Class 1 deacetylases ההיסטון (hdacs) כמו rpda השיגו חשיבות כמטרות פוטנציאליות לטיפול בזיהומים פטרייתיים. כאן אנו מציגים פרוטוקול עבור העשרת הספציפי של ברז מתויג RpdA בשילוב עם שיטת הפעילות HDAC המאפשר בדיקות היעילות של מבחנה של האבן מעכבי deאצטקלז.
מחלקה 1 היסטון deacetylases (hdacs) כמו rpda יש חשיבות כמטרות פוטנציאליות לטיפול בזיהומים פטרייתיים ועל כריית הגנום של מטבוליטים פטרייתיים משניים. הקרנת מעכב, לעומת זאת, דורשת פעילות אנזימים מטוהרים. מאז class 1 deacetylases להפעיל את תפקידם כמו מכלולי חלבון רב, הם בדרך כלל לא פעיל כאשר מתבטא כמו פוליפפטידים יחיד בחיידקים. לכן, מתחמי אנדוגני צריך להיות מבודדים, אשר, כאשר טכניקות קונבנציונאלי כמו חילופי יונים כרומטוגרפיה הוצאת הגודל מוחלים, הוא מפרך זמן רב. טיהור האהדה טנדם פותחה ככלי להעשיר מתחמי מרובת חלבון מתאים וכך התברר להיות אידיאלי עבור בידוד של אנזימים אנדוגניים. כאן אנו מספקים פרוטוקול מפורט עבור העשרה צעד אחד של מתחמי RpdA פעיל באמצעות צעד הטיהור הראשון של C-סופני טוק-מתויגים RpdA מ אספרגיליוס nidulans. מתחמי מטוהרים ניתן להשתמש לאחר מכן ההקרנה המעכב הבאים החלת שיטת דרחייקלז. ניתן להשלים את העשרת החלבון יחד עם שיטת הפעילות האנזימטית תוך יומיים.
Histone deacetylases (HDACs) הם Zn2 +-התלויים אנזימים הידרוליטיים מסוגל להסיר קבוצות מרחלים משקעים ליזין של האבנים וחלבונים אחרים. בהתבסס על הדמיון ברצף, HDACs מקובצים למספר כיתות1. לאחרונה, מחלקה פטרייתי 1 HDAC RpdA, אורתולוג של שמרים של בייקר (סכביתנוסcerevisiae ס) Rpd3p, הוכח להיות חיוני עבור הפתוגן פטריות אופורטוניסטי אספרגייוס מדבייוס2. לכן, RpdA צבר חשיבות כיעד פוטנציאלי לטיפול בזיהומים פטרייתיים2. הערכה של פעילות דפרקלז בתחום החוץ הינה חשובה לאפיון של תכונות אנזימטיות ומאפשרת לקבוע את יעילותם של חומרים חדשניים לפיתוח מעכבי. למרות הביטוי הרקומביננטי של גרסה ממוטבת של הHDAC1 האנושי בבית הקולי של Es chia דווחה לאחרונה3, ניסיונות לבטא rpda באורך מלא במחשב מארח זה נכשל4. יתר על כן, מאז מחלקה פטרייתי 1 HDACs כגון RpdA ו HosA להפעיל את תפקידם כמו מתחמי מרובת חלבון, זה נוח להשתמש מתחמי אנדוגניים מקומיים למחקרים מעכבי אנזימטיות. עם זאת, בשל גורמים מעכבים ונוכחות של HDACs שונים בפטריות lysates, פעילות קטליטי נמדד תמציות חלבון שלם הוא נמוך יחסית לא ניתן להקצות אנזימים בודדים. יתר על כן, המחקרים הקודמים בפטריה filamentous a. nidulans זיהה מחלקה 2 Hdac, HdaA, כמו de, השולט בשברים כרומטוגרפיים של תמציות פטרייתי. כך, מספר שלבים קונבנציונליים כרומטוגרפיים לטיהור נחוצים כדי להפריד פעילות שאינה HdaA מתוך זנים פטרייתיים4. המבוא של האסטרטגיה לטיהור הזיקה הדו (ברז) בא. נידולנס5 הקלו באופן משמעותי את העשרת הפעילויות הספציפיות של הדרחקלז. תג ה-טאפ המקורי מורכב משני חלבון תחומים ופפטיד כריכה קלומודולין (CBP) מופרדים על-ידי וירוס איכול מעטפת טבק (TEV) מחשוף באתר6. זה מאפשר טיהור מקורי והימנעות של חלבונים מתויגים כולל שותפים אינטראקציה שלהם7. כאשר משתמשים בחלבונים מועשר לצורך הפעילות, הימנעות מתונה תחת תנאים מקומיים על ידי מחשוף פרוטאז היא תכונה חשובה של טיהור תג הקש. חלבון GFP מתויג, למשל, יכול להיות מועשר על ידי נוגדנים קיבוע גם, אולם, לא ניתן להתחמק תחת תנאים מקומיים.
כאן אנו מספקים פרוטוקול מפורט עבור העשרה צעד אחד של מתחמי RpdA פעיל באמצעות צעד הטיהור הראשון של C-סופני ברז מתויג RpdA מ -a. ni, הפרדה igg ו-tev מחשוף) עבור ההקרנה מעכבי החלה החלת שיטת הדיקלז. כפי שהוכח להיות מספיק, העשרה אהדה הוגבלה רק צעד טיהור אחד גם בגלל הפעילות האנזימטית הופחת באופן משמעותי לאחר לטיהור שני שלבים לאחר בהשוואה לטיהור IgG בלבד.
עם זאת, הפרוטוקול שהוצג צריך גם להיות ישים להעשרת אנזימים מתויגים אחרים המעורבים ברגולציה כרומטין כגון acetyltransferases, מתילדיסים ודמתיטיות. על ידי הוספת צעד הטיהור השני של פרוטוקול הקש, חלבונים שיתוף מטוהר עם פיתיונות מתויג יכול להיחשב שותפים מורכבים של (רומן) מתחמים אנזימטיים.
פרוטוקול זה מתאר העשרה של צעד אחד של מחלקה המתויגים מסוג HDAC מתוך הפטריה הפילנטורית א. נידולנים להערכת פעילות מחוץ גופית. תג הברז הוצג במקור בשמרים של בייקר לזיהוי של שותפים לאינטראקציה חלבונים חלבון של חלבון מתויג6. לאחר מכן, התגית הייתה ממוטבת לשימוש ב -A. nidulans5. כאן אנו מספקים פרוטוקול הישר קדימה צעד אחר צעד ליישום של השלב הראשון טיהור האהדה של אסטרטגיית הקש על העשרה צעד אחד של הכיתה 1 HDAC RpdA. שלב הטיהור השני מגדיל באופן ברור את רמת הטיהור, החשובה במיוחד לזיהוי חלבונים בעלי אינטראקציה של פיתיון. עם זאת, רק את הצעד הראשון מומלץ עבור בדיקות הפעילות העוקבות, מאז חוסר זיהום משמעותי לאחר הצעד הראשון אושר על ידי ניסוי בקרה באמצעות זן פראי. יתרה מזאת, פעילות החומקת גבוהה במידה ניכרת לאחר העשרה בשלב אחד בהשוואה לזה של הברז המלא. בנוסף ל-RpdA2, פרוטוקול זה השמש גם בהצלחה לטיהור מתחמי nidulans של המחלקה השנייה 1 hdac21.
בשל התצפיות שלנו כי מעמד פטרייתי 1 HDACs לבנות מתחמי יציב4, הצלחנו לשנות את הפרוטוקול על ידי bayram et al. 201212 המייצג את הבסיס של שיטה זו. עם זאת, יש לציין כמה צעדים קריטיים. הכנת תמציות חלבונים מרוכזים ביותר כדי להבטיח מצבים כמעט פיזיולוגיים הוא קריטי ליציבות מורכבת. לכן, חשוב לזכור את ההמלצות נתון לגבי יחס ביומסה/מאגר החילוץ. במובן זה, הוא גם קריטי להשתמש היטב בקרקע אבקות mycelial להבטיח החילוץ הנכון. כאן, השימוש במכונת שחיקה הוא יתרון ברור. כפי שהוזכר בסעיף הפרוטוקול, כדאי לנסות את הצעד TEV-המחשוף עבור 1-2 h בטמפרטורת החדר כדי להאיץ את הטיהור. זה נבדק עבור RpdA מבלי לצפות בהשפעות מזיקות על יציבות (התבוננות שלא פורסמה, באואר I, 2018). בנוסף, החלפת NP40 (בשימוש בפרוטוקול המקורי) עם TX-100 לא יכול להיות מתאים למערכות חלבונים אחרים. בעת שימוש בשיטה זו לטיהור של חלבונים אחרים המתויגים, יש להתייחס גם לפרוטוקול Bayram, המכיל מספר רמזים יקרי ערך שעשויים להועיל לטיהור מספיק של מכלולי חלבון אחרים12.
מלבד לכאן תיאר ברז שיטה, תגי אהדה אחרים וטכניקות משמשות בדרך כלל עבור העשרה צעד אחד של חלבון של פטריות filamentous, כולל שלו-ו-GFP-tags. עם זאת, כמו מחלקה 1 HDACs בדרך כלל פונקציונליים כמו גבוהה מולקולרית מערכות משקל, התנאים מקומיים הם תנאי מוקדם להעשרת של HDACs פעיל מזרז. יתרה מזאת, מתבצעות הרבה מאוד אהדה כלפי תנאים שלילי. למשל, העשרה של HDACs באמצעות GFP-השמנה, אשר מבוססת על האינטראקציה אנטיגן-נוגדן, אינו מתאים בשל התנאים להתחמק חומצי הפרעה באינטראקציה חלבונים חלבון של מכלולי HDACS מאוגד שרפים. יתר על כן, מנסה לטהר את שלו-מתויג RpdA על ידי מתכת כרומטוגרפיה הזיקה כרומטותרפיה22, הביא לאובדן משמעותי של פעילות קטליטי במהלך תהליך הטיהור למרות במקום התנאים נמוכה pH שימש הימנעות ( נתונים שלא פורסמו, באואר, I, 2010).
מגבלה אחת של פרוטוקול התיקוד האנזימטי המתואר היא השימוש במצע רדיואקטיבי. עם זאת, בחני על בסיס פלורסנט פותחו גם23,24 והם מסחרית זמין. מספר זה מבוצעים בצלחות ובכך מתאימים גם להקרנה בתפוקה גבוהה של מעכבי HDAC. במקרה כזה, יהיה צורך ברמה גבוהה של ההליך המוצג.
יישומים פוטנציאליים עתידיים של פרוטוקול זה כוללים העשרת מתחמי משנה ספציפיים של מחלקה 1 HDACs כדי להעריך את התפקידים הפיזיולוגיים הספציפיים שלהם ו/או הבדלים הרגישות שלהם מעכבי HDACS. כאשר מקימים את השיטה המתוארת לאנזימים אחרים, מומלץ מאוד לבצע ניסוי בקרה שלילי עם זן לא מתויג. זה מבטיח ספציפיות של פעילויות האנזים נמדד ויגלה זיהום על ידי אנזימים בלתי מוגבל במיוחד.
ניתן לבצע שיטת טיהור ופעילות המתוארת כאן בתוך יומיים, והאנזימים המועשר יציבים למשך מספר חודשים לפחות, כאשר הם מאוחסנים ב-80 ° c. לסיכום, פרוטוקול זה מספק דרך פשוטה יחסית וחסכונית כדי להשיג class 1 מתחמי HDAC למדידת פעילות וקביעת יעילות מעכב.
The authors have nothing to disclose.
היינו רוצים להודות לפטרה מרסאק, החטיבה לביולוגיה מולקולרית (Biocenter, האוניברסיטה הרפואית של אינסברוק), על עזרתה ותמיכתה בנושא כתב היד הזה. בנוסף, אנו רוצים להודות לסוקרים על הערותיהם היקרות.
עבודה זו ממומנת על ידי קרן המדע האוסטרי (P24803 ל-SG ו-P21087 ל-GB) ועל ידי מימון הפנים (MUI התחלה, ST201405031 ל-ליברות).
10 x SDS-PAGE running buffer | Novex | ||
2-mercaptoethanol (EtSH) | Roth | 4227 | |
25 cm2 cell culture flasks with vent cap | Sarstedt | 833910002 | For spore production |
47 mm vacuum filtration unit | Roth | EYA7.1 | |
AccuFLEX LSC-8000 | HITACHI | – | Scintillation counter |
Acetic acid | Roth | 7332 | |
Anti-Calmodulin Binding Protein Epitope Tag Antibody | Millipore | 07-482 | Used at 1:1333 dilution |
Anti-Rabbit IgG (whole molecule)–Alkaline Phosphatase (AP) antibody | Sigma-Aldrich | A3687 | |
Ball mill | Retsch | 207450001 | Mixer Mill MM 400 |
BCIP/NBT | Promega | S3771 | Color development substrate for AP |
Cell strainer | Greiner | 542040 | |
Cheese cloth for harvesting mycelia | BioRen | H0028 | Topfentuch |
Dimethylsulfoxid (DMSO) | Roth | 4720 | |
EDTA | Prolabo | 20309.296 | |
Ethyl acetate | Scharlau | Ac0155 | |
Freeze Dryer | LABCONCO | 7400030 | FreeZone Triad |
Glycerol | Roth | 3783 | |
HCl | Roth | 4625 | |
IgG resin | GE Healthcare | 17-0969-01 | IgG Sepharose 6 Fast Flow |
Inoculation loops | VWR | 612-2498 | |
KOH | Merck | 5033 | |
Laminar flow cabinet | Thermo Scientific | – | Hera Safe KS |
Mixed Cellulose Esters Membrane Filters | Millipore | GSWP04700 | |
NaCl | Roth | 3957 | |
NaOH | Roth | 6771 | |
Neubauer counting chamber improved | Roth | T728 | |
Novex gel system | Thermo Scientific | For SDS-PAGE | |
Novex Tris-glycine SDS running buffer (10X) | Thermo Scientific | LC2675 | Running buffer for SDS-PAGE |
peqGold protein-marker II | VWR | 27-2010P | Protein ladder used for silver stain |
Peristaltic Pump P-1 | GE Healthcare | 18111091 | |
Pipette controller | Brand | 26302 | accu-jet pro |
Poly-Prep chromatography columns | Bio-Rad | 731-1550 | |
ProSieve QuadColor protein marker | Biozym | 193837 | Prestained protein ladder used for western blot |
Protease inhibitor cocktail tablets | Sigma-Aldrich | 11873580001 | cOmplete, EDTA-free |
Rotary mixer | ELMI | – | Intelli-Mixer RM-2 S |
Rotiszint eco plus | Roth | 0016 | |
RPMI-1640 | Sigma-Aldrich | R6504 | |
Scintillation vials | Greiner | 619080 | |
Sorvall Lynx 4000 | Thermo Scientific | ||
Thermomixer comfort | Eppendorf | ||
TIB32.1 | A. nidulans rpdA::TAP strain. Genotype: alcA(p)::rpdA; veA1; argB2; yA2; pIB32::argB; ArgB+; PyrG+ |
||
Trans-Blot Turbo RTA Midi Nitrocellulose Transfer Kit | Bio-Rad | 1704271 | |
Trans-Blot Turbo Transfer System | Bio-Rad | 1704150 | |
Trichostatin A (TSA) | Sigma-Aldrich | T8552 | 5 mM stock in DMSO |
Tris (free base) | Serva | 37190 | |
Tris-HCl | Roth | 9090 | |
Polysorbate 20 | Roth | 9127 | Tween 20 |
Polysorbate 80 | Sigma-Aldrich | P1754 | Tween 80 |
TX-100 | Acros Organics | 215682500 | Triton X-100, Octoxynol-9 detergent |