双分子荧光互补流式细胞仪分析：高通量的定量方法研究蛋白质 - 蛋白质相互作用
Summary
流式细胞仪分析双分子荧光互补提供了一种高通量定量研究蛋白质相互作用的方法。此方法可用于测绘的蛋白结合位点，并用于筛选调节蛋白 – 蛋白相互作用的因素。
Abstract
其中的方法来研究细胞内蛋白质相互作用，双分子荧光互补（附设）是相对简单和敏感。附设是根据生产的荧光使用两个非荧光的荧光蛋白的片段（金星，黄色荧光蛋白的变型中，这里使用的是）。非荧光金星片段的（VN和VC）的两个相互作用的蛋白质（在这种情况下，AKAP-LBC和PDE4D3）稠合，得到的荧光由于VN-AKAP-LBC-VC-的PDE4D3相互作用和形成荧光蛋白的功能细胞内。
附设提供的蛋白质复合物的亚细胞定位和蛋白质相互作用的强度，根据荧光强度的信息。但是，附设分析用显微镜量化蛋白 – 蛋白相互作用的强度是耗时且有些主观的，因为蛋白表达的异质性和相互作用。通过耦合流式细胞仪分析与附设的方法，荧光附设的蛋白 – 蛋白相互作用的信号可以精确地测量在短时间内大量的细胞。在这里，我们展示了这种方法的应用程序AKAP-LBC的互动所需要的地区PDE4D3映射。这种高的通过方法可以应用于筛选因子，调节蛋白 – 蛋白相互作用。
Introduction
650000蛋白质-蛋白质相互作用，估计存在于人类的相互作用组，发挥着重要的角色，在维持正常的细胞功能1,2。除了 免疫共沉淀（CO-IP）的黄金标准蛋白质相互作用研究从细胞裂解物，一些蛋白质片段互补分析（PCA）已发展到提高灵敏度检测细胞内的蛋白质相互作用3。这些技术包括福斯特共振能量转移（FRET），生物发光共振能量转移（BRET），和双分子荧光互补（附设）4,5。附设是基于荧光蛋白的两个片段（在这里我们使用金星，YFP变种），分别融合到一个潜在的相互作用的蛋白伙伴（在本示例中，我们使用AKAP – LBC和PDE4D3）促进协会。相互作用的两种蛋白质在细胞内的查询结果以功能性荧光的兴趣，它可以是由f可视化luorescence显微镜可以使用活的或固定的细胞6,7,8。相较于其他的PCA，附设敏感的和技术上的挑战，有潜力在活细胞中的细胞定位研究。然而，这种技术的主要缺点是，一旦形成，荧光蛋白复合物不能被逆转。因此，它是不是一个很好的方法来研究动态蛋白质相互作用。在本文中，我们使用附设映射AKAP – LBC PDE4D3的相互作用位点监测的荧光强度金星。相比传统的分析，使用荧光显微镜，这是费时和劳动密集的（如果不进行使用自动化高通过机械），流式细胞术十万个单元格在一个异构的人口提供了一个简单的定量分析，在很短的时间9， 10。在这里，我们开展了流式细胞附设分析和传统的合作IP并排侧比较，表明2米然而，ethods提供可比数据的流式细胞仪附设分析耗时少，并使用更少的材料是有限的感兴趣的细胞时，这可能是更有用的。
Protocol
Representative Results
Discussion
附设一个简单而敏感的方法来研究蛋白质相互作用。然而，此方法可以不被使用，以确定新的蛋白质 – 蛋白质相互作用，它是特别方便的，以确认细胞内的蛋白 – 蛋白相互作用和学习功能性质，如细胞内的本地化的蛋白质复合物，蛋白质 – 蛋白质相互作用的网站的映射，并筛查，可以调节蛋白质相互作用的小分子/肽。 ，因为VN和VC片段的非荧光，荧光背景低，从而帮助检测灵敏度。需要时间来成?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
我们感谢奥布赖恩在UIC实验室关键的实验评价和讨论。这项工作是由美国心脏协会授予11SDG5230003威乐和国家推进转化科学中心 – UIC批准UL1TR000050临床和转化科学中心。
Materials
| REAGENTS | |||
| Dulbecco’s modified Eagle’s media (DMEM) | Invitrogen | 11965-092 | |
| Penicilin-Streptomycin (pen/strep), 100x | Invitrogen | 15070-063 | |
| Fetal Bovine Serum (FBS) | Invitrogen | 16000-044 | |
| Anti-Flag antibody | Sigma | M2, F1804 | |
| Anti-HA antibody | Covance | 16B12, MMS-101R | |
| α-tubulin | Sigma | DM1A, T9026 | |
| Anti-GFP antibody | Clontech | 632569 | |
| Cell culture plates, 6-well tissue culture treated | Thermo Fisher Scientific | 130184 | |
| HEK 293T cells | ATCC | CRL-11268 | |
| Maxiprep plasmid purification kit, high speed | Qiagen | 12663 | |
| Dulbecco’s Phosphate-buffered saline (DPBS), sterile 1x | Invitrogen | 14190-144 | |
| Trypsin-EDTA, 0.05% (w/v) | Gibco | 25300 | |
| Polystyrene round-bottom tubes for FACS staining | BD Biosciences | 352052 | |
| Paraformaldehyde | Fisher Scientific | S74337MF | |
| Prolong gold antifade reagent with DAPI | Invitrogen | P-36931 | |
| Superfrost plus Microscope slides | Fisher Scientific | 12-550-15 | |
| Fisherfinest premium cover glass | Fisher Scientific | 12-548-5P | |
| EQUIPMENT | |||
| CO2 air-jacketed Incubator | NuAIR DH autoflow | ||
| Confocal microscope LSM510 META | Carl Zeiss, Inc | ||
| Electrophoresis and transfer unit | Biorad | ||
| Cyan ADP Flow Cytometer | Beckman Coulter |
Referências
- Collura, V., Boissy, G. From protein-protein complexes to interactomics. Subcell Biochem. 43, 135-183 (2007).
- Stumpf, M. P., et al. Estimating the size of the human interactome. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 6959-6964 (2008).
- Shekhawat, S. S., Ghosh, I. Split-protein systems: beyond binary protein-protein interactions. Curr. Opin. Chem. Biol. 15, 789-797 (2011).
- Dwane, S., Kiely, P. A. Tools used to study how protein complexes are assembled in signaling cascades. Bioeng. Bugs. 2, 247-259 (2011).
- Piehler, J. New methodologies for measuring protein interactions in vivo and in vitro. Curr. Opin. Struct. Biol. 15, 4-14 (2005).
- Kerppola, T. K. Design and implementation of bimolecular fluorescence complementation (BiFC) assays for the visualization of protein interactions in living cells. Nat. Protoc. 1, 1278-1286 (2006).
- Shyu, Y. J., Suarez, C. D., Hu, C. D. Visualization of ternary complexes in living cells by using a BiFC-based FRET assay. Nat. Protoc. 3, 1693-1702 (2008).
- Wong, K. A., O’Bryan, J. P. Bimolecular fluorescence complementation. J. Vis. Exp. (50), e2643 (2011).
- Sugarbaker, E. V., Thornthwaite, J. T., Temple, W. T., Ketcham, A. S. Flow cytometry: general principles and applications to selected studies in tumor biology. Int. Adv. Surg. Oncol. 2, 125-153 (1979).
- Koshy, S., Alizadeh, P., Timchenko, L. T., Beeton, C. Quantitative measurement of GLUT4 translocation to the plasma membrane by flow cytometry. J. Vis. Exp. (45), e2429 (2010).
- Smith, C. L. Basic confocal microscopy. Curr. Protoc. Mol. Biol. Chapter 14 (Unit 14), 11 (2008).
- Westwick, J. K., Lamerdin, J. E. Improving drug discovery with contextual assays and cellular systems analysis. Methods Mol. Biol. 756, 61-73 (2011).
- Kilpatrick, L. E., Holliday, N. D. Dissecting the pharmacology of G protein-coupled receptor signaling complexes using bimolecular fluorescence complementation. Methods Mol. Biol. 897, 109-138 (2012).
