Burada, Sipunculus nudus'un fibrinojenolitik ajanlarını hızlı bir şekilde ayırmak ve görüntülemek için bir fibrinojen-poliakrilamid jel elektroforezi (PAGE) protokolü sunuyoruz.
Yöntem makalesi
* These authors contributed equally
Burada, Sipunculus nudus'un fibrinojenolitik ajanlarını hızlı bir şekilde ayırmak ve görüntülemek için bir fibrinojen-poliakrilamid jel elektroforezi (PAGE) protokolü sunuyoruz.
Fibrinojeni doğrudan çözebilen fibrinojenolitik ajanlar, anti-koagülasyon tedavisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Genel olarak, yeni fibrinogenolitik ajanların tanımlanması, önce her bir bileşenin ayrılmasını ve ardından fibrinogenolitik aktivitelerinin kontrol edilmesini gerektirir. Şu anda, ayırma aşamasında çoğunlukla poliakrilamid jel elektroforezi (PAGE) ve kromatografi kullanılmaktadır. Bu arada, fibrinojen plaka tahlili ve PAGE bazlı reaksiyon ürünleri genellikle fibrinojenolitik aktivitelerini göstermek için benimsenir. Bununla birlikte, bu iki aşamanın uzay-zamansal ayrımı nedeniyle, aktif fibrinojenolitik ajanları aynı jel ile ayırmak ve görüntülemek mümkün değildir. Fibrinojenolitik ajan tanımlamasının ayırma ve görüntüleme süreçlerini basitleştirmek için, bu çalışmada yer fıstığı kurtlarının (Sipunculus nudus) fibrinojenolitik ajanlarını hızlı bir şekilde ayırmak ve görüntülemek için yeni bir fibrinojen-PAGE yöntemi oluşturduk. Bu yöntem, fibrinojen-PAGE hazırlama, elektroforez, renatürasyon, inkübasyon, boyama ve renk gidermeyi içerir. Proteinin fibrinojenolitik aktivitesi ve moleküler ağırlığı aynı anda tespit edilebilir. Bu yönteme göre, fıstık kurduhomojenatın birden fazla aktif fibrinojenolitik ajanını 6 saat içinde başarıyla tespit ettik. Ayrıca, bu fibrinojen-PAGE yöntemi zaman ve maliyet dostudur. Ayrıca, bu yöntem diğer organizmaların fibrinojenolitik ajanlarını incelemek için kullanılabilir.
Son yıllarda, trombotik hastalıkların devam eden artışı nedeniyle, trombotik hastalıklar yeni ve önemli bir küresel sağlık sorunu haline gelmiştir1. Şu anda, antitrombotik ilaçlar üç gruba ayrılır: anti-trombosit agregasyon ilaçları, antikoagülanlar ve trombolitik ilaçlar. Bunlar arasında, ürokinaz (İngiltere), doku plazminojen aktivatörü (tPA), vb. gibi trombolitik ilaçlar, trombüs2'yi hidrolize edebilen klinik olarak kullanılan tek ilaçlardır. Bu arada, yeni trombolitik ajanların tanımlanması ile daha güvenli ve etkili trombolitik ilaçlar geliştirilmektedir3.
Bununla birlikte, yeni trombolitik ajanların tanımlanması zaman alıcı ve emek yoğundur, bu da esas olarak ayırma/saflaştırma ve karakterizasyon/kontrol aşamalarını içerir. Birincisi, her bir bileşeni ayırmak ve ikincisi, fibrino (geno) litik aktivitelerini göstermektir 4,5. Önceki çalışmalarda, fıstık kurdundan (Sipunculus nudus) afinite kromatografisi ve fibrin (ojen) plaka testi 6,7,8 ile yeni bir fibrino (geno) litik enzimi (sFE) başarılı bir şekilde izole etmiş olmamıza rağmen, bu işlemler çok zaman ve emek alıcıdır. İlk olarak, fıstık kurdu homojenatlarının fibrino(geno)litik aktiviteye sahip olup olmadığının fibrin(ojen) plaka yöntemi ve SAYFA9'a dayalı reaksiyon ürünleri ile belirlenmesi gerekmektedir. Daha sonra, ayırma ve saflaştırma için iyon değişim kromatografisi, jel filtrasyon kromatografisi, afinite kromatografisi ve diğer yöntemler gibi bir dizi kromatografi gerçekleştirilmelidir10,11. Daha sonra, ayrılan her bir bileşenin fibrinojenolitik aktivitesini kontrol etmek için fibrin plaka testi tekrar gerçekleştirilir. Son olarak, aktif fibrinojenolitik ajanların12 moleküler ağırlığını belirlemek için doğal PAGE ve sodyum dodesil sülfat (SDS)-PAGE gerçekleştirilir. Bu nedenle, aktif fibrinojenolitik ajanların hızlı bir şekilde ayrılması ve görüntülenmesi kritik öneme sahiptir.
Yer fıstığı kurdu homojenatlarındaki aktif fibrinojenolitik ajanları hızlı bir şekilde ayırmak ve görüntülemek için, PAGE ve fibrinojen plaka yöntemlerinin birleştirilmesiyle yeni bir fibrinojen-PAGE yöntemi geliştirilmiştir, yani fibrinojen ajanlarının substratları fibrinojen doğal PAGE jeline eklenmiştir. Native-PAGE'den sonra, bileşenler moleküler ağırlıklarına göre ayrıldı. Bu arada, her aktif fibrinojenolitik bileşen boyama ile görüntülenebilir. Bu yöntemle, fıstık kurdu homojenatının birden fazla aktif fibrinojenolitik ajanını 6 saat içinde başarıyla tespit ettik. Ayrıca, bu fibrinojen-PAGE yöntemi zaman ve maliyet dostudur. Ayrıca, bu yöntem diğer organizmaların fibrinojenolitik ajanlarını incelemek için kullanılabilir.
1. Fıstık kurdu homojenat hazırlama
2. Fibrinojen-PAGE jel hazırlama
3. Elektroforez
4. Yeniden doğuş
5. Kuluçka
6. Boyama
7. Renk giderme
Elektroforezden sonra, işaretleyicinin tüm bantları net bir şekilde gösterildi. 1x SDS-PAGE yükleme şeritleri yalnızca 10 kDa bantları (bromofenol mavisi) gösterdi. SFE ve fıstık kurdu örnekleri herhangi bir gözlemlenebilir bant göstermedi (Şekil 1). Numunelerin bantları görünmese de, markör ve bromofenol mavisinin performansı elektroforezin başarılı olduğunu gösterdi ve numuneler moleküler ağırlıklarına göre ayrıldı.
Lekelenme nedeniyle jelin tamamı maviye dönmesine rağmen, renk bozulması fibrinojenin fibrinojenitik ajanlar tarafından parçalandığı alanı şeffaf hale getirdi. İşaretleyici ile karşılaştırıldığında, sFE, 25 kDa'ya yakın aktif bir fibrinojenolitik bant gösterdi. Yer fıstığı kurdu homojenatı 25 kDa, 33 kDa, 43 kDa ve 70 kDa'dan büyük bir dizi bant gösterdi (Şekil 2). Sonuçlar, sFE'nin sadece 25 kDa'lık bir fibrinojenolitik bileşen içerdiğini, ancak fıstık kurdu homojenatının sFE bileşenleri ve diğer fibrinojenolitik ajanlar içerdiğini gösterdi. Ek Şekil 1 , işaretleyiciyi koyu mavi renkte ve hedef numuneleri parlak bantlar olarak gösteren bir jel görüntüsü örneğidir.

Şekil 1: Elektroforez sonrası jel. M: İşaretleyici; Şerit 1: 1x SDS-PAGE yükleme arabelleği; Şerit 2: sFE; Şerit 3: 1x SDS-PAGE yükleme arabelleği; Şerit 4: fıstık kurdu homojenat; Şerit 5: 1x SDS-PAGE yükleme arabelleği. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: Renk gidermeden sonra jel. M: İşaretleyici; Şerit 1: 1x SDS-PAGE yükleme arabelleği; Şerit 2: sFE; Şerit 3: 1x SDS-PAGE yükleme arabelleği; Şerit 4: fıstık kurdu homojenat; Şerit 5: 1x SDS-PAGE yükleme arabelleği. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Ek Şekil 1: İşaretçiyi koyu mavi ve hedef numuneleri parlak bantlar olarak gösteren jel görüntüsü. M: İşaretleyici; Şerit 1: 1x SDS-PAGE yükleme arabelleği; Şerit 2: sFE; Şerit 3: 1x SDS-PAGE yükleme arabelleği; Şerit 4: fıstık kurdu homojenat; Şerit 5: 1x SDS-PAGE yükleme arabelleği. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
sFE, ekibimiz tarafından daha önce 3,6,8,13 yılında yer fıstığı kurtlarından izole edilen yeni bir fibrino (geno) litik enzimdir. Bununla birlikte, sFE'nin tanımlama süreçleri, fibrinojenolitik aktivite tespiti, protein bileşenlerinin ayrılması ve aktivite doğrulama aşamalarını içeren zaman ve emek alıcıydı. Basit bir yöntem olarak, fibrinojen plaka testi, numunelerin fibrinojenolitik aktivitesini kontrol etmek için çoğunlukla ön tarama aşamasında kullanılır. Bununla birlikte, fibrinojen plaka tahlili yöntemi, hangi bileşenin aktif olduğunu ayıramaz. Bu nedenle, aktivite tespitinden sonra bileşenlerini ayırmak için kromatografi ve doğal/SDS-PAGE kullanılmalıdır. Daha sonra, reaksiyon ürünleri, substrat fibrinojeninin bozunmasını doğrulamak için SDS-PAGE tarafından tekrar çözülür. Bu çalışmada, fibrinojenitik ajanı tespit etmek için substrat fibrinojeni PAGE jeline eklenmiştir. Elektroforez, renatürasyon, inkübasyon, boyama ve renk gidermeden sonra, aktif fibrinojenolitik ajanların moleküler ağırlığı ve fibrinojenolitik aktivitesi aynı jel ile açıkça gösterildi. Bu yöntemle, fıstık kurdu homojenatından 6 saat içinde birden fazla aktif fibrinojenolitik ajanı başarıyla tespit ettik.
Optimum sonuçları elde etmek için, fibrinojen-PAGE jel hazırlama, renatürasyon ve inkübasyona daha fazla dikkat edilmelidir. Genel olarak konuşursak, fibrinojen konsantrasyonu ne kadar düşükse, fibrinojenolitik bölge o kadar renksiz olur, bu da ajanların fibrinogenolitik aktivitesini gösterir. Bununla birlikte, fibrinojen konsantrasyonu ne kadar düşükse, arka plan o kadar renksiz olur ve fibrinogenolitik bölgeyi arka plandan ayırt etmek o kadar zor olur. Renatürasyon süresi, bileşenlerin fibrinojenolitik aktivitesini önemli ölçüde etkileyecektir. Bu süre PAGE jelindeki SDS'yi yıkamak için çok kısaysa, bileşenlerin fibrinojenolitik aktivitesi kalan SDS tarafından inhibe edilecektir. Benzer şekilde, kuluçka süresi çok kısaysa, fibrinojenolitik reaksiyon tam değildir. Kuluçka süresi çok uzun olduğunda, moleküler ağırlığı belirtmek için kullanılan işaretleyici yıkanacaktır. Bu çalışmada, bu koşullar optimize edilmiş olsa da, bu koşullar fibrinojenolitik ajanları yer fıstığı kurtlarından ayırmak ve göstermek için ayarlanmıştır. Bu nedenle, bu kritik adımların kişiselleştirilmiş koşulları, spesifik fibrinojenolitik ajanlara göre ayarlanmalıdır.
Bu fibrinojen-PAGE'nin sadece fibrinojen litik aktiviteye sahip fibrinojenojen litik aktiviteye sahip ajanların taranması için uygun olduğunu, ancak fibrinojen litik aktivitesi veya plazminojen aktivasyon aktivitesi olan ajanlar için uygun olmadığını belirtmek önemlidir. Bu aktiviteleri göstermek istiyorsak, fibrinojeni fibrin veya plazminojen ile değiştirerek yöntem optimize edilebilir. Dikkat edilmesi gereken bir diğer nokta, bu çalışmada test edilen aktif fibrinojenolitik ajanların, SDS elektroforezi koşulu altında etkilenmeyen monomerler olmasıdır. Bu nedenle, test edilen ajanlar polimer ise, bu yöntem moleküler ağırlığı gösteremeyen bir yerel PAGE durumuna ayarlanmalıdır. Bu nedenle, burada tanıtılan fibrinojen-PAGE yöntemi, diğer fibrinojenolitik ajanları hızlı bir şekilde taramak için optimize edilebilen yalnızca genel bir temel versiyondu.
Yazarların açıklanacak herhangi bir çıkar çatışması yoktur.
Bu araştırma, Xiamen Şehri Bilim ve Teknoloji Bürosu (No. 3502Z20227197), Fujian Eyaleti Bilim ve Teknoloji Bürosu (No. 2019J01070; No. 2022J01311) ve Quanzhou Bilim ve Teknoloji Planının Üst Düzey Yetenekler İnovasyon ve Girişimcilik Projesi (No. 2022C015R). Fucai Wang (Huaqiao Üniversitesi) ve Lei Tong'a (Huaqiao Üniversitesi) teknik yardımları için teşekkür ederiz.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 1 M Tris-HCl (pH 6.8) | Solarbio | T1020 | |
| 1.5 M Tris-HCl (pH 8.8) | Solarbio | T1010 | |
| %30 Akrilamid/Bis-akrilamid | Biosharp | BL513B | |
| Amonyum persülfat | XiLONG SCIENTIFIC | 7727-54-0 | |
| Beher | PYREX | 2-9425-02 | |
| Santrifüj Tüpü (1.5 mL) | Biosharp | BS-15-M | |
| Sabit Sıcaklık İnkübatörü | JINGHONG | JHS-400 | |
| Coomas Brillant Mavi Lekelenme solüsyonu | Beyotime | P0017F | |
| Elektronik Analitik Terazi | DENVER | TP-213 | |
| Fibrinojen | Solarbio | F8051 | |
| Jel yüklemeli pipet uçları, Toplu Biosharp | BS-200-GTB | ||
| Homojenizatör | AHS | ATS-1500 | |
| Yatay rotasyonlu osilatör | NuoMi | NMSP-600 | |
| Mili-Q Referans | Kırlangıç Z00QSV0CN | ||
| Mini-PROTEAN Tetra Hücresi | BIO-RAD | 165-8000~165-8007 | |
| N, N, N', N'-Tetrametiletilendiamin | Sigma | T9281 | |
| Pipet Ucu (1 mL) | Axygene | T-1000XT-C | |
| Pipet Ucu (10 & mikro; L) | Axygene | T-10XT-C | |
| Pipet Ucu (200 & mikro; L) | Axygene | T-200XT-C | |
| Pipetleyici (1 mL) | Thermo Fisher Scientific | ZY18723 | |
| Pipetleyici (10 & mikro; L) | Thermo Fisher Scientific | ZX98775 | |
| Pipetleyici (200 & mikro; L) | Thermo Fisher Scientific | ZY20280 | |
| Pipetleyici (50 & mikro; L) | Thermo Fisher Scientific | ZY15331 | |
| Soğutmalı Santrifüj | Cence | H1650R | |
| Sodyum dodesil sülfat | Sigma-Aldrich | V900859 | |
| Tris | Solarbio | T8060 | |
| Tris-HCl | Solarbio | T8230 | |
| Triton X-100 | Solarbio | T8200 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste
İzin iste