Здесь мы представляем метод выражения ацетилированных белков гистона с помощью расширения генетического кода и собираем восстановленные нуклеосомы в пробирке.
Ацетилированные белки гистона могут быть легко выражены в Escherichia coli кодирования мутанта, Nε-ацетил-лизин (AcK)-специфический Метаносарчина Мази пирролизин тРНК-синтезаз (MmAcKRS1) и его cognate tRNA (tRNAPyl) для сборки восстановленных мононуклеом с сайта конкретных ацетилированных гистонов. MmAcKRS1 и tRNAPyl доставляют AcK на место мутации янтаря в мРНК выбора во время перевода в Escherichia coli. Этот метод широко используется для включения AcK на участках лизина H3. Пирролизил-тРНА синтезаз (PylRS) также может быть легко развивались для включения других неканонических аминокислот (ncAAs) для сайта конкретной модификации белка или функционализации. Здесь мы подробно метод для включения AcK с использованием системы MmAcKRS1 в гистон H3 и интегрировать ацетилированные белки H3 в восстановленных мононуклеозом. Ацетилированные восстановленные мононуклеосомы могут быть использованы в биохимических и связывающих анализах, определении структуры и многое другое. Получение модифицированных мононуклеом имеет решающее значение для разработки экспериментов, связанных с открытием новых взаимодействий и пониманием эпигенетики.
Мы использовали PylRS и tRNAPyl для синтеза и сборки восстановленных мононуклеосом с конкретными ацетилированными гистонами. PylRS оказался бесценным в качестве инструмента расширения генетического кода для производства белков с пост-трансляционными модификациями (PTMs) и был генетически эволюционировал, чтобы включить около 200 различных ncAAs. PylRS включает в себя на янтарной остановке кодон, устраняя конкуренцию с другими аминокислотами во время перевода. PylRS был впервые обнаружен в метамфетаминовых археев, и с тех пор был использован в химической биологии для включения новых реактивных химическихгрупп в белки 1,2.
MmAcKRS1 был создан из метаносаркина mazei PylRS и часто используется в нашей лаборатории для синтеза ацетилированныхбелков 3,4,5,6. MmAcKRS1 поставляет AcK на место мутации янтаря в мРНК выбора во время перевода в Escherichia coli. Этот метод ранее был использован для включения AcK на K4, K9, K14, K18, K23, K27, K36, K56, K64, и K79 histone H3 лизин сайтов для изучения деятельности Sirtuin 1, 2, 6, и 7 на ацетилированных мононуклеозом4,5,6. Здесь мы подробно этот метод, чтобы выразить ацетилированные гистоны и восстановить ацетилированные нуклеосомы.
Важно следовать этому протоколу во всех деталях во время эксперимента. Нуклеосомы не очень стабильны, и при определении этого протокола было допущено много проб и ошибок. Это ключ к удалению осадков на каждом шагу (или при наблюдении), потому что частицы могут легко вмешиваться в процес?…
The authors have nothing to disclose.
Мы хотели бы поблагодарить д-ра Уэсли Вана за то, что он заложил основу для этого протокола и его ценного наставничества. Эта работа была частично поддержана Национальными институтами здравоохранения (Grants R01GM127575 и R01GM121584) и Фондом Уэлча (Grant A-1715).
0.5 M TE Buffer | NA | NA | 0.5 M NaCl, 20 mM Tris, 1 mM EDTA, pH 7.8 |
1 M TE Buffer | NA | NA | 1 M NaCl, 20 mM Tris, 1 mM EDTA, pH 7.8 |
100x TE Buffer | NA | NA | |
2 M TE Buffer | NA | NA | 2 M NaCl, 20 mM Tris, 1 mM EDTA, pH 7.8 |
20 mM TE Buffer | NA | NA | 20 mM NaCl, 20 mM Tris, 1 mM EDTA, pH 7.8 |
6 M GuHCl | 6M guanidinium chloride, 20 mM Tris, 500 mM NaCl, pH 8.0 | ||
Acetyllysine | |||
Column Wash Buffer | NA | NA | 6 M urea, 500 mM NaCl, 20 mM Tris, 20 mM imidazole pH 7.8 |
Elution Buffer | NA | NA | |
Fisherbrand Variable-Flow Chemical Transfer Pump | Fischer Scientific | 15-077-67 | |
His-TEV protease | |||
Histone Lysis Buffer | NA | NA | 60 mM Tris, 100 mM NaCl, 0.5% Triton-X100 (v/v), 1 mM PMSF pH 8.0 |
Ni-NTA Resin | 6 M urea, 500 mM NaCl, 20 mM Tris, 250 mM imidazole, pH 7.8 | ||
PCR Clean-Up Kit | Epoch Life Sicences | 2360050 | |
Pellet Wash Buffer | NA | NA | 60 mM Tris, 100 mM NaCl, pH 8.0 |
petDUET-His-SUMO-TEV-H4 | |||
petDUET-His-TEV-H2A | |||
petDUET-His-TEV-H2B | |||
petDUET-His-TEV-H3 | |||
pEVOL-AckRS | Addgene | 137976 | |
pGEM-3z/601 | Addgene | 26656 | |
Storage Buffer | NA | NA | 20 mM NaCl, 20 mM Tris, 20 mM NaCl, 1 mM EDTA, 20% glycerol, pH 7.8 |
Thermocycler |