GST-His-Reinigung: Ein Zwei-Schritt-Affinitätsreinigung Protokoll Nachgeben in voller Länge Gereinigte Proteine
Summary
In dem vorliegenden Protokoll, zeigen wir eine hocheffiziente und kostengünstige kleine Proteinreinigungsverfahren, die die Reinigung von rekombinanten Proteinen ermöglicht dank einer einzigartigen Kombination eine spaltbare GST-Tag und einen kleinen His-Tag.
Abstract
Schlüssel Assays in Enzymology für die biochemische Charakterisierung von Proteinen in vitro erfordern hohe Konzentrationen des gereinigten Proteins von Interesse. Proteinreinigung Protokolle sollten Effizienz, Einfachheit und Kosteneffektivität 1 kombinieren. Hier beschreiben wir die GST-His Verfahren nach einem neuen kleinen Affinitätsreinigungssystem für rekombinante Proteine, basierend auf einem N-terminalen Glutathion-Sepharose-Tag (GST) 2,3 und ein C-terminales 10xHis-Tag 4, der sowohl verschmolzen an das Protein von Interesse. Das letztere Konstrukt wird verwendet, um Baculoviren zu erzeugen, zur Infektion von Sf9-infizierten Zellen für die Proteinexpression 5. GST ist ein ziemlich langer Tag (29 kDa), die Reinigungsleistung zu gewährleisten dient. Allerdings könnte es physiologischen Eigenschaften des Proteins beeinflussen. Daher wird in der Folge aus dem Protein unter Verwendung des Enzyms PreScission 6 gespalten. Um maximale Reinheit zu gewährleisten und die gespaltenen GST entfernen, wirfügte eine zweite Affinitätsreinigungsschritt auf der Basis der vergleichsweise kleinen His-Tag. Wichtig ist, dass unser Verfahren auf zwei verschiedene Tags flankieren die beiden Enden des Proteins, das ein leistungsfähiges Werkzeug, um abgebaute Proteine zu entfernen, und daher ist basiert, reichert Proteine in voller Länge. Das hier vorgestellte Verfahren erfordert nicht eine teure instrumental Einrichtung, wie FPLC. Darüber hinaus haben wir MgCl 2 und ATP wäscht integriert, um Hitzeschockprotein Verunreinigungen und Nukleasebehandlung abzuschaffen kontaminierenden Nukleinsäuren zu entfernen. Zusammenfassend ist die Kombination von zwei verschiedenen Variablen flankieren die N-und C-terminalen und die Fähigkeit zur Abspaltung eines der Tags, garantiert die Rückgewinnung eines hochgereinigten und Volllängen-Protein von Interesse.
Introduction
Die Reinigung von rekombinanten Proteinen ist entscheidend, um grundlegende Fragen in der Biochemie adressieren. Herkömmliche Wege zur Proteinreinigung, wie Ionenaustausch-Chromatographie und Größenausschluss-Chromatographie verlassen sich auf die physikalischen Eigenschaften des Zielproteins wie seinem isoelektrischen Punkt und Ladung oder Grße sind. Letztere Proteineigenschaften werden durch eine Vielzahl von Proteinen, die wesentlich die Wahrscheinlichkeit von verunreinigenden Proteinen in herkömmlichen Proteinreinigungsstrategien erhöht geteilt. Dieses Problem kann mit der Verwendung von mehreren Reinigungssäulen, die zeitaufwendig ist, umgangen werden. Zur gleichen Zeit werden die letzteren Chromatographie-Verfahren erfordern teure Versuchsaufbau. Affinitäts-Tag-Reinigung stark erhöht Zielspezifität, wie in den meisten Fällen der Tag einzigartig für das Protein von Interesse sein. In neueren Studien wurde Flag-oder HA-Affinitätsreinigung weit verbreitet.
Im Gegensatz zu bestehenden recombinant Proteinreinigungsprotokolle, in denen einzelne Tags verwendet werden, haben wir die einzigartige Kombination von zwei Tags. Unser Verfahren umfaßt die Fusion eines GST-Tag am N-Terminus und ein His-tag am C-Terminus des Proteins von Interesse, für ein optimales Verhältnis zwischen der Menge und Reinheit des gewünschten Proteins. Die GST ist ein langer Tag (29 kDa), die hocheffiziente zur Reinigung an Glutathion-Sepharose-Kügelchen ist. Darüber hinaus unter Verwendung von GST garantiert Wirtschaftlichkeit unserer Methode 1. Die Möglichkeit, mit dem PreScission Enzym (mit Erkennungssequenz LeuGluValLeuPheGln / GlyPro, was die Zugabe von nur zwei Aminosäuren) Abspaltung der GST hat viele Vorteile, zum Beispiel, vermeidet diese Strategie Veränderungen der physiologischen Proteinfunktionen durch allosterische Hindernis. Die kleine His-Tag auf den anderen Protein fusioniert Extremität dient in einem zweiten Reinigungsschritt zur Proteinreinheit durch Abwaschen des gespaltenen GST, als auch abgebaut Proteine und andere erhöhen Verunreinigungen. Zusätzlich kann das Protokoll nicht eine Dialyseschritt, wenn von dem GST an den His-Reinigungsschritt Säule (TALON Harz) erforderlich. Gemeinsame Verunreinigungen in solchen Reinigungsverfahren sind Hitzeschockproteine (HSP). Die Zugabe von einem Inkubationsschritt mit MgCl 2 und ATP ermöglicht die Entfernung dieser Verunreinigungen (Abbildung 1).
Fast Protein Liquid Chromatography (FPLC) und High Performance Liquid Chromatography (HPLC) sind übliche Techniken, die auf teure Geräte abhängen hohe Ausbeute des gereinigten Proteins von Interesse zu erzeugen. Die Batch-Reinigungsprotokoll wir hier präsentieren, im Gegensatz dazu ist manuell und nicht eine teure Instrumental Setup erfordern. Eine hohe Ausbeute an Protein durch Aufstockung des Protokolls erreicht werden. Zur gleichen Zeit, mit der Chargenreinigungsprotokoll, das Elutionsvolumen kann, um die Proteinkonzentration, die nicht mit FPLC oder HPLC gegeben erweitern eingestellt werden.
ntent "> Auch mit der Batch-GST-His Reinigungsprotokoll, Proteine mit einem Größenbereich von ~ 10-300 kDa gereinigt werden. Einer der größten Vorteile ist durch die Tatsache gegeben, dass man mehrere Proteine gleichzeitig zu reinigen beispielsweise sowohl ein Wildtyp und ihrer Mutanten-Protein. Der Erfolg der dargebotenen Protokoll hängt ausschließlich vom Expressionsniveau und die Löslichkeit des Proteins von Interesse.Protocol
Representative Results
Discussion
Die hier vorgestellte GST-His Reinigungsprotokoll ist geeignet für die Reinigung von einer breiten Palette von Größen von rekombinanten Proteinen: Wir haben erfolgreich gereinigt Li RAD51 (41kDa), piBRCA2 (120kDa), PALB2 (130kDa) und eine instabile hochmolekularen Protein von Leishmania infantum: Li BRCA2 (125kDa) 6,9. Außerdem wurden die Proteine mit diesem Protokoll gereinigt biochemisch aktiven 6. Der Erfolg dieser Methode hängt nur von der Expression, Löslichkeit u…
Acknowledgements
Wir danken Anne-Marie Dion-Côte für Diskussionen, die zur Entwicklung der Methode. JK und RB FQNRT Doktor Gelehrten, ist ein M.-MG Vanier CIHR Gelehrter und J.-YM ist ein FRSQ Senior Researcher. Diese Arbeit wurde durch Mittel aus dem Natural Sciences and Engineering Research Council zu JY unterstützt. M.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| REAGENTS | |||
| E.Coli DH10Bac (competent) | Invitrogen | ||
| Bac-to-Bac Baculovirus Expression System | Invitrogen | ||
| Maxi Prep Kit | Qiagen | 12163 | Solution I and II |
| Ultra Pure Bluo-Gal | Gibco (Life) | 15519028 | |
| IPTG | Gibco (Life) | 15529019 | |
| Sf9 infected cells | ATCC | CRL-1711 | |
| PreScission enzyme | GE Healthcare | 27084301 | |
| Grace's infected medium supplemented | Gibco (Life) | 11605-094 | |
| Fetal Bovine Serum characterized | Hyclone | SH30396.03 | |
| P/S (Penicillin-Streptomycin) | Gibco (Life) | 15070-063 | |
| Glutathione Sepharose resin | GE bioscience | 17075605 | |
| Protease inhibitor cocktail | Roche | 11873580001 | |
| Talon resin | Clontech | 635504 | |
| Imidazole | BioShop | 288324 | |
| Gentamicin | Gibco (Life) | 15710064 | |
| Polyclonal GST-antibody | Production in house | ||
| Monoclonal 6X-His-antibody | Clontech | 631212 | |
| EQUIPMENT | |||
| Dounce homogenizer (tight) | Wheaton | 357546 | |
| Sonicator (Fisher dismembrator) | Fisher | Model 150 | |
| Dialysis bag (50 mm) | Fisher Scientific | 2115217 |
References
- Lichty, J. J., Malecki, J. L., Agnew, H. D., Michelson-Horowitz, D. J., Tan, S. Comparison of affinity tags for protein purification. Protein Expr. Purif. 41, 98-105 (2005).
- Thain, A., Gaston, K., Jenkins, O., Clarke, A. R. A method for the separation of GST fusion proteins from co-purifying GroEL. Trends Genet. 12, 209-210 (1996).
- Carr, S., et al. Expression of a recombinant form of the V antigen of Yersinia pestis, using three different expression systems. Vaccine. 18, 153-159 (1999).
- Armisen, P., et al. Selective adsorption of poly-His tagged glutaryl acylase on tailor-made metal chelate supports. J. Chromatogr. A. 848, 61-70 (1999).
- Kuhn, S., Zipfel, P. F. The baculovirus expression vector pBSV-8His directs secretion of histidine-tagged proteins. Gene. 162, 225-229 (1995).
- Buisson, R., et al. Cooperation of breast cancer proteins PALB2 and piccolo BRCA2 in stimulating homologous recombination. Nat. Struct. Mol. Biol. 17, 1247-1254 (2010).
- Filimonova, M. N., et al. Isoforms of Serratia marcescens nuclease. The role of Mg2+ in the hydrolysis mechanism. 生物化学. 62, 983-988 (1997).
- Thorslund, T., et al. The breast cancer tumor suppressor BRCA2 promotes the specific targeting of RAD51 to single-stranded DNA. Nat. Struct. Mol. Biol. 17, 1263-1265 (2010).
- Genois, M. M., et al. Interactions between BRCA2 and RAD51 for promoting homologous recombination in Leishmania infantum. Nucleic Acids Res. 40, 6570-6584 (2012).
- Shrestha, B., Smee, C., Gileadi, O. Baculovirus expression vector system: an emerging host for high-throughput eukaryotic protein expression. Methods Mol. Biol. 439, 269-289 (2008).
