网站特定赖氨酸乙酰化的组蛋白为核体重组使用遗传密码扩展在 埃斯切里西亚大肠杆菌

Summary

在这里，我们提出一种方法来表达使用遗传密码膨胀和组装重组核体体外的自负型高石蛋白。

Abstract

雌二甲酸高石蛋白可以很容易地在 大肠杆菌 编码突变体中表达， N^ε– 乙酰赖氨酸 （AcK） 特异性 甲基甲基苯丙胺 -辛泰酶 （MmAcKRS1） 及其同位素 tRNA （tRNA^Pyl）组装与站点特定乙酰化组蛋白的重组单核体。MmAcKRS1和tRNA^Pyl 在 埃舍里希亚大肠杆菌翻译过程中，在首选的mRNA的琥珀突变部位提供AcK。该技术已广泛应用于 H3 lysine 站点的 AcK。皮罗利锡-tRNA合成酶（PylRS）也可以很容易地进化，以纳入其他非卡诺氨基酸（ncAAs），用于现场特定的蛋白质修饰或功能化。在这里，我们详细介绍了一种方法，将使用 MmAcKRS1 系统的 AcK 集成到高石 H3 中，并将乙酰化 H3 蛋白质集成到重组后的单核糖体中。Acetylat重组的单核糖体可用于生化和结合测定、结构测定等。获得经过修改的单核糖体对于设计与发现新的相互作用和理解表观遗传学相关的实验至关重要。

Introduction

我们利用 PylRS 和 tRNA^Pyl合成和组装具有特定选型组式的重组单核体。PylRS 作为一种基因密码扩展工具，通过转化后修饰 （PTMs） 生产蛋白质，已被证明是无价的，并且经过基因进化，整合了大约 200 种不同的 ncAAs。PylRS 在琥珀色停止胶子中加入，在翻译过程中消除了其他氨基酸的竞争。PylRS首次在甲基古生物中发现，并自此被用于化学生物学，将新型反应化学组纳入蛋白质^1、2。

MmAcKRS1是由甲烷甲基苯丙胺酸盐进化而来，并经常用于我们的实验室合成乙酰化蛋白质^{3，4，5，6。}MmAcKRS1 在埃斯切里西亚大肠杆菌翻译过程中，在首选 mRNA 的琥珀突变站点提供 AcK 。该技术以前曾用于将K4、K9、K14、K18、K23、K27、K36、K56、K64和K79希斯通H3赖氨酸位点的交流电，用于研究Sirtuin 1、2、6和7对乙酰单核体^4、5、6的活性。在这里，我们详细介绍了这种表达自体组分子和重组自负核糖体的方法。

Protocol

1. 质粒结构 首先决定哪种高石蛋白将被选中，在哪个赖氨酸部位。使用现场定向突变将网站变异到琥珀色停止胶子 （TAG）。注：有四个以前设计的质粒用于表达高石蛋白。所有四种高石蛋白都克隆到带有N端结石丁标签的ptDuet-1载体中。Histone H4 还包括一个 SUMO 标签、复制 colE1 的来源，其拷贝编号约为 40，具有抗安眠药和 T7 促进剂。 设计前向和反向引物，在所需的部位包?…

Representative Results

通过运行 12% SDS PAGE 凝胶（图 1 和图 2），可以评估调光机、四合器和八角形。在这里你可以看到，一些酸性四合器的产量低于其他（图1）。事实上，离核心区域越近，观察到的产量越低。这很可能是由于乙酰化干扰四聚酯的组装，你离核心区域越近。组装八角形后也观察到类似的影响（?…

Discussion

在实验期间，必须遵循此协议的每一个细节。核糖体不是很稳定，在确定这个协议时经历了太多的反复试验。关键在于在每一步（或观察到时）清除沉淀物，因为颗粒物很容易干扰组装过程。始终将高石样品保存在冰上。如果核糖体在4°C中储存的时间过长，它们可以自发地拆卸。在任何实验中使用之前，如果在 4 °C 中存储超过 2 周，请务必检查本地 PAGE 的任何样本。避免漩涡八度和核体，因为?…

Materials

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