ToxRアッセイによって決定される膜貫通ドメインのオリゴマー化の傾向
Summary
一回膜貫通ドメイン（TMDS）のオリゴマー化の傾向を評価するための効率的な手順が説明されています。 ToxRに融合されたTMDからなるキメラタンパク質は、大腸菌のレポーター株に発現されています。 TMD誘発性オリゴマーはToxR、転写およびレポータータンパク質の生産、-ガラクトシダーゼの活性化の二量体化を引き起こす。
Abstract
リン脂質二重層で単にアンカーとしてのタンパク質の膜貫通ドメインの極端に簡略化ビューには、誤りであるので、長く持っています。多くの場合、膜貫通タンパク質は、アクションの非常に高度なメカニズムを進化させてきた。膜タンパク質はその構造と機能を調節することができる1〜3つの方法は、構造化された膜貫通のオリゴマーを形成する、疎水性ヘリックスの直接および特定の連絡先があります。4,5多くの最近の作業は6,7は 、それにもかかわらず。優先的に水溶液とドライブの蛋白質の関連付け、異なる分子間力と比較して膜の環境で見つかったアミノ酸の分布に焦点を当てているタンパク質の膜貫通ドメインにおける分子認識の研 究は、まだのものに遅れている水溶性の領域。主要なハードルが残っている：貫通オリゴマー化が達成できる驚くべき特異性と親和性にもかかわらず、それらの関連の8の直接測定が困難です。内在性膜蛋白質機能の研究に適用される伝統的な方法論が検討中のシーケンスの固有の不溶性によって妨げられることができる。膜貫通ドメインを表す合成ペプチドを研究から得られた生物物理学的な洞察は、有用な構造的洞察を提供することができます。しかし、細胞膜を模倣するためにこれらの研究で使用される洗剤ミセルまたはリポソーム系の生物学的関連性はしばしば疑問視され、ペプチドは、これらの条件の下で天然様の構造を採用していないと各機能の動作は、真のネイティブ膜内で作用機序を反映していない？天然のリン脂質二重層の膜貫通配列の相互作用を研究するためには、LangoschラボはToxR転写レポーターアッセイを開発した。関心の9膜貫通ドメインがペリプラズムとToxRの位置については、マルトース結合タンパク質とのキメラタンパク質として発現されるレポートを提供するオリゴマー化のレベル（図1）の。
過去10年間で、いくつかの他のグループ（例：エンゲルマン、DeGrado、シャイ）さらにこのToxRのレポーターアッセイを最適化し適用した。10-13、様々なToxRアッセイは、細胞膜のタンパク質間相互作用をテストするためのゴールドスタンダードとなっています。我々はここに主にLangoschによって開発されたプロトコルを、次の我々の研究室で行われた代表的な実験操作を示す。この一般的に適用できる方法では、E.の膜貫通ドメインの自己会合の解析に有用です。 β-ガラクトシダーゼの生産はTMDオリゴマー化の傾向を評価するために使用される大腸菌 、。 TMD誘発性二量体化すると、ToxRはβ-ガラクトシダーゼのLacZ遺伝子のアップレギュレーションを引き起こすCTXのプロモーターに結合する。比色読み出しはlyzed細胞へのONPGを添加することによって得られる。光吸収の種O – nitrophenolate（ONP）（図2）の産生におけるβ-ガラクトシダーゼの結果によるONPGの加水分解。
Protocol
Discussion
ToxR転写レポーターアッセイでは、オリゴマー化する可能性と膜貫通配列を同定するために手軽な方法です。相互作用が細菌の内膜内に発生しているので、このアッセイは、細胞膜模倣環境でシステムを研究の妥当性に関連する問題を回避することができます。単一のプラスミドに複数のTMDSのクローニングを容易に並列に行うことができ、全体のアッセイは96ウェルプレートフォーマットで?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
我々は、国立衛生研究所を（1R21CA138373感謝し、この作品の金融支援のためのがん（SU2C）にスタンドアップ。HYのためのシドニーキンメル財団からのがん研究、キンメルScholarの賞の協会から2009年エリオン賞に感謝です。がん研究（SKF – 08 – 101）、および国立科学財団の学部初期のキャリア賞（NSF0954819）。
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
|---|---|---|---|
| BamHI restriction enzyme | Invitrogen | 15201023 | Invitrogen enzymes were found to be more efficient than alternative suppliers |
| NheI restriction enzyme | Invitrogen | 15444011 | Invitrogen enzymes were found to be more efficient than alternative suppliers |
| 15 mL culture tubes | Fisher Scientific | 14-956-1J | |
| SOC media | Teknova | S0225 | Made up to the appropriate volume and sterilized by autoclaving. |
| LB media | Sigma-Aldrich | L7275 | Made up to the appropriate volume and sterilized by autoclaving. |
| Chloramphenicol | Sigma-Aldrich | CO378 | Stock solution of 30 mg/ mL in ethanol stored in freezer |
| Arabinose | Fluka | 10839 | Stock solution of 2.5% (w/v) in water stored in freezer |
| Na2HPO4 | Sigma-Aldrich | S9390 | |
| NaH2PO4 | Sigma-Aldrich | S9638 | |
| KCl | Mallinckrodt Chemicals | 6858-06 | |
| MgSO4.7H2O | Sigma-Aldrich | 63138 | |
| Sodium dodecylsulfate (SDS) | Sigma-Aldrich | L6026 | |
| 2-Nitrophenyl β-D-galactopyranoside (ONPG) | Sigma-Aldrich | 73660 | |
| Z-buffer | 16.1 g Na2HPO4 5.5g NaH2PO4 0.75g KCl 0.246g MgSO4 Make up to 1 l, pH 7.0 |
||
| Z-buffer/chloroform | 200 mL β-mercaptoethanol, 2 mL chloroform, make up to 20 mL with Z-buffer. Vortex for 1 min, centrifuge for 1 min at 800 rpm. Make fresh for each plate. | ||
| Z-buffer/SDS | 160 mg SDS dissolved in 10 mL Z-buffer | ||
| Z-buffer/ONPG | 40 mg ONPG in 10 mL Z-buffer. Make fresh for each plate | ||
| β-mercaptoethanol | Calbiochem | 444203 | |
| Anti-MBP monoclonal antibody (HRP conjugated) | NEB | E8038S | |
| Minimal media with maltose | 1 x M9 salts, 0.4% maltose, 1 mg/ mL thiamin, 2 mM MgSO4 | ||
| 96-well flat bottom plate | Sarstedt | 83.1835.300 | |
| Plate-reader | Beckman Coulter | DTX880 Multimode Detector | |
| Water bath | VWRI | 89032-204 | |
| Shaking incubator | FormaScientific |
References
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