Bu protokol, FEN1 (Flap Endonükleaz 1) aktivitesini ve inhibitör gelişimini ölçmek için bir jel kayması biyokimyasal testini tanımlar.
Yöntem makalesi
* These authors contributed equally
Bu protokol, FEN1 (Flap Endonükleaz 1) aktivitesini ve inhibitör gelişimini ölçmek için bir jel kayması biyokimyasal testini tanımlar.
FEN1 (Flap Endonükleaz 1), DNA replikasyonu ve hasar onarımında yer alan ve genomik stabilitenin korunmasında çok önemli bir rol oynayan önemli bir DNA nükleazıdır. Yüksek FEN1 aktivitesi seviyeleri, çeşitli kanserlerin gelişimi ile yakından ilişkilidir ve FEN1'i akciğer, meme ve prostat kanserleri için tanınmış bir biyobelirteç ve ilaç hedefi haline getirir. FEN1 nükleaz aktivitesini tespit etmek için geleneksel radyoizotop etiketleme yöntemleri, kolaylık ve güvenlik açısından zorluklar sunar. Bu çalışmada, flep yapısına sahip bir DNA fragmanı substratı in vitro olarak sentezlendi. Bu substrat, kanadın 5' ucunda bir florofor ile etiketlenmiştir, bu da FEN1 nükleazının belirlenen bölgeyi spesifik olarak tanımasına ve parçalamasına izin verir. FEN1 aktivitesi daha sonra jel elektroforezinden sonra florofor sinyalinin tespit edilmesiyle belirlendi. Bu yöntem, FEN1 nükleaz aktivitesinin hızlı ve etkili bir şekilde değerlendirilmesini ve inhibitörlerinin taranmasını sağlar. FEN1 aktivitesini analiz etmek ve küçük moleküllü inhibitörlerin etkinliğini değerlendirmek için hassas ve spesifik bir yaklaşım sağlar. Ayrıca, DNA hasarı onarımı ve kanser gelişimi ile ilgili araştırmalara önemli ölçüde katkıda bulunur ve hastalık mekanizmaları ve genotoksik maddelerin tespiti üzerine klinik araştırmalar için yeni bir strateji sunar.
DNA replikasyonu her zaman kusursuz değildir ve hem iç hem de dış faktörler tarafından bozulabilir. Sonuç olarak, DNA replikasyonu ve hasar onarımı mekanizmaları, hücre sağkalımı ve genom stabilitesi için hayati önem taşır. Bu süreçte, bir çekirdek DNA nükleazı olan insan dallanma yapısına özgü endonükleaz FEN1 (Flap Endonükleaz 1) çok önemli bir rol oynar 1,2,3.
FEN1 esas olarak DNA replikasyonunda rol oynar ve gecikmeli iplik 4,5 üzerindeki Okazaki fragmanlarının olgunlaşması için vazgeçilmezdir. Bu, DNA replikasyonunun verimli bir şekilde ilerlemesini ve hasarlı DNA'nın doğru bir şekilde onarılmasını sağlar. Bununla birlikte, FEN1 seviyelerindeki anormal artışlar, akciğer ve meme kanseri7 gibi çeşitli kanserlerin 6,7 gelişimi ile yakından bağlantılıdır. Bu nedenle, FEN1 sadece DNA replikasyonu ve onarımı için gerekli olmakla kalmaz, aynı zamanda kanser teşhisi için bir biyobelirteç ve potansiyel bir terapötik hedefolarak da önemli ilgi görmüştür 8,9. FEN1 aktivitesinin saptanması, kanserlerin erken teşhisi ve hedefe yönelik tedavilerle ilgili araştırmaların ilerletilmesi için gereklidir.
FEN1'in önemi ve erken kanser teşhisi ve hedefe yönelik tedavi geliştirme için aktivitesini inceleme ihtiyacı göz önüne alındığında, bu deneyde geliştirilen yöntemin birincil amacı, FEN1 nükleaz aktivitesini doğru ve verimli bir şekilde ölçmekti. Bu yöntem, FEN1'i hedefleyen küçük moleküllü inhibitörlerin taranması için güvenilir bir platform sağlamayı amaçlamaktadır. Bu hedeflere ulaşarak, çalışma FEN1'in kanserdeki rolünün daha iyi anlaşılmasına katkıda bulunmayı ve yeni terapötik stratejilerin keşfedilmesini kolaylaştırmayı amaçlamaktadır.
FEN1 nükleaz aktivitesini tespit etmek için her biri farklı özelliklere, ilkelere, avantajlara, sınırlamalara ve uygulanabilir senaryolara sahip çok sayıda teknik mevcuttur. Örneğin, jel elektroforezi ve HPLC bazlı substrat ayırma yöntemleri sezgisel sonuçlar sağlar, ancak hantal prosedürler ve düşük verim içerir10,11. Floresan polarizasyon (FP) deneyleri, FP sinyallerini etkileyen bileşik otofloresan veya ışık saçılımından kaynaklanan girişim nedeniyle FEN1 aktivitesini değerlendirmede zorluklarla karşı karşıyadır. Karşı tarama stratejileri yanlış pozitifleri kısmen dışlayabilse de, birincil aktif bileşiklerin yaklaşık% 15'i teknik girişim nedeniyle hala yanlış tanımlanmıştır12. Floresan verici/söndürücü çiftlerinin (örneğin, TAMRA/BHQ-2) ve AlphaScreen kemilüminesansının birlikte kullanımı, karmaşık üçlü kanatlı floresan substratların yüksek sentez maliyeti gibi dezavantajlar sunar ve özellikle büyük ölçekli taramada faydalarını sınırlar. Ayrıca, alt tabakaların çift kanatlı yapısı, FEN1 ile optimum bağlanmayı engelleyerek enzimatik bölünme verimliliğini azaltabilir ve algılama hassasiyetinden ödün verebilir. Ek olarak, bu yaklaşım büyük ölçüde özel araçlara (örneğin, ViewLux, EnVision) dayanır ve kaynak sınırlı laboratuvarlarda benimsenmesini kısıtlar 13,14,15. Gümüş nanokümeler (DNA-AgNC'ler) ile işlevselleştirilmiş çift kanatlı dambıl şeklindeki DNA nanoproblarına dayanan floresan algılama yöntemleri, hassas tavlama ve yerinde çekirdeklenme adımlarına bağlı olmaları nedeniyle partiden partiye değişkenlikten muzdariptir, bu da tekrarlanabilirliği ve ölçeklenebilirliği engeller. Yüksek maliyetler ve uzun prosedürler, pratik uygulamalarını daha da sınırlamaktadır16.
Bu makalede, mevcut teknik sınırlamaları ele almak ve FEN1 aktivitesini incelemek için daha güvenli, kullanıcı tarafından erişilebilir yöntemlere yönelik artan talebi karşılamak için floresan etiketleme tabanlı bir test geliştirilmiştir. Bu teknik, floresan tespitinin özgüllüğü ve yüksek hassasiyetinin yanı sıra, FEN1 tarafından tanınabilen ve parçalanabilen tanımlanmış yapılara sahip DNA substratlarını tasarlama yeteneğinden yararlanır (Şekil 1). Bu yöntem, FEN1 nükleaz aktivitesinin değerlendirilmesinde yüksek doğruluğu korurken deneysel prosedürleri kolaylaştırır. Geleneksel jel elektroforezi ve HPLC bazlı tekniklerle karşılaştırıldığında, basitleştirilmiş çalışma ve daha hızlı geri dönüş sunar. Floresan polarizasyon deneylerinden farklı olarak, bu yaklaşım, bileşiklerin hızlı kalitatif taramasını sağlayarak ön enzimatik değerlendirme için etkili bir strateji oluşturur.
Bu yöntem, radyoaktif maddelere erişimin sınırlı olduğu laboratuvar ortamlarında FEN1 nükleaz aktivitesini incelemek için uygundur. Ayrıca, özellikle yüksek duyarlılık ve özgüllük gerektiğinde, nispeten kısa sürede çok sayıda küçük moleküllü inhibitörün taranması için çok uygundur. Bununla birlikte, çok yüksek hassasiyetle mutlak miktar tayini gerektiren çalışmalar veya temel floresan algılama ekipmanı ve floresan sinyal analizinde uzmanlığa sahip olmayan laboratuvarlar için ideal değildir. FEN1 davranışının mevcut in vitro tahlil tasarımlarında tekrarlanmayan karmaşık biyolojik faktörlerden etkilenebileceği in vivo uygulamalara odaklanan çalışmalar için daha fazla iyileştirme veya alternatif yöntemler gerekli olabilir.
Bu floresan testi oldukça hassas ve spesifiktir ve FEN1 aktivitesini incelemek ve inhibitörlerini geliştirmek için güvenli, kullanışlı ve etkili bir araç sağlar.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu çalışmada kullanılan reaktifler ve ekipmanlar Malzeme Tablosunda listelenmiştir.
1. FEN1 protein ekspresyonu saflaştırması
2. FEN1 TAMRA etiketli DNA substrat hazırlığı
3. FEN1 nükleaz aktivite deneyi
4. FEN1 nükleazın küçük moleküllü inhibitörlerinin taranması
5. FEN1 - IN-4 küçük molekül inhibitörünün inhibitör gücünün değerlendirilmesi
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Şekil 2A'da gösterildiği gibi, boyama reaktifi proteine bağlanır ve proteinin jel üzerinde mavi bir bant olarak görünmesine neden olur. İlk şerit, BSA standart protein bandının 70 kDa'lık bir moleküler ağırlığa karşılık geldiği ve FEN1 nükleik asit protein bandının 45 kDa'lık bir moleküler ağırlığa karşılık geldiği moleküler ağırlık referansı olarak kullanılan etiketli proteini içerir. Deneysel sonuçlar, FEN1 nükleazının yaklaşık 45 kDa'da berrak bir bant olarak ortaya çıktığını gösterdi ve ...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
FEN1 nükleaz aktivite testi ve küçük molekül inhibitörü taraması, DNA hasarı onarımı ve kanser gelişimi üzerine yapılan araştırmaların merkezinde yer alır. Geleneksel radyo etiketleme teknikleriyle karşılaştırıldığında, mevcut yöntem uygun maliyetli, verimli, kullanımı kolay ve daha güvenli bir alternatif sunmaktadır. Ek olarak, floresan patlama tabanlı FEN1 testlerinden farklı olarak, bu yaklaşım substrat bölünmesinin daha sezgisel bir görselleştirmesini sağlar, böylece enzim aktivitesi...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların açıklanacak herhangi bir çıkar çatışması yoktur.
Bu çalışma, Jiangsu Yüksek Öğretim Kurumu Bilim ve Teknoloji için Yenilikçi Araştırma Ekibi (2021), Jiangsu Meslek Yüksekokulu Mühendislik Teknolojisi Araştırma Merkezi Programı (2023), Suzhou Halkının Geçim Teknolojisi Projeleri Anahtar Teknoloji Programı (SYWD2024099), Devlet Radyasyon Tıbbı ve Koruma Anahtar Laboratuvarı Projesi, Soochow Üniversitesi (GZK12023013), Suzhou Mesleki Sağlık Koleji Programları (SZWZYTD202201, SZWZYTD202205) ve Çin'deki Jiangsu Eyaletinin Qing-Lan Projesi (2021, 2022).
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 1 M Tris-HCL | Beyotime | ST774 Serisi | |
| %30 Acr-Bis (29:1) | Beyotime | ST003-500ml | |
| 5 milyon Nacl | Beyotime | ST347 Serisi | |
| BeyoBlue Artı | Beyotime | P0003S | |
| BL21(DE3)-FEN1 | Vazyme | C504-F1 Serisi | |
| BSA | Beyotime | P0007 | |
| Renk giderici çalkalayıcı | Kylin-Çan | TS-100 Uçağı | |
| DL-Ditiyotreitol | Beyotime | ST041 Serisi | |
| Kuru Banyo İnkübatörü | RUICHENG | DH200 Serisi | |
| Elektroforez aparatı | Bei jing Liuyi Biyoteknoloji | DDY-6D | |
| FEN1'İ 4 ARADA | Hedef MOL | T8545 Serisi | |
| IPTG | Takaba | 9030 | |
| Kanamisin Slufate | Biyokeskin | BS152 Serisi | |
| Laboratuvar Santrifüjü | Termo | SL 16R Serisi | |
| LB Et Suyu | Güneş Enerjisi | L8291 Serisi | |
| Ni-NTA His Bind Reçine | 7SE biyoteknoloji | PANF001-001C | |
| Odyssey FC | ODYSSEY | LI-COR | |
| SDS-SAYFA | Beyotime | P0015L | |
| Trition-x-100 | Shyuanye Hakkında | S15022 |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste
İzin iste