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Articolo metodologico

Isolamento e misure respiratoria dei mitocondri da Arabidopsis thaliana

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DOI:

10.3791/56627

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5 gennaio 2018

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In questo articolo

Sommario

Come i mitocondri sono solo una piccola percentuale della cellula vegetale, hanno bisogno di essere purificato per una serie di studi. I mitocondri possono essere isolati da una varietà di organi vegetali di omogeneizzazione, seguita da centrifugazione in gradiente di differenziale e densità per ottenere una frazione altamente purificata mitocondriale.

Abstract

I mitocondri sono organelli essenziali coinvolto in numerose vie metaboliche in piante, in particolare la produzione di adenosina trifosfato (ATP) dall'ossidazione di composti ridotti come nicotinamide adenindinucleotide (NADH) e la flavin adenina dinucleotide (FADH2). L'annotazione completa del genoma di Arabidopsis thaliana ha stabilito come il più diffuso sistema pianta modello, e così la necessità di purificare i mitocondri da una varietà di organi (foglia, radice o fiore) è necessaria per utilizzare pienamente gli strumenti che sono ora disponibili per Arabidopsis studiare biologia mitocondriale. I mitocondri sono isolati di omogeneizzazione del tessuto utilizzando una varietà di approcci, seguita da una serie di passaggi di centrifugazione differenziale producendo un pellet mitocondriale grezza che viene ulteriormente purificato mediante gradiente di densità colloidale continuo centrifugazione. Il materiale di densità colloidale viene successivamente rimosso da più passaggi di centrifugazione. A partire da 100 g di tessuto fogliare fresco, 2-3 mg di mitocondri possono essere ottenuti ordinariamente. Respiratori esperimenti su questi mitocondri visualizzare i tassi tipici di 100-250 nmol O2 min-1 mg proteina mitocondriale totale-1 (tasso di NADH-dipendente) con la possibilità di utilizzare vari substrati e inibitori per determinare quali substrati sono sono ossidati e la capacità delle alternative e citocromo ossidasi terminale. Questo protocollo descrive un metodo di isolamento dei mitocondri da foglie di Arabidopsis thaliana usare gradienti di densità colloidale continuo e un'efficiente misure respiratoria dei mitocondri pianta purificata.

Introduzione

La storia della ricerca mitocondriale pianta ripercorre 100 anni1. I mitocondri intatti in primo luogo sono stati isolati all'inizio del 1950 mediante centrifugazione differenziale. L'avvento di un gradiente di densità colloidale nel 1980 ha permesso i mitocondri per essere purificata senza subire regolazione osmotica. Mentre gradienti mitocondri purificati sono adatti per la maggior parte degli scopi, a causa della sensibilità della spettrometria di massa, contaminanti anche relativamente minore possono essere rilevati e possono essere assegnati in modo inappropriato un mitocondriale posizione2. L'uso del libero flusso ....

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Protocollo

Questo protocollo viene utilizzato per l'isolamento dei mitocondri intatti da organi di Arabidopsis thaliana coltivati su terreno con pendenze di densità colloidale continuo. La raccolta del materiale di seguito tutte le procedure sono effettuate a 4 ° C.

1. preparazione di macinatura media, lavare, soluzioni tampone e gradienti

  1. Preparare 300 mL di macinazione medio (meno ascorbato e cisteina) e 200 mL di tampone di lavaggio x 2 per ogni tabella 1 un giorno prima l'isolamento, tenerli freddo a 4 ° C.
    Nota: Aggiungere ascorbato di sodio e la L-cisteina (base libera) a una concentrazione finale di 17,84 ....

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Risultati

Usando questo protocollo, siamo stati in grado di rilevare diverse proteine mitocondriali di SDS-PAGE e immunoblotting. Come mostrato in Figura 3A, la proteina isolata dal tessuto di coltura di acqua è sufficiente per rilevare una debole banda (2 µ g). L'intensità del segnale aumenta in proporzione agli importi caricati. Per i mitocondri isolati dai tessuti coltivati sulle piastre (Figura 3B), la risposta allo stress di luce alta.......

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Discussione

In genere, isolamento dei mitocondri da Arabidopsis lascia rendimenti a 3 mg di mitocondri da circa 80-100 3 - 4 - settimana-vecchi impianti, anche se rese superiori a 5 mg possono essere realizzate spesso con accurata macinazione. Il rendimento varia con le condizioni di crescita e diminuisce drammaticamente come foglie ratti senesce, anche se i mitocondri struttura sembra essere ben mantenuto durante la senescenza9. Una delle caratteristiche più importanti per ottenere una buona resa è il metodo.......

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Dichiarazioni

Gli autori non dichiarano alcun conflitto di interessi.

Ringraziamenti

Questo studio è stato sostenuto da un australiano ricerca Consiglio centro di eccellenza in pianta energia biologia CE140100008, un australiano Consiglio futuro assegno di ricerca (FT130100112) di MWM e un assegno di ricerca di Feodor Lynen (Alexander von Humboldt Fondazione, Germania) a JS.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
ADPSigma-AldrichA2754Chimico
Antimicina ASigma-AldrichA8674Chimico, sciogliere in etanolo
l'anticorpo AOXda Tom Elthon Elthonet al., 1989
AscorbatoSigma-AldrichA0157Ascorbato ossidasi da Cucurbita sp.
ATPSigma-AldrichA26209Chimica
Albumina sierica bovina (BSA)BovogenBSAS 1.0Chiarezza chimica
substrato ECL occidentaleBio-Rad Laboratories1705061Criterio chimico
Gel prefabbricati senza macchie 8-16% 18 WellsBio-Rad Laboratories5678104Chimico
cianuroSigma-Aldrich60178chimico
Citocromo cSigma-AldrichC3131
Chimico Difco Agar, granulatoBD Biosciences214530Chimico
DitiotreitoloSigma-AldrichD0632Chimico
EDTA sale disodicoSigma-AldrichE5134Chimico
Gamborg B-5 Basal MediumAustratecG398-100LChimico
Soluzione vitaminica Gamborg (1000x)AustratecG219-100MLIgG
anti-topo chimico (H + L)-HRP coniugatoBio-Rad Laboratories1706516-2mlIgG
anti-coniglio chimico di capra (H + L)-HRP coniugatoBio-Rad Laboratories1706515-2ml
L-cisteinaSigmaC7352-100G
solfatodi magnesio chimicoSigma-Aldrich230391
Chemical Murashige & Skoog Miscela di sali basali (MS)AustratecM524-100LChimico
MyxothiazolSigma-AldrichT5580Chimico, sciogliere in etanolo
NADHSigma-AldrichN8129Chimico
Ndufs4 anticorpoda Etienne Meyer Meyeret al., 2009
n-Propil gallatoSigma-AldrichP3130Chimico, sciogliere in etanolo
PercollGE Healthcare17-0891-01Chimico, gradiente di densità colloidale
Polivinilpirrolidone (PVP40)Sigma-AldrichPVP40Chimico
Cianuro di potassioSigma-Aldrich60178Chimico
Fosfato di potassio monobasico (KH2PO4)Sigma-AldrichP5655Chimico
PiruvatoSigma-AldrichP2256Chimico
Cloruro di sodioChem-SupplySA046Chimico
Ditionito di sodioSigma-Aldrich157953Chimico
L-ascorbato di sodioSigmaA4034-100G
Chimico SuccinatoSigma-AldrichS2378Chimico
SaccarosioChimicoSA030Chimico
TESSigma-AldrichT1375
Pirofosfato tetrasodico chimico (Na4P2O7 · 10H2O)Sigma-Aldrich221368
Trans-Blot chimico Turbo RTA Midi Kit di trasferimento di nitrocellulosaBio-Rad Laboratories1704271Chemical
Triton-X 100Sigma-AldrichX100Chimico, detergente
Western Blocking ReagentSigma11921681001Chemical Balance
Mettler ToledoXS204Attrezzatura
BecherIsolab50 mL
CentrifugaBeckman CoulterAvanti J-26XP
Attrezzatura Provette da centrifugaNalgene3117-9500Attrezzatura
Julabo1124971Attaccato a camera dell'elettrodo di ossigeno
Pallone conicoIsolab500 mL
Contagocce3 mL
Rotore ad angolo fissoBeckman CoulterJA25.5Attrezzatura
ImbutoPer Alimenti14 cmPer filtrazione
Versatore a gradienteBio-Rad165-4120Per la preparazione di gradienti
Agitatore magnetico ATEVELP ScientificaF20300165Equipment
MiraclothVWREM475855-1RMateriale filtrante
Mortaio e pestelloJamie OliverGranito, 6 polliciAttrezzatura
O2viewHansatech InstrumentsSoftware di monitoraggio dell'ossigeno
Sistema Oxygraph PlusHansatech Instruments1187253Elettrodo di ossigeno di tipo Clark
PennelloArtista prima scelta1008R-12
ParafilmBemisPM-996film plastico di paraffina
Pompa peristalticaGilsonF155001Per la preparazione di gradienti
Tubo peristaltico in PVCGilsonF117930Per la preparazione di gradienti Bagno
d'acquaVELP ScientificaOCBEquipment
chimica

Riferimenti

  1. Day, D. A. Highlights in plant mitochondrial research. Methods in molecular biology. Plant mitochondria. 1305, v-xvi (2015).
  2. Millar, A. H., Carrie, C., Pogson, B., Whelan, J. Exploring the function-location nexus: Using multiple lines of evidence in defining the subcellular location of plant proteins. Plant Cell

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Ristampe e permessi

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