Summary

막 척추 : 막 단백질의 단백질 - 단백질 상호 작용을 식별 할 수있는 생화학 적 도구<em> 생체</em

Published: November 07, 2013
doi:

Summary

생화학 적 방법은 막 단백질의 생체 내 단백질 – 단백질 상호 작용 (PPI)를 식별하기 위해 설명된다. 이 방법은 단백질 교차 결합, 친화력 정화 및 질량 분석을 결합하여 거의 모든 세포 유형이나 유기체에 적응할 수있다. 이 방법을 과도 프로톤 펌프 억제제의도 식별이 가능하게된다.

Abstract

막 단백질은 세포 생존에 필수적이며, 따라서 중요한 치료 표적 1-3이다. 그들은 단지 4에서 작동하기 때문에, 상호 작용을 파악하고 특징 짓는 방법은 5 필요합니다. 이를 위해, 우리는 막 척추 6라고 불리는 막 연쇄상 구균 단백질 상호 작용의 실험을 개발했다. 이 기술은 연쇄상 태깅 막 미끼 단백질의 친화도 정제하여 리버시블 가교제 포름 알데히드를 사용하여 가교 생체 내에서 결합한다. 절차 중에 가교 먹이 단백질은 막 단백질을 미끼로 공동 정제이어서 비등에 의해 분리된다. 막 등뼈를 사용하여 막 단백질의 단백질 – 단백질 상호 작용 (프로톤 펌프 억제제)를 분석 할 때 따라서, 두 가지 주요 작업을 실행할 수 있습니다 : 첫 번째, 면역 블, 그리고에 의해 제안 된 상호 작용 파트너의 확인 번째, 질량 분석 분석에 의해 새로운 상호 작용 파트너의 식별 . 또한,도 L친화력 아야, 과도 프로톤 펌프 억제제는이 기술에 의해 감지됩니다. 마지막으로, 막 척추는 막 단백질의 프로톤 펌프 억제제를 식별 할 수있는 강력한 검사 도구로 적용하고, 거의 모든 세포 유형에 적응할 수있다.

Introduction

단백질의 기능을 이해하기 위해 그것의 파트너 상호 작용을 아​​는 것이 필수적이다. 여러 고전적인 기술은 수용성 단백질의 상호 작용 파트너의 ID를 사용할 수 있습니다. 그러나, 이러한 기술은 소수성 4에 의한 막 단백질을 쉽게 양도 할 수 없습니다. 이 한계를 극복하기 위해, 우리는 막 연쇄상 구균 단백질 상호 작용 실험 (막 척추) 6을 개발했습니다. 그것은 수용성 단백질 7 만 적합한 척추 방법을 기반으로합니다.

가교제의 포름 알데히드의 두 가지 장점에서 막 척추의 장점은 첫째, 포름 알데히드는 쉽게 세포막을 통과하기 때문에 살아있는 세포 8 interactome의 정확한 스냅 샷을 생성 할 수 있습니다. 둘째, 포름 알데히드 상호 링크는 9 끓는으로 되돌릴 수 있습니다. 여기서, 이러한 두 가지 이점은 멤브레인 PROTE 영구 아니라 과도 프로톤 펌프 억제제뿐만를 식별하는 데 사용기능 6.

요컨데, 패 혈성-태그가 일체형 멤브레인 미끼 단백질의 C-말단에 융합된다. 막 미끼 단백질을 발현하는 세포는 간 링크가 막 미끼 단백질로 단백질을 먹이로 포름 알데히드 (그림 1)와 함께 배양된다. 먹이 단백질의 수정은 필요하지 않습니다. 다음에, 막 분획을 제조하다. 따라서, 막 단백질은 단백질이 친화력 정화를 먹이 단백질과 공동으로 정제되어 세제 처리 및 미끼에 의해 용해된다. 이어서, 가교가 비등하여 반전되고, 미끼 및 그 공동 용출 먹이 단백질은 SDS-PAGE에 의해 분리된다. 마지막으로, 먹이 단백질은 면역 블롯 분석 또는 질량 분석법에 의해 확인 될 수있다.

Protocol

참고 : 프로토콜에 표시된 버퍼에 대한 자세한 정보는 표 1에서 사용할 수 있습니다. 1. 포름 알데히드는 살아있는 세포 간 연결하여 단백질 – 단백질 상호 작용의 고정 성장 미디어, 주식 솔루션 및 버퍼 P1을 준비 시작하려면 500 ㎖의 배지를 준비 매체 막 미끼 단백질과 먹이 단백질 간의 상호 작용을 지원하는 조건을 제공한다. 또, 하나의 실험에?…

Representative Results

멤브레인 척추 분석은 막 단백질의 공동 정화 및 일시적으로 상호 작용 단백질 파트너를 허용한다. 공동 정제는 가교제 포름 알데히드를 사용함으로써 달성된다. 포름 알데히드 농도 및 가교 시간 : 두 매개 변수는 비특이적 교차 결합을 방지하기 위해 중요하다. 포름 알데히드의 과도한 충분하지만, 사용하지 않는 간단 면역 블 롯팅에 의해 제어 될 수있다. 포름 알데히드 가교 결합 된 단백질 복…

Discussion

막 척추 분석을 확인하고 막 단백질의이 시점 알 수없는 상호 작용 파트너 식별을 가능하게하는 생화학 적 방법입니다. 막 척추 연쇄상 구균 태그가 막 미끼 단백질의 정제와 포름 알데히드에 의해 생체 내 가교에 결합한다. 면역 블로와의 조합은 예상 상호 작용 파트너의 확인 (그림 2)을 용이하게한다. 또한, MS의 분석과 함께 알 수없는 상호 작용 파트너의 식별 (그림 3)?…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 연구는 SH에 도이치 Forschungsgemeinschaft GraKo1121, Hu1011/2-1 및 SFB940의 교부금에 의해 지원되었다

Materials

37% Formaldehyde Roth 4979.1 Should not be older than one year
DNaseI Sigma DN25
BCA protein assay kit Pierce 23225
Micromagnetic rod Roth 0955.2 5 mm in length, 2 mm in diameter
Triton X-100 Roth 6683.1 standard detergent for solubilization
n-Dodecyl-β-maltoside Glycon D97002-C the best detergent to solubilze CpxA
1 ml Strep-Tactin superflow gravity flow column IBA 2-1207-050
Strep-tag protein purification buffer set IBA 2-1002-001 Contains buffer W and buffer E
Amicon Ultra-4 centrifugal filter Millipore UFC803024
SuperSignal West Pico Chemiluminescent substrate Pierce 34080
SilverQuest Silverstaining kit Invitrogen LC6070
FireSilver Staining Kit Proteome Factory P-S-2001
Ultracentrifuge

Referências

  1. Krogh, A., Larsson, B., von Heijne, G., Sonnhammer, E. L. L. Predicting transmembrane protein topology with a hidden markov model: application to complete genomes. J. Mol. Biol. 305, 567-580 (2001).
  2. Bakheet, T. M., Doig, A. J. Properties and identification of human protein drug targets. Bioinformatics. 25, 451-457 (2009).
  3. Yildirim, M. A., Goh, K. I., Cusick, M. E., Barabasi, A. L., Vidal, M. Drug-target network. Nat. Biotechnol. 25, (2007).
  4. Daley, D. O. The assembly of membrane proteins into complexes. Curr. Opin. Struct. Biol. 18, 420-424 (2008).
  5. Jung, K., Fried, L., Behr, S., Heermann, R. Histidine kinases and response regulators in networks. Curr. Opin. Microbiol. 15, 118-124 (2012).
  6. Müller, V. S., Jungblut, P. R., Meyer, T. F., Hunke, S. Membrane-SPINE: An improved method to identify protein-protein interaction partners of membrane proteins in vivo. Proteomics. 11, 2124-2128 (2011).
  7. Herzberg, C., et al. SPINE: A method for the rapid detection and analysis of protein-protein interactions in vivo. Proteomics. 7, 4032-4035 (2007).
  8. Sutherland, B. W., Toews, J., Kast, J. Utility of formaldehyde cross-linking and mass spectrometry in the study of protein-protein interactions. J. Mass Spectrom. 43, 699-715 (2008).
  9. Hernandez, P., Müller, M., Appel, R. D. Automated protein identification by tandem mass spectrometry: Issues and strategies. Mass Spectrom. Rev. 25, 235-254 (2006).
  10. Laemmli, U. K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 227, 680-685 (1970).
  11. Hunke, S., Keller, R., Müller, V. S. Signal integration by the Cpx-envelope stress system. FEMS Microbiol. Lett. 326, 12-22 (2012).
  12. Weber, R. F., Silverman, P. M. The Cpx proteins of Escherichia coli K12 : Structure of the CpxA polypeptide as an inner membrane component. J. Mol. Biol. 203, 467-478 (1988).
check_url/pt/50810?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Müller, V. S., Tschauner, K., Hunke, S. Membrane-SPINE: A Biochemical Tool to Identify Protein-protein Interactions of Membrane Proteins In Vivo. J. Vis. Exp. (81), e50810, doi:10.3791/50810 (2013).

View Video