荧光互补成像检测在烟草烟叶中瞬时测定蛋白质-蛋白质相互作用动力学
Summary
这篇手稿描述了一个简单和快速的实验程序, 以确定蛋白质-蛋白质相互作用的基础上荧光活动的测量。
Abstract
蛋白质-蛋白质相互作用是在大多数细胞过程中中继信号传导的基本机制;因此, 鉴定新的蛋白质-蛋白质相互作用对和监测蛋白质相互作用动力学是特别感兴趣的揭示植物如何响应环境因素和/或发展信号。已经开发出过多的方法来检测蛋白质-蛋白质相互作用, 无论是体外还是体内。其中, 最近建立的荧光互补成像技术是最简单和最快的方法来演示体内蛋白-蛋白质相互作用。在这种检测中, 蛋白质 a 或蛋白 B 与氨基末端或羧基末端荧光的一半分别融合。当蛋白质 a 与蛋白质 B 相互作用时, 荧光的两个半部分将被重组, 形成功能性和活性的荧光酶。荧光活动可以用计或 CCD 摄像机记录。与其他方法相比, 基因组检测显示蛋白质-蛋白质相互作用的定性和定量。农杆菌在烟草烟叶片中的浸润是一种广泛应用的瞬态蛋白表达系统。通过 COP1 和瞬态表达式的结合, 表明茉莉处理后, SPA1 的物理相互作用逐渐降低。
Introduction
为了协调生长与环境, 植物已经进化了优雅的信号通路, 感知, 传感器, 并响应信号提示。就像接力赛中的赛跑者一样, 蛋白质是植物信号传导的必要参与者。人们普遍认识到蛋白质-蛋白质相互作用 (PPI) 在细胞通讯中起着重要作用。蛋白质的磷酸化、再乙酰化和降解都依赖于靶蛋白与其修饰酶之间的物理相互作用。例如, 茉莉以域蛋白 (JAZ) 家族蛋白与转录因子 MYC2 相互作用并抑制其转录活性1,2。鉴于 PPI 的重要性, 植物中的 large-scale 蛋白 interactomes 最近已被探索3,4,5。这些 interactome 的结果进一步揭示了复杂的调控网络, 协调不同的细胞功能。
有一些既定的方法来监测 PPI。酵母两种杂交 (Y2H) 法是 PPI 检测中应用最广泛的方法。Y2H 很容易执行, 适合快速检测蛋白质相互作用。Y2H 也广泛用于筛选未知的交互合作伙伴的特定 protein-of-interest。然而, 由于 Y2H 完全是在酵母中进行的, 它不能反映植物细胞的真实情况, 并带来高假阳性率。另一个类似的策略是下拉法。一般来说, 两个蛋白质的表达和纯化从大肠杆菌细胞, 然后混合和固定的检测蛋白相互作用。虽然此方法不费时, 但它也无法获取在体内交互结果。对于体内交互目的, co-immunoprecipitation (co) 是最常用的检测方法, 它要求高质量的抗体 immunoprecipitate protein-of-interest, 不能排除间接质子的可能性。此外, 由于联合 IP 中的复杂实验程序, 结果通常与个人专长不同。
基于记者的重组分析大大推进了对体内PPI 的检测。这些方法包括荧光共振能量传递 (烦恼)6, 双荧光互补 (BiFC)7, 和萤火虫荧光互补成像 (的) 试验8。虽然这三种方法比 co 更好地反映直接的在体内PPI, 烦恼, 和 BiFC 需要特定的显微镜来检测荧光信号, 不能轻易量化的互动强度。相比之下, 该公司利用萤火虫荧光, 这将发光后与它的基底素反应。更重要的是, PPI 强度可以从荧光活动的价值来确定。因此, 它不仅表明两种蛋白质是否相互作用, 而且还提供了治疗时相互作用动力学的信息。虽然有一些建立的方法来监测交互动力学 (基于表面等离子体共振或热稳定转移)9,10, 这些方法需要微妙的仪器或特定的标签。相比之下, 它更易于执行和检测。
该方法的原理是将氨基末端和羧基末端的荧光 (分别命名为 n-卢克或 C-卢克) 与蛋白 A 和 B 融合, 并在植物细胞中同时表达这两种融合蛋白。如果蛋白质 a 与蛋白质 B 相互作用, 那么荧光的两个半部分将被重组为活性荧光酶。荧光活动可以通过计或 CCD 摄像头检测到。没有必要获得稳定的转化。瞬态表达式足以获得高质量的交互结果。
环型 E3 泛素连接本构 photomorphogenic 1 (COP1) 与无数转录因子相互作用, 通过26S 蛋白酶体11促进它们的降解。其中一些 COP1-targeted 转录因子是光的阳性调节剂。在黑暗中, COP1 与光敏 A-105 1 (SPA1) 的抑制器交互, 这增强了 COP1 E3 活动8。在对光的知觉之后, 光将废除 COP1-SPA1 相互作用抑制 COP1 活动, 然后稳定 COP1 基板12,13,14。这个例子说明了研究 ppi 和确定 ppi 动力学的生物学意义。
Protocol
Representative Results
Discussion
这里描述的协议是简单和可再生的研究在体内蛋白质-蛋白质相互作用, 特别适合检测蛋白质相互作用动力学在外在治疗之下。本试验的关键步骤是烟浸润。为了确保渗透成功, 植物必须非常健康。另一个关键因素是何时检查渗透后的荧光活动。这个问题没有正确的答案。研究人员被鼓励监测荧光活动在不同的日子后, 渗透判断时, 荧光是表达的最高水平, 因为我们观察到的蛋白质表达?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
这项工作得到了江苏省自然科学基金 (BK20140919)、中国国家自然科学基金 (31470375)、江苏高等教育机构重点学术项目开发和青兰项目的支持。
Materials
| Transformation solution | |||
| 10 mM Morpholineethanesulfonic acid | VETEC | V900336 | |
| 27.8 mM Glucose | VETEC | V900392 | |
| 10 mM MgCl2×6H2O | VETEC | V900020 | |
| 150 μM Acetosyringone | ALDRICH | D134406 | |
| pH 5.7 | |||
| Luciferin working buffer | |||
| 5 mM Luciferin potassium salt | GOLD BIOTECHNOLOGY | LUCK-100 | |
| 0.025% Triton X-100 | VETEC | V900502 | |
| H2O to 10 ml |
References
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