A Step-by-step Metodo per la ricostituzione di un Transporter ABC in particelle lipidiche Nanodisc

Summary

Nanodiscs sono piccole particelle discoidali che incorporano proteine ​​di membrana in una piccola zona di doppio strato di fosfolipidi. Forniamo un protocollo visivo che mostra il passo-passo incorporazione del trasportatore MalFGK2 in un disco.

Abstract

Il nanodisc è una particella discoidale (~ 10-12 nm di grandi dimensioni) che le proteine ​​di membrana trappola in una piccola zona di doppio strato di fosfolipidi. Il nanodisc è un'opzione particolarmente interessante per studiare proteine ​​di membrana, in particolare nel contesto delle interazioni ligando-recettore. Il metodo introdotto da Sligar e colleghi si basa sulle proprietà di un anfipatiche altamente ingegnerizzato ad a-elica proteina scaffold derivato dal apolipoproteina A1. Le facce idrofobe della proteina scaffold interagire con i grassi acil catene laterali del doppio strato lipidico che le regioni polari affrontare l'ambiente acquoso. Analisi di proteine ​​di membrana in nanodiscs hanno vantaggi significativi rispetto liposoma perché le particelle sono piccole, omogenea e idrosolubile. Inoltre, metodi biochimici e biofisici normalmente riservati alle proteine ​​solubili possono essere applicati, e da entrambi i lati della membrana. In questo protocollo visiva, presentiamo un passo-passo ricostituzione di un carattere benterizzato trasportatore batterica ABC, il maschio-MalFGK ₂ complessi. La formazione del disco è un processo di auto-assemblaggio che dipende da interazioni idrofobiche che avvengono durante la rimozione progressiva del detersivo. Si descrivono le fasi essenziali e sottolineano l'importanza di una corretta scelta proteina-lipide rapporto al fine di limitare la formazione di aggregati e grandi polidispersi liposoma-come particelle. Qualità semplici controlli, come la cromatografia di gel filtrazione, elettroforesi su gel nativo e dinamico spettroscopia di dispersione della luce in modo che i dischi sono stati adeguatamente ricostituito.

Protocol

Ricostituzione del processo globale Il processo inizia ricostituzione miscelando la membrana proteina scaffold (MSP) con il complesso purificato MalFGK 2 in presenza di detergente-solubilizzate fosfolipidi. La fase è seguita dalla rimozione lenta del detergente da un materiale adsorbente polistirene chiamato Bio-Beads o Amberlite (Figura 1). L'auto-assemblaggio processo si verifica molto probabilmente a causa delle interazioni tra i fosfolipidi apolari idr…

Discussion

Descriviamo una semplice procedura per la ricostituzione del trasportatore maltosio in nanodiscs. Il trasportatore è ATPasi attiva e l'interazione con il maschio solubile partner di legame può essere ricreato (Figura 3). La ricostituzione di successo del trasportatore in nanodiscs aprire la strada a ulteriori analisi biofisica e biochimica. Di particolare interesse sarà l'analisi sistematica della ATPasi MalK e attività di trasporto in maltosio detersivo, liposomi e nanodiscs. Trasportatori …

Materials

Name of the reagent	Company	Catalogue number	Comments
Amicon Ultra-4 50K centrifugal filter	Millipore	UFC805008	Follow manufacturer’s protocol for proper use
Bio-Beads SM-2 Adsorbent	Bio-Rad	152-3920
E. coli total lipids	Avanti Polar Lipids	100500C	Dissolved in chloroform, handle as appropriate for an organic solvent
Ni sepharose HP resin	GE Healthcare	17-5268-01
Phosphorous standard solution	Sigma-Aldrich	P3869
pMSP1D1	Addgene	20061
Superdex 200 HR 10/300	GE Healthcare	17-5172-01
			Table I. Specific reagents.
			Name Composition Comments DDM stock 10% w/v DDM Resuspend in milliQ water and store at -20 °C MalFGK2 stock 1-2 mg/ml 50 mM Tris-HCl, pH7.9 100 mM NaCl 10% v/v glycerol 0.03% w/v DDM Store at -70 °C after purification MSP stock 10-15 mg/ml 50 mM Tris-HCl, pH7.9 100 mM NaCl 10% v/v glycerol Store at -70 °C after purification in <1 ml aliquots and avoid excessive freeze/thaw cycles Phospholipid stock 5 nM E. coli total lipids 0.5% w/v (10 mM) DDM 50 mM Tris-HCl, pH 7.9 50 mM NaCl Store at 4 °C for 1 week TS buffer 50 mM Tris-HCl, pH 7.9 50 mM NaCl Store at 4 °C TSG10 buffer 50 mM Tris-HCl, pH7.9 100 mM NaCl 10% v/v glycerol Store at 4 °C TSG20 buffer 50 mM Tris-HCl, pH8 100 mM NaCl 20% v/v glycerol Store at 4 °C TSGD buffer 50 mM Tris-HCl, pH7.9 100 mM NaCl 10% v/v glycerol 0.03% w/v DDM Store at 4 °C and add DDM just before use Table II. Solution recipes.