir Adım , mikrobiyal kontaminasyonu ve hücre canlılığını kontrol etmek için parlak alan mikroskobu kullanarak hücreleri incelemektir. GFP uyumlu bir filtre küpü ile floresan mikroskobu kullanarak protein ekspresyonunu ve lokalizasyonunu değerlendirin.
  5. Hücreleri 20 dakika boyunca 900 × g'da santrifüjleme ile hasat edin.
  6. Hücre peletini, hücre kültürünün litresi başına 10-15 mL PBS içinde yeniden süspanse ederek yıkayın ve peleti 20 dakika boyunca 900 × g'da tekrar yıkayın.
  7. Hücre peletlerini sıvı nitrojen içinde dondurun ve -80 °C'de saklayın.

9. Protein saflaştırma

NOT: Aşağıdakiler, 5 L hücre kültürü için SLC saflaştırması için standart RESOLUTE yöntemidir. Her SLC hedefi için en uygun deterjan ampirik olarak belirlenmelidir. Baz tamponu, deterjan stok solüsyonunu, yıkamayı, elüsyonu ve SEC tamponlarını önceden hazırlayın (Tablo 2). Test edilen standart deterjanların listesi için Tablo 3'e bakın. Yıkama tamponundaki ATP ve MgCl2 , ısı şoku proteinlerinin neden olduğu kontaminasyonu azaltır.

  1. 1. Gün
    1. Donmuş hücre peletini oda sıcaklığına ayarlanmış bir su banyosunda çözdürün.
    2. 135 mL baz tampon ve üç proteaz İnhibitör Kokteyl tableti ile çözündürme tamponu hazırlayın. Tabletlerin çözünmesine izin verin.
    3. Çözülmüş peleti çözündürme tamponu ile yeniden süspanse edin. 10-15 g hücre peleti başına 27 mL çözündürme tamponu kullanın, DNaz ekleyin ve buz gibi bir Dounce homojenizatöre dökün. Homojenizatörü buz üzerinde tutarak pistonu yaklaşık 20 kat yukarı ve aşağı hareket ettirerek çözeltiyi homojenize edin.
      NOT: Yeniden süspansiyon hacminin, hasattaki hücre yoğunluğuna bağlı olarak değişecek olan hedef proteine ve hücre pelet kütlesine göre optimize edilmesi gerekecektir. Ticari DNase, üreticinin talimatlarına göre eklenebilir. DNase, yerleşik protokoller55 kullanılarak kurum içinde de ifade edilebilir ve saflaştırılabilir.
    4. % 1 nihai konsantrasyona kadar deterjan stok çözeltisi ekleyin.
      NOT: Protein saflaştırmasını optimize etmenin önemli bir adımı , ampirik olarak tanımlanması gereken SLC çözündürme ve saflaştırma için en uygun deterjanın belirlenmesidir. Düzenli olarak çeşitli deterjanlar kullandık; her biri tek başına ve kolesteril hemisüksinat ile kombinasyon halinde, deterjanın CHS kütle oranını 10: 1'de tutar.
    5. Çözündürme karışımını 50 mL konik tüplere aktarın. 4 °C'de 1 saat yavaşça döndürün.
    6. Çözeltiyi 50.000 × g'da 4 °C'de 30 dakika santrifüjleyin. Süpernatanı topla.
    7. Strep-Tactin reçinesinin 4-6 mL yatak hacmini baz tampon ile dengeleyin.
    8. Çözündürülmüş süpernatana dengelenmiş reçine ekleyin ve 4 °C'de 2 saat döndürün.
    9. Çözeltiyi bir yerçekimi akış kolonuna dökün ve çözeltinin akmasına izin verin.
    10. Reçineyi Strep yıkama tamponunun yatak hacminin 30 katı ile 3 eşit hacimde yıkayın.
    11. 3-5 mL elüsyon tamponu ekleyin, 15 dakika inkübe edin ve elüatı toplayın. Her bir elüsyon fraksiyonunu ayrı ayrı toplayarak bu adımı dört kez daha tekrarlayın.
      NOT: Önemli bir Adım , elüsyon tamponunun her eklenmesinden sonra 15 dakika inkübe etmenin önemli olduğu Strep-Tactin reçinesinden protein elüsyonudur. Tipik olarak, ilk elüat fraksiyonu, elüsyon tamponunun artık yıkama tamponu tarafından seyreltilmesi nedeniyle daha düşük bir protein konsantrasyonu içerir. Bu nedenle, daha yüksek bir nihai protein konsantrasyonu isteniyorsa, ilk eluat fraksiyonu atılabilir. Alternatif olarak, protokolü optimize etmek için tüm seri elutiyonlardaki protein konsantrasyonu SDS-PAGE kullanılarak da analiz edilebilir.
    12. UV absorbans spektroskopisi ile protein konsantrasyonunu ölçün, istenen elüsyon fraksiyonlarını birleştirin ve 1:5 (a/a) ila 1:10 (a/a) oranında 3C proteaz ekleyin.
    13. Gece boyunca 4 °C'de yavaşça döndürün.
      NOT: 9.1.12 ve 9.1.13 adımları yalnızca GFP etiketinin kaldırılması gerekiyorsa gereklidir. Etiketin kaldırılması gerekmiyorsa, doğrudan Adım 9.2.4'e geçin. Alternatif olarak, protein ertesi gün devam etmek için gece boyunca 4 ° C'de tutulabilir. Ayrıca, stabilitesi azalmış SLC'ler için proteaz konsantrasyonu, inkübasyon süresi ve sıcaklığın optimizasyona ihtiyacı olabilir. 3C proteaz, geniş bir sıcaklık aralığında aktiftir ve çeşitli SLC'ler için en uygun optimizasyona izin verir.
  2. 2. Gün
    1. 2-4 mL yatak hacminde kobalt metal afinite reçinesini SEC tamponu ile dengeleyin.
    2. Gece boyunca 3C reaksiyon karışımına dengelenmiş kobalt metal afinite reçinesi ekleyin ve 4 ° C'de 1 saat döndürün.
    3. Çözeltiyi bir yerçekimi akış kolonuna dökün ve akışı toplayın.
    4. 4 °C'de 3.000 × g'da döndürerek akışı 100 kDa'lık bir kesme santrifüj filtrede konsantre edin ve istenen SEC enjeksiyon hacmine ulaşılana kadar numuneyi her 5 dakikada bir hafifçe karıştırın.
    5. SEC tamponu kullanarak bir dekstran-agaroz bazlı boyut dışlama kromatografi kolonunu dengeleyin. SEC prosedürü 4 °C'de (soğutulmuş oda veya soğuk oda) gerçekleştirilmelidir.
      NOT: Anahtar adım: SLC'nin oligomerik durumuna bağlı olarak, SEC gerçekleştirmek için agaroz bazlı boyut dışlama kromatografisi kolonu gibi farklı bir kolon kullanılabilir.
    6. Numuneyi numune döngüsüne enjekte edin ve kolon basıncı kolon üreticisinin spesifikasyonlarının altında olacak şekilde bir akış hızıyla SEC programını çalıştırın. Bir kesir toplayıcı kullanarak, tüm SEC çalışması boyunca 0,3 mL kesirleri otomatik olarak toplayın.
    7. Tepe fraksiyonlarını bir araya getirin, UV absorbansını ölçün ve 4 °C'de 3.000 × g'da döndürerek 100 kDa'lık bir kesme santrifüj yoğunlaştırıcıda gerekli hacim/konsantrasyona konsantre edin.

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

Sonuçlar

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

SLC genleri, memeli ekspresyonu için RESOLUTE pDONR plazmitlerinden BacMam vektörlerine klonlanabilir
Klonlama, ekspresyon ve saflaştırma için açıklanan protokollerin, çoklu protein kıvrımları boyunca birçok SLC taşıyıcısı için başarılı olduğu kanıtlanmıştır. Bununla birlikte, prosedürler, ilerlemeyi izlemek için çeşitli kontrol noktaları içerir ve ekspresyon, protein katlanması, lipid ve deterjana bağlı stabilite ve tampon koşullarına duyarlılıktaki farklılıkları hesaba katmak için optimizasyona izin...

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

Tartışma

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

SLC hedefli tedavilerin geliştirilmesi, taşıyıcı fonksiyonun sistematik karakterizasyonunun olmaması nedeniyle engellenmiştir. Bu, normal ve patofizyolojik süreçlerdeki sayısız rollerine rağmen, GPCR'lere ve iyon kanallarına63 göre bu protein sınıfını hedef alan orantısız olarak daha az ilaca yol açmıştır. RESOLUTE, mevcut SLC araştırmalarını hızlandırmak ve geliştirmek için en son araştırma tekniklerini ve araçlarını geliştirmeyi amaçlayan uluslararası bir konsorsiyumdur. RESOLUTE'un bir parçası ...

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

Açıklamalar

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

Yazarlar hiçbir rakip mali çıkar beyan etmemektedir.

Teşekkürler

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

Bu çalışma RESOLUTE projesi kapsamında gerçekleştirilmiştir. RESOLUTE, Yenilikçi İlaçlar Girişimi 2 Ortak Girişimi'nden 777372 No'lu hibe sözleşmesi kapsamında fon almıştır. Bu Ortak Girişim, Avrupa Birliği'nin Horizon 2020 araştırma ve yenilik programı ve EFPIA'dan destek almaktadır. Bu makale yalnızca yazarların görüşlerini yansıtmaktadır ve ne IMI ne de Avrupa Birliği ve EFPIA, burada yer alan bilgilerin herhangi bir şekilde kullanılmasından sorumlu değildir. pHTBV plazmidi Prof. Frederick Boyce (Harvard) tarafından sağlanmıştır.

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

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
3C proteazŞirket içinde
50 veya 100 kDa kesme santrifüj yoğunlaştırıcılarSartoriusVS0242
5-Sikloheksil-1-Pentil-β-D-MaltosidAnatraceC325CYMAL-5
96 kuyulu bacmid saflaştırma kitiMilliporeLSKP09604Montajı Plazmid Miniprep
96 oyuklu blok (2 mL)Greiner Bio-One780271
Yapışkanlı plastik contalarQiagen19570Bant Pedleri
Agaroz boyutu dışlama kromatografi sütunuCytiva29091596Superose 6 10/300 GL
Benzonaz DNAseŞirket
üretilen BisTrisSigma AldrichB9754
Kolesteril Hemissüksinat Tris tuzuAnatraceCH210CHS
Kobalt metal afinite reçinesiTakara Bio635653TALON Metal Afinite Reçinesi
D (+) - BiotinSigma Aldrich851209
Dekstran-agaroz boyut dışlama kromatografi sütunuCytiva28990944Superdex 200 Artış 10/300 GL
DigitoninApollo ScientificBID3301
Dounce doku öğütücü (40 mL)DWK Yaşam Bilimleri357546
EDTA içermeyen proteaz inhibitörü kokteyliSigma Aldrich4693132001cOmplete, EDTA içermeyen Proteaz İnhibitörü Kokteyli
Fetal Sığır SerumuThermo Fisher10500064
Fos-Kolin-12AnatraceF308SFS-12
GliserolSigma AldrichG5516
Glyco-diosgeninAnatraceGDN101GDN
Yerçekimi akış kolonlarıCole-ParmerWZ-06479-25
HEK293 ortaThermo Fisher12338018FreeStyle 293 orta
boy HEPESApollo ScientificBI8181
Hidrofilik, nötr silika UHPLC sütunuSepax231300-4615Unix-C SEC-300 4.6 x 150
İmidazolSigma Aldrich56750
Böcek transfeksiyon reaktifiSigma Aldrich71259Reaktif
Lauril Maltoz Neopentil GlikolAnatraceNG310LMNG
Magnezyum Klorür HeksahidratSigma AldrichM2670
Mikro ekspresyon çalkalayıcıGlas-Col107A DPMINC24CE
NaClSigma AldrichS9888
n-Desil-β-D-MaltosidAnatraceD322DM
n-Dodesil-b-D-MaltopiranosideAnaizD310DDM
n-Dodesil-N,N-Dimetilamin-N-OksitAnaizD360LDAO
n-Nonil-β-D-GlukopiranozitAnatraceN324SNG
n-Oktil-d17-β- D-GlukopiranozitAnaiziO311DOGNG
Oktaetilen Glikol Monododesil
Eter		AnaiziO330C12E8
Oktil Glikoz Neopentil GlikolAnatraceNG311OGNG
Fosfat Tamponlu TuzluSu Sigma AldrichD8537DPBS
Polioksietilen (10) dodesil EterAnaiziAP1210C12E10
Polioksietilen (9) dodesil Eter AnatraceAPO129C12E9
Doku kültürü plakaları için gözenekli contaVWR60941-084Biyolojik Kültürler için Rayon Filmler
Proteinaz KNew England BiolabsP8107S
Rekombinasyon enzim karışımıThermo Fisher11791020Ağ Geçidi LR Klonaz II
Serumsuz böcek ortamıGibco10902088Sf-900 II serumsuz ortam
Sodyum ButiratSigma Aldrich303410
Sonikatör 24 kafalı probSonics630-0579
Sonicator güç ünitesiSonicsVCX 750
Strep-Tactin reçinesiIBA Yaşam Bilimleri2-5030-025Strep-TactinXT 4Flow yüksek kapasiteli reçine
SucroseSigma AldrichS7903
Sükroz MonododekanoatAnatraceS350DDS
Süspansiyona uyarlanmış HEK293 hücreleriThermo FisherA14527Expi293F
Transfeksiyon reaktifiSigma Aldrich70967GeneJuice Transfeksiyon Reaktifi
üretilen Artışı içi

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Wang, W. W., Gallo, L., Jadhav, A., Hawkins, R., Parker, C. G. The druggability of solute carriers. Journal of Medicinal Chemistry. 63 (8), 3834-3867 (2020).
  2. Liao, J., et al. Structural insight into the ion-exchange mechanism of the sodium/calcium exchanger. Science. 335 (6069), 686-690 (2012).
  3. Bröer, S., Gether, U. The solute carrier 6 family of transporters: the solute carrier family 6. British Journal of Pharmacology. 167 (2), 256-278 (2012).
  4. Anderson, C. M., Stahl, A. SLC27 fatty acid transport proteins. Molecular Aspects of Medicine. 34 (2-3), 516-528 (2013).
  5. Nguyen, L. N., et al. Mfsd2a is a transporter for the essential omega-3 fatty acid docosahexaenoic acid. Nature. 509 (7501), 503-506 (2014).
  6. Kobayashi, N., et al. MFSD2B is a sphingosine 1-phosphate transporter in erythroid cells. Scientific Reports. 8 (1), 4969(2018).
  7. Kawahara, A., et al. The sphingolipid transporter Spns2 functions in migration of zebrafish myocardial precursors. Science. 323 (5913), 524-527 (2009).
  8. Kandasamy, P., Gyimesi, G., Kanai, Y., Hediger, M. A. Amino acid transporters revisited: New views in health and disease. Trends in Biochemical Sciences. 43 (10), 752-789 (2018).
  9. Navale, A. M., Paranjape, A. N. Glucose transporters: physiological and pathological roles. Biophysical Reviews. 8 (1), 5-9 (2016).
  10. Pajor, A. M. Molecular properties of the SLC13 family of dicarboxylate and sulfate transporters. Pflügers Archiv - European Journal of Physiology. 451 (5), 597-605 (2006).
  11. Nwosu, Z. C., Song, M. G., Di Magliano, M. P., Lyssiotis, C. A., Kim, S. E. Nutrient transporters: connecting cancer metabolism to therapeutic opportunities. Oncogene. 42 (10), 711-724 (2023).
  12. Girardi, E., et al. A widespread role for SLC transmembrane transporters in resistance to cytotoxic drugs. Nature Chemical Biology. 16 (4), 469-478 (2020).
  13. Nigam, S. K. The SLC22 transporter family: a paradigm for the impact of drug transporters on metabolic pathways, signaling, and disease. Annual Review of Pharmacology and Toxicology. 58 (1), 663-687 (2018).
  14. Cheng, M. H., et al. Insights into the modulation of dopamine transporter function by amphetamine, orphenadrine, and cocaine binding. Frontiers in Neurology. 6, 134(2015).
  15. Sachkova, A., Doetsch, D. A., Jensen, O., Brockmöller, J., Ansari, S. How do psychostimulants enter the human brain? Analysis of the role of the proton-organic cation antiporter. Biochemical Pharmacology. 192, 114751(2021).
  16. Lin, L., Yee, S. W., Kim, R. B., Giacomini, K. M. SLC transporters as therapeutic targets: emerging opportunities. Nature Reviews Drug Discovery. 14 (8), 543-560 (2015).
  17. Yernool, D., Boudker, O., Jin, Y., Gouaux, E. Structure of a glutamate transporter homologue from Pyrococcus horikoshii. Nature. 431 (7010), 811-818 (2004).
  18. Huang, Y., Lemieux, M. J., Song, J., Auer, M., Wang, D. -N. Structure and mechanism of the glycerol-3-phosphate transporter from Escherichia coli. Science. 301 (5633), 616-620 (2003).
  19. Yamashita, A., Singh, S. K., Kawate, T., Jin, Y., Gouaux, E. Crystal structure of a bacterial homologue of Na+/Cl--dependent neurotransmitter transporters. Nature. 437 (7056), 215-223 (2005).
  20. Sauer, D. B., et al. Structural basis for the reaction cycle of DASS dicarboxylate transporters. eLife. 9, 61350(2020).
  21. Levin, E. J., Quick, M., Zhou, M. Crystal structure of a bacterial homologue of the kidney urea transporter. Nature. 462 (7274), 757-761 (2009).
  22. Abramson, J., et al. Structure and mechanism of the lactose permease of Escherichia coli. Science. 301 (5633), 610-615 (2003).
  23. Faham, S., et al. The crystal structure of a sodium galactose transporter reveals mechanistic insights into Na + /sugar symport. Science. 321 (5890), 810-814 (2008).
  24. Lopez-Redondo, M. L., Coudray, N., Zhang, Z., Alexopoulos, J., Stokes, D. L. Structural basis for the alternating access mechanism of the cation diffusion facilitator YiiP. Proceedings of the National Academy of Sciences. 115 (12), 3042-3047 (2018).
  25. Mulligan, C., et al. The bacterial dicarboxylate transporter VcINDY uses a two-domain elevator-type mechanism. Nature Structural & Molecular Biology. 23 (3), 256-263 (2016).
  26. Kermani, A. A. A guide to membrane protein X-ray crystallography. The FEBS Journal. 288 (20), 5788-5804 (2021).
  27. Carpenter, E. P., Beis, K., Cameron, A. D., Iwata, S. Overcoming the challenges of membrane protein crystallography. Current Opinion in Structural Biology. 18 (5), 581-586 (2008).
  28. Sonoda, Y., et al. Benchmarking membrane protein detergent stability for improving throughput of high-resolution X-ray structures. Structure. 19 (1), 17-25 (2011).
  29. Wang, H., et al. Structural basis for action by diverse antidepressants on biogenic amine transporters. Nature. 503 (7474), 141-145 (2013).
  30. Malinauskaite, L., et al. A mechanism for intracellular release of Na+ by neurotransmitter/sodium symporters. Nature Structural & Molecular Biology. 21 (11), 1006-1012 (2014).
  31. Sauer, D. B., et al. Structure and inhibition mechanism of the human citrate transporter NaCT. Nature. 591 (7848), 157-161 (2021).
  32. Qiu, B., Matthies, D., Fortea, E., Yu, Z., Boudker, O. Cryo-EM structures of excitatory amino acid transporter 3 visualize coupled substrate, sodium, and proton binding and transport. Science Advances. 7 (10), eabf5814(2021).
  33. Canul-Tec, J. C., et al. Structure and allosteric inhibition of excitatory amino acid transporter 1. Nature. 544 (7651), 446-451 (2017).
  34. Coleman, J. A., Green, E. M., Gouaux, E. X-ray structures and mechanism of the human serotonin transporter. Nature. 532 (7599), 334-339 (2016).
  35. Han, L., et al. Structure and mechanism of the SGLT family of glucose transporters. Nature. 601 (7892), 274-279 (2022).
  36. Choy, B. C., Cater, R. J., Mancia, F., Pryor, E. E. A 10-year meta-analysis of membrane protein structural biology: Detergents, membrane mimetics, and structure determination techniques. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes. 1863 (3), 183533(2021).
  37. Piper, S. J., Johnson, R. M., Wootten, D., Sexton, P. M. Membranes under the magnetic lens: a dive into the diverse world of membrane protein structures using Cryo-EM. Chemical Reviews. 122 (17), 13989-14017 (2022).
  38. Superti-Furga, G., et al. The RESOLUTE consortium: unlocking SLC transporters for drug discovery. Nature Reviews Drug Discovery. 19 (7), 429-430 (2020).
  39. Fornwald, J. A., Lu, Q., Boyce, F. M., Ames, R. S. Gene expression in mammalian cells using BacMam, a modified baculovirus system. Baculovirus and Insect Cell Expression Protocols. 1350, 95-116 (2016).
  40. Mahajan, P., et al. Expression screening of human integral membrane proteins using BacMam. Structural Genomics. 2199, 95-115 (2021).
  41. Kawate, T., Gouaux, E. Fluorescence-detection size-exclusion chromatography for precrystallization screening of integral membrane proteins. Structure. 14 (4), 673-681 (2006).
  42. Hattori, M., Hibbs, R. E., Gouaux, E. A fluorescence-detection size-exclusion chromatography-based thermostability assay for membrane protein precrystallization screening. Structure. 20 (8), 1293-1299 (2012).
  43. Fan, M., Tsai, J., Chen, B., Fan, K., LaBaer, J. A central repository for published plasmids. Science. 307 (5717), 1877-1877 (2005).
  44. Resolute Public Reagents. , https://re-solute.eu/resources/reagents (2023).
  45. Hartley, J. L. DNA cloning using in vitro site-specific recombination. Genome Research. 10 (11), 1788-1795 (2000).
  46. Froger, A., Hall, J. E. Transformation of Plasmid DNA into E. coli using the heat shock method. Journal of Visualized Experiments. (6), 253(2007).
  47. Bergkessel, M., Guthrie, C. Colony PCR. Methods in Enzymology. 529, 299-309 (2013).
  48. Luckow, V. A., Lee, S. C., Barry, G. F., Olins, P. O. Efficient generation of infectious recombinant baculoviruses by site-specific transposon-mediated insertion of foreign genes into a baculovirus genome propagated in Escherichia coli. Journal of Virology. 67 (8), 4566-4579 (1993).
  49. Dulbecco, R., Vogt, M. Some problems of animal virology as studied by the Plaque Technique. Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology. 18 (0), 273-279 (1953).
  50. Hitchman, R. B., Siaterli, E. A., Nixon, C. P., King, L. A. Quantitative real-time PCR for rapid and accurate titration of recombinant baculovirus particles. Biotechnology and Bioengineering. 96 (4), 810-814 (2007).
  51. Hopkins, R. F., Esposito, D. A rapid method for titrating baculovirus stocks using the Sf-9 Easy Titer cell line. BioTechniques. 47 (3), 785-788 (2009).
  52. Shen, C. F., Meghrous, J., Kamen, A. Quantitation of baculovirus particles by flow cytometry. Journal of Virological Methods. 105 (2), 321-330 (2002).
  53. Janakiraman, V., Forrest, W. F., Seshagiri, S. Estimation of baculovirus titer based on viable cell size. Nature Protocols. 1 (5), 2271-2276 (2006).
  54. Bird, L. E., et al. fluorescent protein-based expression screening of membrane proteins in Escherichia coli. Journal of Visualized Experiments. (95), 52357(2015).
  55. Biedermann, K., Jepsen, P. K., Riise, E., Svendsen, I. Purification and characterization of a Serratia marcescens nuclease produced by Escherichia coli. Carlsberg Research Communications. 54 (1), 17-27 (1989).
  56. Cong, Q., Grishin, N. V. MESSA: MEta-Server for protein Sequence Analysis. BMC Biology. 10 (1), 82(2012).
  57. Jumper, J., et al. Highly accurate protein structure prediction with AlphaFold. Nature. 596 (7873), 583-589 (2021).
  58. Baek, M., et al. Accurate prediction of protein structures and interactions using a three-track neural network. Science. 373 (6557), 871-876 (2021).
  59. Mancusso, R., Karpowich, N. K., Czyzewski, B. K., Wang, D. -N. Simple screening method for improving membrane protein thermostability. Methods. 55 (4), 324-329 (2011).
  60. Majd, H., et al. Screening of candidate substrates and coupling ions of transporters by thermostability shift assays. eLife. 7, e38821(2018).
  61. Nji, E., Chatzikyriakidou, Y., Landreh, M., Drew, D. An engineered thermal-shift screen reveals specific lipid preferences of eukaryotic and prokaryotic membrane proteins. Nature Communications. 9 (1), 4253(2018).
  62. Alexandrov, A. I., Mileni, M., Chien, E. Y. T., Hanson, M. A., Stevens, R. C. Microscale fluorescent thermal stability assay for membrane proteins. Structure. 16 (3), 351-359 (2008).
  63. Santos, R., et al. A comprehensive map of molecular drug targets. Nature Reviews Drug Discovery. 16 (1), 19-34 (2017).
  64. Goehring, A., et al. Screening and large-scale expression of membrane proteins in mammalian cells for structural studies. Nature Protocols. 9 (11), 2574-2585 (2014).
  65. Kaipa, J. M., Krasnoselska, G., Owens, R. J., Van Den Heuvel, J. Screening of membrane protein production by comparison of transient expression in insect and mammalian cells. Biomolecules. 13 (5), 817(2023).
  66. Khanppnavar, B., et al. Structural basis of organic cation transporter-3 inhibition. Nature Communications. 13 (1), 6714(2022).
  67. Marheineke, K., Grünewald, S., Christie, W., Reiländer, H. Lipid composition of Spodoptera frugiperda (Sf9) and Trichoplusia ni (Tn) insect cells used for baculovirus infection. FEBS Letters. 441 (1), 49-52 (1998).
  68. Majeed, S., Ahmad, A. B., Sehar, U., Georgieva, E. R. Lipid membrane mimetics in functional and structural studies of integral membrane proteins. Membranes. 11 (9), 685(2021).
  69. Schenck, S., et al. Generation and characterization of anti-VGLUT nanobodies acting as inhibitors of transport. Biochemistry. 56 (30), 3962-3971 (2017).
  70. Zimmermann, I., et al. Synthetic single domain antibodies for the conformational trapping of membrane proteins. eLife. 7, e34317(2018).
  71. Yandrapalli, N., Robinson, T. Ultra-high capacity microfluidic trapping of giant vesicles for high-throughput membrane studies. Lab on a Chip. 19 (4), 626-633 (2019).
  72. Bazzone, A., Barthmes, M., Fendler, K. SSM-based electrophysiology for transporter research. Methods in Enzymology. 594, 31-83 (2017).
  73. Maynard, J. A., et al. Surface plasmon resonance for high-throughput ligand screening of membrane-bound proteins. Biotechnology Journal. 4 (11), 1542-1558 (2009).
  74. Haffke, M., Duckely, M., Bergsdorf, C., Jaakola, V. -P., Shrestha, B. Development of a biochemical and biophysical suite for integral membrane protein targets: A review. Protein Expression and Purification. 167, 105545(2020).

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

Solute CarriersMembrane TransportersProtein ExpressionProtein PurificationHigh Throughput ScreeningAffinity PurificationSize Exclusion ChromatographySDS PAGE ElectrophoresisFluorescence MicroscopyDrug Discovery

İlgili makaleler