Здесь мы представляем протокол производить дом летать carboxylesterase белков в пробирке с системой выражение насекомых клеток бакуловирусы опосредованной и позднее функционально характеризуют их роли в метаболизм перметрин, таким образом, присвоение пиретроиды сопротивление путем проведения на основе клеток МТТ пробирного и в пробирке метаболических исследований.
Считается, что Carboxylesterase опосредованной метаболизм играть важную роль в инсектицидам в различных насекомых. Несколько carboxylesterase гены были найдены вверх регулируются летать штамм устойчив дом, тогда как их роль в присвоении инсектицидам предстоит изучить. Здесь мы разработали протокол для функциональных характеристик carboxylesterases. Представлены три примера эксперименты: (1) выражение и изоляции carboxylesterase белков через бакуловирусы опосредованной насекомое Spodoptera frugiperda (Sf9) клеток выражение системы; (2 на основе клеток МТТ (3-[4, 5-dimethykthiazol-2-ил] -2, 5-diphenyltetrazolium бромид) анализа цитотоксичности измерить толерантности насекомых клеток для лечения различных перметрин; и (3) в vitro метаболических исследования для изучения возможности метаболических carboxylesterases сторону перметрин. Джин carboxylesterase, что MdαE7 был клонирован с устойчивостью дома летать штамм ALHF и используется для конструирования рекомбинантных бакуловирусы Sf9 клетки инфекции. Жизнеспособность клеток против различных перметрин лечения были измерены с МТТ assay. Расширение ячейки терпимости экспериментальной группы (MdαE7-рекомбинантных бакуловирусы инфицированных клеток) по сравнению с теми из групп управления перметрин (CAT-рекомбинантных бакуловирусы инфицированных клеток и GFP-рекомбинантных бакуловирусы инфицированных клеток) лечение предложил возможности MdαE7 в метаболизм инсектицидов, тем самым защищая клетки от химических повреждений. Кроме того carboxylesterase белки были выражена в насекомое Sf9 клеток и изолированные провести исследование метаболизма в пробирке . Наши результаты показали значительный в vitro метаболические эффективность MdαE7 сторону перметрин, прямо указывающее участия carboxylesterases в метаболизм инсектицидов и таким образом наделение инсектицидам в доме мух.
Резистентность к инсектицидам в настоящее время является серьезной проблемой дом летать контроль во всем мире1,2. Попытки определить механизм инсектицидам способствует лучшему пониманию этого вопроса и таким образом обеспечивают Роман стратегии эффективно предотвратить или свести к минимуму Распространение сопротивления развития3. Carboxylesterases, как один из основных детоксикации ферментов, привлекли много внимания из-за их роли в поглощения и метаболизма инсектицидов в различных насекомых4,5,6. Наши предыдущие исследования выявил несколько carboxylesterases в доме мух и их уровни выражения были не только конститутивно вверх регулируются резистентными штаммами ALHF, но также может быть индуцированных для более высоких уровнях в ответ на перметрин лечения7 . Однако функциональные характеристики этих carboxylesterase генов в метаболизм инсектицидов по-прежнему быть изучены.
После представления первого доклада в начале 1980-х8бакуловирусы опосредованной иностранных ген выражение системы широко используются из-за его эффективности производства высоким содержанием белка и эукариотических белка, обработки возможностей9. Эта двойная система состоит из двух основных элементов: сконструированный рекомбинантных бакуловирусы доставки чужеродных генов в клетки хозяина и крупномасштабных выражение заинтересованных белков в клетках, инфицированных рекомбинантного бакуловирусы. За последние десятилетия бакуловирусы опосредованной клеток выражение системы широко используется производить тысячи рекомбинантных белков, начиная от цитозольной ферментов с белками мембраны прыгните насекомых и млекопитающих клеток10. Наши предыдущие исследования успешно выразил несколько CYP450 ферментов насекомых Sf9 клетки с этой системы11. В этом исследовании, мы построен carboxylesterase рекомбинантных бакуловирусы заразить клетки насекомого Sf9, изучаются терпимости клеток для лечения различных перметрин и крупномасштабных выраженной carboxylesterase белков в пробирке для функциональных разведки. Вместо того, чтобы расследование нескольких carboxylesterase изоферменты смеси от насекомых гомогенатах, принятый ранее исследования12,13, эта система выражение бакуловирусы опосредованной насекомых клеток позволяет конкретное выражение и изоляция целевых белков для лучшего изучения их биохимических и структурных свойств.
Пробу на основе соли tetrazolium (МТТ) является высок объём колориметрическим методом разработаны и оптимизированы для измерения жизнеспособности клеток. Этот assay основан на механизме, который только живые клетки способны метаболизировать реагент МТТ желтый цвет к темный фиолетовый Цветные Формазаны осадок, который может быть проанализирован нелабильном после того, как растворяется в органических растворителях14, 15. Несколько более точным, но много времени методы, такие как Трипановый синий изоляции и тимидина титрования пробирного16,17, были разработаны в последние годы. Однако на основе клеток МТТ пробирного до сих пор в настоящее время признается как метод наиболее быстрым и легко управлять быстро обнаружить жизнеспособность клеток. Здесь мы используем МТТ assay для изучения клеток терпимость против инсектицидами лечения. Повышение толерантности клеток когда инфицированных рекомбинантного бакуловирусы carboxylesterase решительно поддерживает метаболические функции carboxylesterases чтобы инсектициды, которые в свою очередь предполагает их участие в инсектицидам.
Кроме того в пробирке метаболических assay также было проведено в этом исследовании. По сравнению с общим carboxylesterase анализов, которые используют общие субстратов, например α-napthyl ацетат (α-NA) и β-naphthyl ацетат (β-NA) для отражения гидролитическая деятельности carboxylesterases, исследование метаболизма в vitro рассматривается как точный способ для прямого измерения деятельности carboxylesterases к инсектицидам18. Этот метод успешно работает в различных насекомых характеризовать множественные цитохрома P450s совместно с инсектицидами сопротивление11,19,20. Однако этот метод еще не применяется в carboxylesterase исследованиях. При наличии carboxylesterase белков, производимые бакуловирусы опосредованной выражение системы мы можем выполнить в vitro метаболических исследование carboxylesterases сторону перметрин, который далее может предоставить убедительные доказательства участия из carboxylesterases в присвоении пиретроид сопротивления в доме мух.
В последние десятилетия гетерологичных выражение системы широко использовались выразить и изолировать большое количество белков, таким образом позволяя биохимических и функциональных определение и характеристика ферментов в пробирке. На сегодняшний день, были адаптированы дл?…
Q5 High-Fidelity DNA Polymerase | New England Biolabs inc. | M0491L | |
QIAquick Gel Extraction Kit | QIAGEN | 28704 | |
pENTR/D-TOPO Cloning Kit, with One Shot TOP10 Chemically Competent E. coli | Invitrogen by life technology | K240020 | S.O.C medium and universal M13 sequence primers were included in this kit. |
PureLink HiPure Plasmid Miniprep Kit | Invitrogen by life technology | K210002 | |
Gateway LR Clonase II Enzyme mix for BaculoDirectTM Kits | Invitrogen by life technology | 11791-023 | |
BaculoDirect C-Term Linear DNA Transfection Kit | Invitrogen by life technology | 12562-019 | Cellfectin transfection reagent and ganciclovir were included in this kit |
pENTR-CAT plasmid | Invitrogen by life technology | Included in BaculoDirect C-Term Linear DNA Transfection Kit, concentration: 0.5 ug/uL | |
Heat inactivated Fetal Bovine Serum, Certified | Gibco by Life Technologies | 10082-139 | |
Sf9 cells in Sf-900 III SFM | Gibco by Life Technologies | 12659017 | |
Insect Cell-PE LB Insect Cell Protein Extraction & Lysis Buffer | G Biosciences by A Geno Technology Inc | 786-411 | |
Sf-900 III SFM (1×) Serum Free Medium Complete | Gibco by Life Technologies | 12658-019 | |
Grace's Insect Medium, unsupplemented | Gibco by Life Technologies | 11595030 | |
Permethrin (isomers) analytical standard | SUPELCO by Solutions WithinTM | 442748 | |
Methanol (analytical graded) | Sigma-Aldrich | 67-56-1 | |
Acetonitrile (analytical graded) | Sigma-Aldrich | 75-05-8 | |
GHP Acrodisc 25 mm Syringe Filters with 0.45 μm GHP Membrane (HPLC Certified) | Pall Life Sciences | 21890388 | |
Alliance Waters 2695 HPLC System | Waters | ||
T100 Thermal Cycle | Bio-Rad Laboratories Inc. | 1861096 | |
Nanodrop 2000/2000c Spectrophotometers | ThermoFisher Scientific | ND2000CLAPTOP | |
Cytation 5 Cell Imaging Multi-Mode Reader | BioTek |