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生物化学

高効率巻き戻しと受容体リガンド結合領域の浄化法

Published: December 12, 2017
doi:
10.3791/57092
,
1Infection and Immunity Program,Monash Biomedicine Discovery Institute, 2Department of Microbiology,Monash University, 3Department of Biochemistry and Molecular Biology,Monash University

Summary

封入体、ミリグラム単位の微量のタンパク質を生成するための精製からカンピロバクター走 Tlp3 の dCACHE ペリプラズム リガンド結合ドメインの巻き戻しプロシージャが表示されます。

Abstract

化学受容器とリガンド特異性の分子基盤の解明を目指した構造研究の天然リガンドの同定は、大きく純粋な折り畳まれたリガンド結合ドメインの少量の生産によって容易にできます。クローン細菌エシェリヒア属大腸菌(E. 大腸菌) 化学受容器のペリプラズム リガンド結合ドメインをよく表現しようと封入体に彼らをターゲットに発生します。ここでは、封入体、そのリフォールディング、例としてカンピロバクター (c) 受容体 Tlp3 のペリプラズム dCACHE リガンド結合ドメインを用いた精製からタンパク質の回収の手法を提案します。アプローチを含む、劈開を持つ興味の蛋白質の表現彼の6-タグ、分離および尿素を介した脱色封入体タンパク質アフィニ ティー ・ クロマトグラフィーによる尿素の枯渇及び精製リフォールディングタグの取り外しとサイズ排除クロマトグラフィーが続きます。円偏光二色性分光は、純粋な蛋白質の折られた状態を確認する使用されます。このプロトコルは一般的に水溶性と crystallisable フォームで他の細菌の化学受容器の dCACHE ペリプラズム リガンド結合ドメインの少量の生産に有用なそれが実証されています。

Introduction

細菌の植民地化とホスト1,2,3の侵略を促進することによりカンピロバクターの病因に重要な役割を再生する走化性と運動性が示されています。走化性化学信号によって導かれて細菌の成長のための最適な環境に向かって移動することができます。このプロセスには、化学受容器と呼ばれるタンパク質や探触子のようなタンパク質 (Tlps) のセットによって細胞内および環境化学手掛かりの認識が含まれます。ほとんどの化学受容器は、表層のリガンド結合ドメイン (LBD)、膜貫通ドメインと細胞質信号ドメインの信号を転送する細胞内シグナル伝達蛋白質との相互作用を持つタンパク質を膜に埋め込まれて5,4,76,べん毛モーター。

11 の異なる化学受容器はcゲノム4,8で識別されています。これらの化学受容器の一部だけが特徴づけられているまでと Tlp1113 Tlp712Tlp411Tlp310,11Tlp19のリガンド特異性が知られています。この種の残りの化学受容器と他の細菌の多数の化学受容器の天然リガンドの同定が折り畳まれた、非常に純粋な組換え受容体リガンド14,の生産によって大幅に促進すること15,16しますただし、クローンエシェリヒア属大腸菌細菌化学受容器のペリプラズム リガンドをよく表現しようと封入体17,18,19 に彼らをターゲットに発生。.それにもかかわらず、この現象ことができます簡単に分離とリカバリを実現タンパク質の手に。ここでは、封入体からのタンパク質の回収、リフォールディングと例としてc受容体 Tlp3 のペリプラズム LBD を使用して浄化手法を提案します。この例は、Tlp3 LBD dCACHE 家族20の 2 成分ヒスチジンのキナーゼおよび原核生物20,21,の化学受容器に豊富ある検出ドメインに属するために選ばれました。22,23。

このアプローチで pET151/D ・ TOPO ベクトルに基づいた表現の構成要素は、彼の6N ターミナルを組み込む設計されています-タグの直後にタバコによってエッチング ウイルス (TEV) プロテアーゼ胸の谷間サイト、その後タグ除去19。プロトコルでは、封入体のタンパク質リフォールディング尿素減少によって尿素による脱色、分離大腸菌タンパク質発現について説明します。次のリフォールディング、サンプルは、オプションのタグ除去とサイズ排除クロマトグラフィーとのアフィニ ティー ・ クロマトグラフィーによって浄化されます。浄化された蛋白質の折られた状態を確認するには、円偏光二色性分光法を用いた.これは、以前異種受容体、ピロリ菌TlpC19の LBD を浄化し、回復に培われたメソッドの修正版です。この手順は、図 1の要約の蛋白質の純度と純粋なタグなし Tlp3 LBD 細菌文化、1 L あたりの 10-20 mg を得られます > SDS-PAGE により見積もられた 90%。

Protocol

1. 彼の6の式-Tlp3-大腸菌の LBD BL21 のコドン-プラス (DE3) と 50 μ g mL-1アンピシリンを含む滅菌ルリア ベルターニカミラ (LB) スープ 150 mL を接種すると彼の6の式の pET151/D ・ TOPO ベクトル変換 RIPL 細胞 – Tlp3-LBD (アミノ酸残基 42-291) と孵化させなさいそれ (軌道直径 25 mm) シェーカーの 37 ° C で 200 rpm で一晩。 流体培養基 LB の滅菌と 50 μ g mL-1ア…

Representative Results

彼の6の組換え発現-Tlp3-大腸菌の LBD 封入体の蛋白質の沈殿で起因しました。ステップ 2.13 で計算された細菌培養の 1 L から式収量だった彼の6の約 100 mg-Tlp3-LBD 封入体に堆積します。封入体、タンパク質リフォールディング アフィニ ティー ・ クロマトグラフィー、タグの削除、サイズ排除クロマトグラフィーによる精製・脱色成っている蛋白質…

Discussion

表現と細菌の化学受容器 Tlp3 のペリプラズム LBD の封入体から巻き戻しのための簡単な手順が表示されます。純粋な蛋白質の準備エシェリヒア属大腸菌、浄化および封入体の脱色でペット プラスミド エンコード遺伝子の過剰発現は、連続の親和性によって精製し変性タンパク質のリフォールディングとサイズ排除クロマトグラフィーの手順を実行します。容易に尿素変性とリフォール…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

ゆう c. リューにありがとう Tlp3 LBD 生産の彼の初期の作品。Mayra A. マチューカ Departamento Admistrativo de サイエンス、テクノロジー e Innovación COLCIENCIAS 博士奨学金に恩義ている。

Materials

Tris base AMRESCO 497
Sodium chloride (NaCl) MERK MILLIPORE 1064041000
Ampicillin G-BIOSCIENCES A051-B
Phenylmethanesulfonyl fluoride (PMSF)  MERCK 52332
Triton x-100 AMRESCO 694
Isopropyl β-D-thiogalactoside (IPTG) ASTRAL SCIENTIFIC PTY LTD AST0487
Urea AMRESCO VWRC0568
Dithiothreitol ASTRAL SCIENTIFIC PTY LTD C-1029
L-arginine monohydrochloride SIGMA-ALDRICH A5131
Reduced L-glutathione SIGMA-ALDRICH G4251
Oxidized L-glutathione SIGMA-ALDRICH G4376
Sodium phosphate dibasic (Na2HPO4) SIGMA-ALDRICH  7558-79-4
Sodium phosphate monobasic (NaH2PO4) SIGMA-ALDRICH 10049-21-5
Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt dehydrate (EDTA) AMRESCO VWRC20302.260
Imidazole SIGMA-ALDRICH I2399
Glycerol ASTRAL SCIENTIFIC PTY LTD BIOGB0232
Nickel chloride (NiCl2) SIGMA-ALDRICH 339350
Glycine AMRESCO VWRC0167
Sodium dodecyl sulfate (SDS) SIGMA-ALDRICH L4509
Unstained Protein Ladder, Broad Range (10-250 kDa) NEW ENGLAND BIOLABS P7703
Amicon Ultracel centrifugal concentrator (Millipore) MERCK UFC901096
50 mL Falcon tube FALCON BDAA352070
Dialysis tubing LIVINGSTONE INTERNATIONAL PTY Dialysis
Snakeskin dialysis tubing THERMO SCIENTIFIC™ 68100
Prepacked HiTrap Chelating HP column GE HEALTHCARE LIFE SCIENCES 17-0408-01 
EmulsiFlex-C5 high-pressure homogeniser AVESTIN EmulsiFlex™ – C5
Peristaltic Pump P-1 GE HEALTHCARE LIFE SCIENCES 18-1110-91 
Superdex 200 HiLoad 26/60 size-exclusion column  GE HEALTHCARE LIFE SCIENCES 28989336
JASCO J-815 spectropolarimeter JASCO J-815
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References

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ChemoreceptorLigand Binding DomainRefoldingPurificationInclusion BodiesE. ColiProtein ExpressionIPTG InductionCell LysisHomogenizationCentrifugationSDS-PAGEBuffer ExchangeSolubilizationProtein Purification

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Machuca, M. A., Roujeinikova, A. Method for Efficient Refolding and Purification of Chemoreceptor Ligand Binding Domain. J. Vis. Exp. (130), e57092, doi:10.3791/57092 (2017).
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