Usando um α-Bungarotoxina Binding Tag Site para Estudar GABA um receptor de membrana Localização e Tráfico
Summary
Aqui demonstramos a utilização do corante fluorescente Alexa acoplado a α-bungarotoxina para medir GABA A localização do receptor de superfície e endocitose em neurónios do hipocampo. Através da utilização de construções que ostentam uma marca curta extracelular que se liga α-bungarotoxina, análise de proteína da membrana plasmática do tráfico endocítica pode ser alcançado.
Abstract
É cada vez mais evidente que os receptores de neurotransmissores, incluindo os receptores ionotrópicos GABA A (GABAAR), exposição de tráfico altamente dinâmica e mobilidade da superfície celular 1-7. Para estudar a localização na superfície da célula do receptor e a endocitose, a técnica aqui descrita combina a utilização de fluorescência α-bungarotoxina com células expressando construções que contêm um-bungarotoxina α (TGN) local de ligação (BBS). O BBS (WRYYESSLEPYPD) baseia-se na subunidade α do receptor de acetilcolina nicotínico muscular, que se liga com alta afinidade Bgt 8,9. A incorporação do local de BBS permite a localização da superfície e as medições de inserção ou a remoção do receptor com aplicação de fluorescente Bgt exógena, tal como anteriormente descrito no rastreamento de GABAA e GABAB receptores metabotrópicos de 2,10. Além de o site da BBS, inserimos um GFP sensível ao pH (pHGFP 11) entre os aminoácidos 4 e 5 da subunidade GABAAR maduro por m padrãobiologia e PCR clonagem estratégias olecular (ver Figura 1) 12. O BBS é 3 'do repórter GFP sensível ao pH, separados por um ligante de 13 amino-ácido alanina / prolina. Por tráfico de estudos descritos nesta publicação que são baseadas em amostras fixadas, o pHGFP serve como repórter do total marcado GABAAR níveis de proteína da subunidade, permitindo a normalização da Bgt rotulado população receptor à população total receptor. Isto minimiza a célula para célula Bgt variabilidade do sinal de coloração resultante da expressão da linha de base maiores ou menores das subunidades GABAAR etiquetados. Além disso, a tag pHGFP permite uma fácil identificação de células expressando construto para experimentos com imagens ao vivo ou pré-fixados.
Introduction
A utilização da fluorescência acoplado α-bungarotoxina para estudar a localização do receptor e dinâmica foi pioneira nos estudos do receptor de acetilcolina nicotínico 13-15, alvo endógeno da toxina. Subsequentemente, a incorporação do péptido mínimo Bgt ligação (BBS) foi usado para estudar o tráfico de ambos os canais iónicos dependentes de ligandos excitatórios e inibidores e receptores acoplados a proteína G 2,10,16-21. Esta técnica baseia-BBS oferece vantagens a outras abordagens utilizadas para estudos de tráfico, tais como métodos de biotinilação superfície, rotulagem anticorpo de células vivas com anticorpos para epitopos extracelulares, e recuperação de fluorescência após a fotodegradação (FRAP). Durante superfície celular biotinilação aminas livres são covalentemente modificado, com o potencial de afetar a atividade celular. Estudos baseados em anticorpos têm sido muitas vezes dificultada pela aglomeração antigénio de superfície ou capeamento, que podem alterar os acontecimentos de tráfego. Devido ao passo de branqueamento de FRAP sSTUDOS, uma preocupação importante é danificar a estrutura celular subjacente. Uma vantagem adicional é que BBS marcado construções também podem ser utilizados para as metodologias bioquímicas com tráfico receptor bungarotoxina para avaliar acoplado a biotina. Esta técnica é facilmente aplicável a linhas celulares e células primárias. Para utilização em células que expressam de acetilcolina nicotínica (nAChR) receptores, o antagonista de tubocurarina nAChR deve ser utilizada ao longo do protocolo, tal como indicado. Realizando uma Bgt rotulagem superfície simples (equivalente ao ponto de tempo t = 0 para o protocolo de endocitose) em células não transfectadas, na ausência de tubocurarina fornecerá provas de nAChR endógeno.
Uma consideração importante para o uso desta técnica é a inserção adequada da BBS, de modo que este se encontra em uma localização extracelular quando a proteína de interesse é entregue para a membrana plasmática. Por exemplo, os domínios N-terminais das subunidades GABAAR reside no lúmen vesiculares durante trafficking e tornar extracelular do receptor após a inserção na membrana do plasma, permitindo marcação específica de receptores da superfície celular e da avaliação da sua remoção da superfície da célula por endocitose eventos. Mostrámos previamente que a adição de GFP, myc, ou BBS epitopos para este domínio de subunidades GABAAR é funcionalmente silenciosa. Controlos padrão deve ser realizada para assegurar que a proteína marcada é expressa em níveis semelhantes aos de uma construção não marcado, que se adequadamente localizada, e que não afecta a função do receptor. Esta caracterização de construções transfectadas também vai ajudar na solução de problemas superexpressão preocupações.
Protocol
Representative Results
Discussion
As técnicas fixos e vivos baseado BBS descritos aqui podem ser utilizados para controlar o receptor ou outro tráfico de membrana de proteína de plasma em linhas de células, os neurónios e outras células primárias. Este método tem sido utilizado com êxito para estudar a inserção na membrana e a remoção de canais iónicos dependentes de ligandos e de GPCR e avaliar as mudanças no tráfico, devido à presença de agonistas e moduladores de receptores. Os aspectos principais incluem a localização apropriada …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
O apoio foi fornecido pelo startup-fundos do Departamento de Farmacologia e Biologia Química da Universidade de Pittsburgh School of Medicine. Aviso de membros do laboratório Jacob que contribuíram para a apresentação de vídeo: Nicholas Graff.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| P3 Primary Cell 4D kit | Lonza | V4XP-3024 | |
| α-bungarotoxin, Alexa Fluor 647 conjugate | Molecular Probes | B35450 | |
| α-bungarotoxin, Alexa Fluor 488 conjugate | Molecular Probes | B13422 | |
| α-bungarotoxin, Alexa Fluor 594 conjugate | Molecular Probes | B13423 | |
| (+)-Tubocurarine chloride | Tocris | 2820 | |
| mounting medium | DAKO | cS703 | |
| DPBS no calcium,magnesium | Invitrogen | 14190-136 | |
| poly-D-lysine | Sigma | P6407 | |
| gephyrin antibody | Synaptic Systems | 147 011 | 1:300 |
| VIAAT/VGAT antibody | Synaptic Systems | 131 002 | 1:1000 |
| anti GFP | Life Technologies | A6455 | 1:2000 |
| glass bottom tissue culture dish | MatTek Corporation | P35G-1.5-14-C – Mattek Dishes | |
| coverslips (round cover glass), #1 thickness, 12 mm | Warner Instruments | 640-0702 | |
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