يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

الإنتاج ، البلورة ، وتحديد الهيكل للمجال الملزم IKK من نيمو

6.6K مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/60339

⸱

ديسمبر 28, 2019

 ,  ,  , 

في هذه المقالة

ملخص

ونحن نقدم وصفا للبروتوكولات الخاصة بتحديد هيكل المجال الملزم IKK من نيمو بواسطة البلورات بالاشعه السينية. وتشمل الأساليب التعبير البروتين, تنقيه وتوصيف وكذلك استراتيجيات لتحسين الكريستال الناجحة وهيكل تحديد البروتين في شكله غير منضم.

الملخص

نيمو هو بروتين السقالات الذي يلعب دورا أساسيا في المسار NF-κB عن طريق تجميع IKK-مجمع مع كيناسيس IKKα و IKKβ. عند التنشيط ، فان مجمع IKK فوسفولات الجزيئات IκB مما يؤدي إلى النقل النووي NF-κB وتفعيل الجينات المستهدفة. تثبيط التفاعل نيمو/IKK هو نموذج علاجي جذاب لتشكيل النشاط المسار NF-κB ، مما يجعل نيمو هدفا لتصميم مثبطات واكتشاف. لتسهيل عمليه الاكتشاف والاستفادة المثلي من مثبطات نيمو ، قمنا بهندسة بناء محسن للمجال الملزم IKK من نيمو الذي من شانه ان يسمح لتحديد هيكل البروتين في شكل apo وبينما يرتبط بمثبطات الوزن الجزيئي الصغيرة. هنا ، نقدم الاستراتيجية المستخدمة للتصميم والتعبير والتوصيف الهيكلي للمجال الملزم IKK من نيمو. يتم التعبير عن البروتين في الخلايا القولونية ، solubilized تحت ظروف الدفن وتنقيتها من خلال ثلاث خطوات الكروماتوغرافي. نناقش البروتوكولات الخاصة بالحصول علي بلورات لتحديد الهيكل ووصف استراتيجيات الحصول علي البيانات وتحليلها. وسوف تجد البروتوكولات تطبيق واسعه لهيكل تحديد المجمعات من نيمو ومثبطات جزيء صغير.

المقدمة

يتم تنشيط مسار NF-κB استجابه لمجموعه متنوعة من المحفزات ، بما في ذلك السايتوكينات والمنتجات الميكروبية والإجهاد ، لتنظيم التعبير عن الجينات المستهدفة المسؤولة عن الاستجابة التهابيه والمناعية ، وموت الخلايا أو البقاء علي قيد الحياة والانتشار1. الامراض بما في ذلك التهابات والمناعة الذاتية والسرطان2,3,4,5 وقد ارتبطت إلى فرط تنشيط المسار, الذي جعل التحوير NF-κb النشاط هدفا رئيسيا لتطوير العلاجات الجديدة6,7.

ويتميز المسار NF-κB الكنسي عل....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

1. تصميم بناء لبلورات

  1. استنساخ تسلسل نيمو-EEAA كما في المنشور السابق12 في متجه للتعبير في e. كولاي باستخدام المروج T7 ، بما في ذلك العلامة الطرفية N-histidine وموقع انشقاق البروتياز.
    ملاحظه: في هذا البروتوكول ، استخدمنا متجه معدله لتشمل N-محطه سداسية histidine العلامة والتبغ حفر الفيروس (TEV) موقع الانشقاق10. يسهل هذا المتجه انشقاق العلامة الخاصة به لبلوره البروتين ويترك فقط الامتداد القصير لبقايا GSW قبل بداية تسلسل البروتين المطلوب. المتجه الذي تم اشتقاقه منه ، والمتجات البديلة مدرجه في جدول المواد. في هذا البروتوكول ، أدخلت التعديلات اللاحقة علي التسلسل الأصلي نيمو (44-111) تدريجي....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

الاستنساخ والتعبير وتنقيه مجال الربط IKK من نيمو.
البروتوكول المتبع في هذه الدراسة للحصول علي التسلسل النهائي من نيمو-EEAA (الشكل 1ا) ، الذي أنتج بلورات جوده الانكسار ، وشملت التعبير وتوصيف جميع البنيات الوسيطة ، بما في ذلك أضافه محولات لفائف ملفوف في N-و أو C-المحطة ، والطفرات C76A ، C95S والطفرات E56A ، E57A ويعرض الشكل 1(ب ) هلاما من العينات التي تم جمعها خلال عمليه التنقية علي النحو المبين في المخطط في

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

كانت محاولات بلوره نيمو في النموذج غير المنضم غير ناجحه ، بما في ذلك محاولات استخدام البروتين بالطول الكامل والعديد من ثوابت الاقتطاع التي تشمل مجال ربط IKK. الخصائص الفيزيائية الحيوية لدينا من مجال الربط ikk من نيمو (بقايا 44-111) بواسطة ثنائيه التعميم ، nmr الطيفية والفلورية المتباينة أشارت إلى ان بناء ، وان كان قادرا علي ربط ikkβ ، وجدت في حاله تبادل المطابقة ، وليس مناسبه لبلوره9،10. نهجنا ينطوي علي هندسه بناء المجال IKK ملزم من نيمو التي اعتمدت أكثر استقرارا.......

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

ولا يعلن أصحاب البلاغ عن اي تضارب في المصالح.

شكر وتقدير

نشكر البروفيسور د. مادن علي العديد من المناقشات المفيدة في هذا المشروع. نشكر البروفيسور d. bolon لهديه من البلازميد التي تحتوي علي لفائف ملفوف GCN4 الأمثل. ونشكر الدكتور ب. قوه علي نيمو البلازميدات. ونشكر كريستينا ر. ارنولدي ، وتمار باساشفيلي ، وإيمي ا. كينيدي لإظهارها هذا الاجراء. ونشكر المرفق الأساسي لعلم البلورات البيولوجية وأقسام الكيمياء والكيمياء الحيوية & بيولوجيا الخلية في دارتموث لاستخدام معدات علم البلورات والافراد البيولوجيين لدعمهم. استخدم هذا البحث AMX beamline من المصدر الوطني للضوء Synchrotron الثاني ، وهو مكتب وزاره الطاقة الامريكيه لمرفق المستخدم العلوم تعمل لمكتب وزاره العلوم من قبل مختبر بروكهافن الوطني ببموجب العقد رقم DE-SC0012704. نشكر الموظفين ف....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
20٪ وزن / حجم & جاما ؛ -PGA (شكل Na + ، LM)الأبعاد الجزيئيةMD2-100-150لبلورة الشاشة الدقيقة ل NEMO-EEAA
3.5 كيلو دالتون MWCO غشاءغسيل الكلى أطياف / بور132724لإزالة غسيل الكلى من خلية إيميدازول
أميكونمليبلوز سيجماUFSC 05001لتركيز البروتين
كلوريد الأمونيومMillipore SigmaG8270للحد الأدنى من وضع العلامات على الوسائط
Benzonase NucleaseMillipore Sigma9025-65-4لهضم الحمض النووي
BL21-CodonPlus (DE3) -RIL الخلايا المختصةAgilentTechnologies نموذج: 230245تعبير TEV
CryoProHampton ResearchHR2-073مجموعة واقيات التبريد
D-Glucose (سكر العنب)Millipore SigmaA9434ل الحد الأدنى من وضع العلامات على الوسائط
Difco TerrificBroth ThermoFisherDF043817لنمو الثقافة
Dithiothreitol > 99٪GoldbioDTT25للحد من ثاني كبريتيدات
الإشريكية القولونية: Rosetta 2 (DE3)Novagen71400-3التعبير عن NEMO-EEAA
FORMULATORFormulatrixمعالج السوائل / منشئ الشاشة
HCl & ندش. حل 1.0 مترهامبتون ريسيرشHR2-581لبلورة الشاشة الدقيقة ل NEMO-EEAA
HiLoad 16/600 Superdex 75 pgGE Healthcare28989333لتنقية استبعاد الحجم
HisTrap HP 5 مل عمودGE Healthcare17524802NEMO-EEAA
HT 96 MIDASMD1-59لفحص المصفوفة المتناثرة ل NEMO-EEAA
HT 96الأبعاد الجزيئيةMD1-46لفحص المصفوفة المتناثرة ل NEMO-EEAA
ImidazoleThermoFisher288-32-4للشطف من عمود المصيدة
الخاص به Isopropyl-beta-D-thiogalactosideGoldbio I2481C5لتحريض الثقافات
لوحة التبلور MRC2لوحة التبلور Hampton ResearchHR3-083
NT8 - Drop SetterFormulatrixCrystallization
pET-16bMillipore Sigma69662لاستنساخ NEMO-EEAA
pET-45bMillipore Sigma71327لاستنساخ NEMO-EEAA
Phenylmethylsulfonyl fluorideThermoFisher36978لتثبيط البروتياز
زجاجة بولي كربونات للاستخدام في جهاز الطرد المركزي الفائق النوع 45 TiBeckmann Coulter339160زجاجة الطرد المركزي الفائق
البولي إيثيلين جلايكول 20،000هامبتون ريسيرشHR2-609لبلورة الشاشة الدقيقة ل NEMO-EEAA
pRK793 (TEV)AddgenePlasmid 8827لإنتاج TEV
QuikChange XL IIAgilent Technologies200522الطفرات الموجهة للموقع
مجموعة الغطاء المطلوبة:Beckmann Coulter355623غطاء زجاجة الطرد المركزي
ROCK IMAGERFormulatrixCrystallization Imager
Seed Bead KitResearchHR2-320توليد البذور
كلوريد الصوديوم & 99٪Millipore SigmaS9888للتخزين المؤقت لمحاليل التنقية
TCEP (Tris (2-Carboxyethyl) فوسفين هيدروكلوريد) Goldbioعامل اختزالTCEP1
شاشة بيركليRigakuMD15-Berekelyلفحص المصفوفة المتناثرة ل NEMO-EEAA
الأبعاد الجزيئيةلشاشة PGAMD1-50لبلورة الشاشة الدقيقة ل NEMO-EEAA
Tris & ndash ؛ حل 1.0 MHampton ResearchHR2-589لبلورة الشاشة الدقيقة ل NEMO-EEAA
Ultra Pure Tris Buffer (مسحوق الشكل)15504020Thermofisherللتخزين المؤقت لمحاليل التنقية
UreaThermoFisher29700لتمسخ NEMO-EEAA
غير المسمى لتنقية الأبعاد الجزيئية المتمورفة Hampton

المراجع

  1. Gilmore, T. D. Introduction to NF-kappaB: players, pathways, perspectives. Oncogene. 25 (51), 6680-6684 (2006).
  2. Bassères, D. S., Baldwin, A. S. Nuclear factor-kappaB and inhibitor of kappaB kinase pathways in oncogenic initiation and progression. Oncog....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

استكشف المزيد من المقالات

بروتين NEMOالتعبير البروتينيالتنقية الكروماتوغرافيةالاستبعاد الحجميفحص التبلورحيود الأشعة السينيةالاستبدال الجزيئيمحول الملف الملتفبروتياز TEV