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Methodenartikel

Ein Fluoreszenz-basierte Assay von Phospholipid Scramblase Activity

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DOI:

10.3791/54635

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20. September 2016

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In diesem Artikel

Zusammenfassung

Wir beschreiben einen fluoreszenzbasierten Assay zur Messung von Phospholipid-Scrambling in großen unilamellären Liposomen, die mit Opsin rekonstituiert wurden.

Zusammenfassung

Scramblases transloziert Phospholipiden durch die Membran-Doppelschicht in zwei Richtungen in einer ATP-unabhängige Art und Weise. Die erste scramblase werden identifiziert und biochemisch wurde Opsin prüft, das Apoprotein des Photorezeptors Rhodopsin. Rhodopsin ist ein G-Protein-gekoppelten Rezeptor in Stabphotorezeptor Scheibenmembranen der Retina lokalisiert, wo es für die Wahrnehmung von Licht verantwortlich ist. Rhodopsin der Scramblase Aktivität nicht auf seinem Liganden abhängt 11- cis - Retinal, das heißt, das Apoprotein Opsin ist auch aktiv als Scramblase. Obwohl die konstitutive und reguliert Scrambling Phospholipid eine wichtige Rolle in der Zellphysiologie zu spielen, nur wenige Phospholipid scramblases wurden bisher neben Opsin identifiziert. Hier beschreiben wir ein Fluoreszenz-basierten Assay von Scramblase Aktivität des Opsin. Opsin rekonstituiert in große unilamellare Liposomen aus Phosphatidylcholin, Phosphatidylglycerin und eine Spurenmenge an fluoreszierenden NBD-markierten PC (1-palmitoyl-2- {6- [7-nitro-2-1,3-benzoxadiazol-4-yl) amino] hexanoyl} - sn - glycero-3-phosphocholin). Scramblase Aktivität wird durch Messen der Größe der auf dem NBD-PC-Moleküle in dem inneren Blatt des Vesikels befindet sind in der Lage die äußere Faltblatt zuzugreifen, wo ihre Fluoreszenz chemisch durch ein Reduktionsmittel eliminiert wird, die die Membran nicht passieren kann. Die Methoden, die wir haben eine allgemeine Anwendbarkeit beschreiben und kann verwendet werden, Scramblase Aktivitäten anderer Membranproteine ​​zu identifizieren und zu charakterisieren.

Einleitung

Der Photorezeptor Rhodopsin, eine prototypische G - Protein-gekoppelten Rezeptor (beispielsweise in Bezug Bewertung 1) ist das erste Phospholipid scramblase werden identifiziert und biochemisch verifiziert 2,3. Scramblases sind Phospholipid - Transporter, die die eigen langsamen Geschwindigkeit von Transdoppel Phospholipid Bewegung physiologisch geeigneten Ebenen in einem bidirektionalen, ATP-unabhängige Weise 4-6 erhöhen. Beispiele für ihre Aktionen können im endoplasmatischen Retikulum und bakterielle Cytoplasmamembran zu finden, wo die konstitutive Scrambling für Membran - Homöostase und Wachstum notwendig ist, aber auch für eine V....

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Protokoll

1. Herstellung von Liposomen und Proteoliposomen

  1. Liposome Formation
    1. Verwendung einer Glasspritze, fügen 1.435 ul POPC (25 mg / ml, in Chloroform) und 160 & mgr; l POPG (25 mg / ml, in Chloroform) auf einen Rundkolben wurden 52,5 umol Lipide in einem Molverhältnis POPC zu erhalten: POPG = 9: 1.
    2. Trocknen der Lipide für 30 min unter Verwendung eines Rotationsverdampfer bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 145 rpm (kein Wasserbad wird für dieses Volumen an Lösungsmittel erforderlich), dann übertragen die Kolben auf einem Vakuum-Exsikkator für mindestens 3 Stunden oder über Nacht bei Raumtemperatur (RT).
    3. Hydratisieren des getrockn....

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Ergebnisse

Wir beschreiben die Rekonstitution von Opsin in LUVs unter Verwendung eines fluoreszenzbasierten Assays seiner Scramblase Aktivität zu charakterisieren. Wir analysieren die Ergebnisse eine untere Grenze auf die Geschwindigkeit des Opsin-vermittelten Phospholipid zu platzieren Scrambling und die oligomere Zustand zu bestimmen, in dem Opsin funktionell in den Vesikeln rekonstituiert.

Um eine optimale Rekonstituierung Bedingungen.......

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Diskussion

Die Scramblase Aktivitätstest konnten wir ursprünglich das Opsin Phospholipid Scramblase zu bestimmen Aktivität 2 hat. Der Assay auch erlaubt uns Opsin der scramblase Aktivität zu charakterisieren , indem die Spezifität zu testen (verwendeten wir eine Vielzahl von NBD-markierten Reporter Lipiden wie NBD-Phosphatidylethanolamin, mit NBD an einer Acylkette markiert , wie für NBD-PC in Figur 1A gezeigt ist , oder auf die Kopfgruppen-, NBD-Sphingomyelin oder NBD- Phosphatidylserin 2), .......

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Danksagungen

Diese Studie wurde unterstützt von der Velux Stiftung (A.K.M.), NIH grant EY024207 (A.K.M.) und dem österreichischen Wissenschaftsfonds (FWF) Projekt J3686 (B.P.).

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
1-Palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphocholinAvanti Polare Lipide850457CPOPC
1-Palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phospho-rac-(1-glycerol) (Natriumsalz)Avanti Polare Lipide840457CPOPG
1-palmitoyl-2-{6-[7-nitro-2-1,3-benzoxadiazol-4-yl)amino]hexanoyl}-sn-glycero-3-phosphocholinAvanti Polar Lipids810130CNBD-PC
4-(2-Hydroxyethyl)-1-piperazineethansulfonsäureVWR ScientificEM-5330HEPES
NaClSigmaS7653-1KGNaCl
Dodecyl-β-D-MaltosidAnatraceD310 5 GMDDM
Fluorimeter KüvettenSigmaC0918-100EAKüvetten
SpektrofluorometerPhoton Technology International, Inc.Fluorimeter
Natriumhydrosulfit technische Qualität, 85%Sigma157953-5GDithionit
GraphPad Prism 5 SoftwarePrism
Tris BaseVWRJTX171-3Tris
LIPEX 10 ml Extruder Nördliche Lipide, Inc.Extruder
Whatman, Ablaufscheibe, PE, 25 mmSigma28156-243Scheibenhalterung
Whatman Nuclepore Track-Etched Membranen, 0,4 &; Mikro; m, 25 mmDurchmesser SigmaWHA110607400 nm Membran
Whatman Nucleopore Track-Etched Membranes, 0,2 µ m, 25 mm DurchmesserSigmaWHA110606200 nm Membran
NatriumphosphatSigmaS3264-500G
VWR Kulturröhrchen, Einweg, Borosilikatglas, 13 x 100 mmVWR Scientific47729-572Glasröhrchen
PerchlorsäureSigma30755-500ML
Ammoniummolybdat TetrahydratSigmaA-7302Ammoniummolybdat
(+)-Natrium-L-AscorbatSigmaA7631-25GNatriumascorbat
Bio-Beads SM2 AdsorptionsmittelBio Rad1523920Polystyrolkügelchen
  2,0 ml Mikroröhrchen klarVWR Scientific10011-742Rekonstitutionsröhrchen
RekonstitutionsglasröhrchenVWR Scientific53283-800Rekonstitutionsglasröhrchen
Zetasizer Malvern Dls

Referenzen

  1. Ernst, O. P., et al. Microbial and animal rhodopsins: structures, functions, and molecular mechanisms. Chem. Rev. 114, 126-163 (2014).
  2. Menon, I., et al. Opsin is a phospholipid flippase. Curr. Biol. CB. 21, 149-153 (2011).
  3. Goren, M. A., et....

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Nachdrucke und Genehmigungen

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