Isolamento dei mitocondri dal muscolo scheletrico
Summary
Questo protocollo descrive una procedura per studiare la respirazione dei mitocondri isolati da muscolo scheletrico. Questo metodo è stato adattato da Scorrano<em> Et al.</em> (2007). La procedura di isolamento dei mitocondri richiede circa 2 ore. La respirazione mitocondriale può essere completata in circa 1 ora.
Abstract
I mitocondri sono organelli controllare la vita e la morte della cellula. Partecipano in chiave reazioni metaboliche, sintetizzare la maggior parte di ATP, e regolano una serie di cascate di segnalazione 2,3. Ricercatori passati e presenti hanno mitocondri isolati da tessuti ratti e topi, come fegato, cervello e cuore 4,5. Negli ultimi anni, molti ricercatori si sono concentrati sullo studio di funzione mitocondriale dei muscoli scheletrici.
Qui, descriviamo un metodo che abbiamo usato con successo per l'isolamento dei mitocondri da muscoli scheletrici 6. La nostra procedura richiede che tutti i buffer e reagenti sono freschi e hanno bisogno di circa 250-500 mg di muscolo scheletrico. Sono stati studiati i mitocondri isolati da gastrocnemio ratto e nel topo e il diaframma e muscoli extraoculari ratto. Concentrazione di proteina mitocondriale viene misurata con il saggio Bradford. E 'importante che i campioni mitocondriale essere tenuti ghiacciata durante la preparazione e che gli studi funzionali da eseguire in un tempo relativamente breve (~ 1 ora). Respirazione mitocondriale è misurata con polarografia con un elettrodo di Clark-tipo (sistema Oxygraph) a 37 ° C 7. Taratura degli elettrodi ossigeno è un passo fondamentale di questo protocollo e deve essere effettuata ogni giorno. Mitocondri isolati (150 mcg) vengono aggiunti 0,5 ml di tampone sperimentale (EB). Stato 2 respirazione inizia con aggiunta di glutammato (5mm) e malato (2,5 mm). Poi, adenosina difosfato (ADP) (150 mM) è stato aggiunto a iniziare 3. Oligomicina (1 micron), un bloccante sintasi ATPasi, viene utilizzato per stimare lo stato 4. Infine, carbonile cianuro p-[trifluoromethoxy]-fenil-idrazone (FCCP, 0,2 mM) si aggiunge a measurestate 5, o sganciati respirazione 6. Il rapporto di controllo respiratorio (RCR), il rapporto tra stato 3 allo stato 4, viene calcolato dopo ogni esperimento. Un RCR ≥ 4 è considerata come prova di una preparazione valida mitocondri.
In sintesi, vi presentiamo un metodo per l'isolamento dei mitocondri vitali da muscoli scheletrici che può essere utilizzato in biochimica (ad esempio, l'attività enzimatica, immunolocalizzazione, proteomica) e studi funzionali (respirazione mitocondriale).
Protocol
Discussion
Vi presentiamo un protocollo per isolare i mitocondri praticabile da muscoli scheletrici. Se il rendimento è un problema, il protocollo può essere modificato tramite l'incubazione del muscolo isolato in 5 ml di tripsina PBS/10mM EDTA/0.01% per 30 minuti in ghiaccio. Per assicurare la completa digestione con tripsina muscolare, il muscolo ha bisogno di essere completamente tritato. Dopo i 30 minuti di incubazione, la soluzione PBS/10mM tripsina EDTA/0.01% deve essere completamente sostituita con 3 ml di buffer di i…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato sostenuto da un finanziamento della National Eye Institute (R01 EY12998) per FH Andrade.
Materials
| Material Name | Tipo | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| 95% CO2 / 5% O2 mix | Local gas company | |||
| Adenosine 5′-diphosphate sodium salt | Sigma | A2754 | ||
| Blue Rizla Paper | Hansatech | 890101 | ||
| Bradford protein assay | Bio-Rad | 500-0006 | ||
| Carbonylcyanide p-trifluoromethoxyphenylhydrazone (FCCP) | Sigma | C2920 | ||
| Centrifuge 5804R | Eppendorf | |||
| Compressed nitrogen | Local gas company | |||
| D-mannitol | Sigma | M9647 | ||
| Ethlyene-glycol-bis-tetraacetic acid (EGTA) | Sigma | E3889 | ||
| Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) | Bio-Rad | 161-0728 | ||
| Free fatty acid bovine serum albumin | Sigma | A8806 | ||
| Glutamic acid | Sigma | G5889 | ||
| HEPES sodium salt | Sigma | H7006 | ||
| Isotemp 3006D | Fisher Scientific | |||
| Magnesium chloride | Sigma | M8266 | ||
| Male Sprague Dawley Rats | Harlan | 300-500g | ||
| Malic acid | Sigma | M9138 | ||
| Minifuge | ISC Bioexpress | C1301P | ||
| Oligomycin | Sigma | O4876 | ||
| Oxygen electrode disc | Hansatech | S1 | ||
| Oxygraph | Hansatech | |||
| Oxygraph Plus V1.01 Software | Hansatech | |||
| pH-meter | Mettler Toledo | 1225506149 | ||
| Phosphate-buffered saline (PBS) | Sigma | P4417 | ||
| Potassium chloride | Sigma | P3911 | ||
| Potassium phosphate | Sigma | P8416 | ||
| Potter-Elvehjem homogenizers | Fisher | 08-414-14A | ||
| PTFE (0.0125mm × 25mm) membrane | Hansatech | S4 | ||
| SKIL 3320 drill press | Hardware store | |||
| Sucrose | Sigma | S5016 |
Referências
- Frezza, C., Cipolat, S., Scorrano, L. Organelle isolation: functional mitochondria from mouse liver, muscle and cultured fibroblasts. Nat Protoc. 2, 287-295 (2007).
- Duchen, M. R. Roles of mitochondria in health and disease. Diabetes. 53, S96-S102 (2004).
- Johannsen, D. L., Ravussin, E. The role of mitochondria in health and disease. Curr Opin Pharmacol. , (2009).
- Pallotti, F., Lenaz, G. Isolation and subfractionation of mitochondria from animal cells and tissue culture lines. Methods Cell Biol. 80, 3-44 (2007).
- Pallotti, F., Lenaz, G. Isolation and subfractionation of mitochondria from animal cells and tissue culture lines. Methods Cell Biol. 65, 1-35 (2001).
- Gamboa, J. L., Andrade, F. H. Mitochondrial content and distribution changes specific to mouse diaphragm after chronic normobaric hypoxia. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. , (2009).
- Patel, S. P., Gamboa, J. L., McMullen, C. A., Rabchevsky, A., Andrade, F. H. Lower respiratory capacity in extraocular muscle mitochondria: evidence for intrinsic differences in mitochondrial composition and function. Invest Ophthalmol Vis Sci. 50, 180-186 (2009).
- Bradford, M. M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal Biochem. 72, 248-254 (1976).
