불연속 자당 구배를 사용 시냅틱 세포막과 시냅스 밀도 단백질의 제조
Summary
이 문서에서는 불연속 자당 기울기에 초 원심 분리에 의해 시냅스 세포막과 관련된 단백질의 농축을 자세히 설명합니다. 시냅스 밀도 단백질의 준비 과정도 설명한다. 단백질 제제는 서쪽 블로 팅 또는 2D DIGE 분석에 적합하다.
Abstract
신경 세포 내 분획 기술과 시냅스에서 인신 매매 단백질의 정량화 할 수 있습니다. 원래는 1960 년대 후반에 설명한 바와 같이, 시냅스 세포막과 연관된 단백질 자당 밀도 구배 초 원심 분리에 의해 단리 될 수있다. 시냅스 막 단리되면 시냅스 후 밀도로 알려진 고분자 복합체이어서 인해 세제 불용성으로 분리 될 수있다. 시냅스 세포막과 시냅스 후 밀도 단백질을 분리하는 데 사용되는 기술들은 본질적으로 사십년 후 동일하게 유지하고, 현재 널리 신경 과학 연구에 사용된다. 이 문서에서는 시냅스 세포막과 시냅스 밀도가 불연속 자당 기울기 사용과 관련된 단백질의 분별에 대해 자세히 설명합니다. 그 결과 단백질 제제는 서쪽 블로 팅 또는 2D DIGE 분석에 적합하다.
Introduction
뉴런은 시냅스를 통해 통신하고,이 통신 품질이 시냅스에서 단백질 조성물의 변화가 큰 범위로 조절된다. 특히, 시냅스 후 밀도에있는 단백질은 신호 전달 체계 1 속속들이 비계 신경 전달 물질 수용체의 연결에 의해 통신에 참여한다. 또한 시냅스 효능의 강도 변화는 지속 시냅스 후 밀도 1-6에서 추가 또는 수용체의 제거에 의해 제어된다. 따라서 시냅스 단백질의 분리 및 정량은 신경 자극과 시냅스 효능 7을 변경하는 대응 방법에 대한 통찰력을 얻을 수있는 필요하고 유용한 기술이다. 이 문서에서는 불연속 자당 그라디언트에 초 원심 분리에 의해 쥐 뇌 조직에서 시냅스 단백질을 분리하는 일반적인 방법에 대해 설명합니다. 시냅스 세포막 분획을 농축 할 수 있고 기반 절연경험적 1.2 M 수크로오스 유사한 것으로 판정 된 수크로오스의 밀도.
생물학적 질문에 따라 세포 내 분획 자당 또는 퍼콜 하나의 연속 또는 불연속 그라디언트에 의해 분리 될 수있다. 연속 그라디언트 여러 분획으로 단백질의 분리를 허용; 이 주어진 분수 8 내에서 단백질의 공동 현지화을 설명하기 위해 특히 유용 할 수 있습니다. 그러나, 연속 그라디언트의 준비는 더 힘든이며 많은 응용 프로그램에 필요하지 않습니다. 불연속 구배가 비교적 쉽게 제조 할 수 있으며, 몇 일반적으로 정의 된 단백질 분획을 분리하는 데 사용될 수있다. 증가 몰 농도의 수크로오스 세 층으로 구성되는 불연속 구배 널리 시냅스 원형질막 (SPM)과 연관된 단백질을 분리하는데 사용되어왔다. 이 시냅스 세포막 분획을 상기 시냅스 후 밀도 fractio로 처리 될 수있다세제 불용성 부분의 세제 처리 및 분리에 의해 N (PSD).
이 프로세스가 첫번째 1960 9,10에서 설명 될 때, 전자 현미경은 대략 시냅스 세포막과 시냅스 후 밀도 분획 9-14을 정의하는 소기관 및 세포막을 입증하기 위해 사용되었다. 이러한 연구들은 전후 시냅스 막 및 SPM 분획 시냅스 소포의 포함을 증명; 세제 치료를 주로 전자 조밀 한 후, 시냅스 밀도를 볼 수 있었다. 절차에서, 저장성 충격 전지 본체 (10)로부터 시냅스 핀치 오프 공정을 위해 사용된다. 이 단계는 미토콘드리아는 삼투압 충격에 더 저항성을 그대로 유지하고, 그래서 그들은 자당 구배 (도 1)의 바닥에 침강한다는 사실을 이용한다.
이 같은 농축 기술을 사용하여, SPM 및 PSD 분수 생화학 첫번째이었다폴리 아크릴 아미드 겔 전기 영동 및 주요 단백질 성분 15-17의 서열에 의해 정의. 그 후 서양 얼룩 분석 (그림 2)이 분수를 정의 더 감지하고 시냅스 단백질의 수준을 정량화하는 데 사용되었습니다. 우리는 Slc6a3 궤적 쥐 18에서 중복 될 때 발생하는 도파민 수송의 시냅스 수준의 변화를 정량화하기 위해 실험실에서이 기술을 사용하고 있습니다. 우리는 또한 DISC1의 interactome 19의 일부 단백질이 시냅스 별 감축을 발견하는 NMDA 수용체 결핍 생쥐에서이 기술을 사용하고 있습니다.
또한 SPM 획분 시냅스 소포 막 단백질, 엔도 좀 마커, 미토콘드리아 단백질, 막 관련된 합성 효소 및 신호 전달 분자뿐만 아니라, 시냅스 후 밀도의 적분 요소 및 시냅스 세포막 (20-23)를 포함하는 웨스턴 블롯 분석으로부터 명백하다. E하지마 PSD 풍부한 분획 미토콘드리아 단백질 오염을 가질 수 있으며이를 제거하기 위해 13 초 구배 침강 또는 추가적인 정제 단계를 수행 할 필요가있다. 최근 정량적 질량 분석은 단독 시냅스 후 밀도의 100 위에 단백질의리스트뿐만 아니라, 이들 구성 요소 (24, 25)의 상대적인 풍요의 표시를 제공하고있다.
Protocol
Representative Results
Discussion
성공적인 결과를위한 중요한 절차의 몇 가지 단계가 있습니다. 단계 3에서는, 균질화의 일관성 정도가 각각의 샘플에 대해 달성되는 것이 중요하다. 구동 모터와 균질 조직을 균질화 할 때 일정한 속도 유봉의 회전뿐만 아니라, 스트로크의 수뿐만 아니라 사용된다. 저장성 용액 확장 균질화 또는 배양이 미토콘드리아를 용해하고 SPM 샘플을 오염 때문에 삼투압 충격 동안 배양 시간은 정확해야한?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors thank Dr. Mike Ehlers and his laboratory members for originally demonstrating the protocol for subcellular fractionation of synaptic plasma membranes. We also thank Wendy Horsfall for management of the mouse colonies. This work was supported by operating grants from CIHR (AJR and AS).
Materials
| 1M HEPES, pH 7.4 | BioShop | HEP003.100 | |
| HEPES | BioShop | HEP001.500 | |
| Sucrose | BioShop | SUC507.1 | |
| EDTA | BioBasic | EB0185 | |
| PMSF | BioShop | PMS123.5 | |
| Aprotinin | BioShop | APR600.1 | |
| Leupeptin | BioShop | LEU001.1 | |
| Pepstatin | BioShop | PEP605.5 | |
| Benzamidine | BioShop | BEN601.25 | |
| Sodium fluoride | BioShop | SFL001.100 | |
| Sodium pyrophosphate | BioShop | SPP310.100 | |
| Sodium orthovanadate | BioShop | SOV664.10 | |
| β-glycerophosphate | BioShop | GYP001.10 | |
| Triton X-100 | BioShop | TRX506.500 | |
| 18G x 1 ½” needle | BD | 305196 | |
| 1cc syringe | BD | 309659 | |
| Name of Equipment | Company | Catalog number | |
| Glass Teflon homogenizer Kontes Duall 23 | VWR | KT885450-0023 | |
| IKA Model RW 16 Basic Stirrer | IKA Works | 2572100 | |
| Sorvall SM-24 Fixed Angle Rotor | ThermoScientific | 29017 | |
| Sorvall RC 6 Plus Centrifuge | ThermoScientific | 46910 | |
| Thinwall Polyallomer Tubes (13.2mL) | Beckman Coulter | 331372 | |
| SW 41 Ti Rotor Swinging Bucket | Beckman Coulter | 331362 | |
| Beckman L-80 Floor Ultracentrifuge | Beckman Coulter | ||
| Thickwall Polycarbonate Tubes (3.5mL) | Beckman Coulter | 349622 | |
| TLA-100.3 Fixed Angle Rotor | Beckman Coulter | 349481 | |
| Beckman TL-100 Tabletop Ultracentrifuge | Beckman Coulter |
References
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