비계 리포좀을 사용하여 근위 지질 단백질 - 단백질 상호 작용을 재구성<em> 체외</em
Summary
This paper describes a method for assessing the interactions and assemblies of integral membrane proteins in vitro with various partner factors in a lipid-proximal environment.
Abstract
시험관 내에서 세포막 단백질 연구가 많이 소수성 막 횡단 도메인의 존재에 의해 복잡하게된다. 또한 이러한 연구를 복잡하게, 리포좀에 세제 – 가용화 된 막 단백질의 reincorporation 단백질 토폴로지를 적용하는 것은 불가능 확률 과정이다. 본 논문은 리포좀 기반의 발판을 이용하여 이러한 도전적인 기술에 대한 대체 방법을 제공합니다. 단백질의 용해성은 경막 도메인의 결실에 의해 강화되며, 이러한 아미노산 같은 그의 태그 같은 더링 잔기로 대체된다. 이것은 테더가 리포솜의 표면에 균일 한 단백질 토폴로지를 적용 (니트릴 로트리 아세트산 그의 태그 된 단백질 (NTA (니켈 2+))에 의해 조정 니켈 2+) 앵커링 그룹과 상호 작용한다. 필수 막 단백질 미토콘드리아 분열 인자 (MFF)와 Dynamin 관련 단백질 1 (Drp1) 사이의 상호 작용이 INVE이었다 상기 예가 제시이 골격 리포솜 법을 이용 stigated. 이 작품에서 우리는 효율적으로는 GTPase 활동을 자극 리포좀의 표면에 용해 Drp1을 모집 MFF의 능력을 증명하고있다. 또한 Drp1 특정 지질의 존재 MFF 장식 지질 템플릿 관 모양 할 수 있었다. 이 예는 구조 및 기능 분석을 사용하여 골격 리포좀의 효과를 보여주고 Drp1 활성을 조절하는데 MFF의 역할을 강조한다.
Introduction
막 인접 단백질 – 단백질 상호 작용을 공부 인해 1 포함 된 통합 막 단백질의 기본 환경을 recapitulating 어려움에 도전적인 노력이다. 이 세제 용해 필요성 및 테오 단백질의 방향 불일치에 기인한다. 이러한 문제를 방지하기 위해, 우리는 통합 막 단백질의 가용성 도메인 그의 태그 융합 단백질로서 발현된다 전략을 채용 한 이러한 가용성 단편 지질에 NTA (니켈 2+) headgroups와의 상호 작용을 통해 지지체 리포솜에 고정되고 표면. 이러한 발판 사용 근위 지질 단백질 상호 작용은 지질 및 단백질 조성의 범위를 조사 할 수있다.
우리는 효과적으로 홍보를 조절하는 지질 상호 작용을 미토콘드리아 분열 복합체의 조립을 지배하는 중요한 단백질 – 단백질 상호 작용을 조사하고 검토하려면이 방법을 적용했습니다ocess 2. 미토콘드리아 분열 동안 Dynamin 관련 단백질 1 (Drp1) 3이라고하는 보존 막 리모델링 단백질은 에너지 항상성, 세포 사멸 신호, 및 기타 여러 가지를 조절 세포 신호에 응답하여 상기 외부 미토콘드리아 막 (OMM)의 표면에 채용되고 필수적인 미토콘드리아 처리합니다. 8 -이 큰, 세포질는 GTPase는 통합 OMM 단백질 (4)과의 상호 작용을 통해 미토콘드리아의 표면에 채용된다. 그러한 단백질의 역할 미토콘드리아 분열 인자 (MFF)에 의한 시험 관내 Drp1와 겉보기 약한 상호 작용을 해명 어려웠다. 그럼에도 불구하고, 유전자 연구는 명확하게 MFF 성공 미토콘드리아 분열 7,8에 필수적임을 증명하고있다. 이 논문에 기재된 방법은 Drp1 MFF-상호 작용을 촉진 동시 지질 상호 작용을 도입함으로써 기존의 단점을 극복 할 수 있었다. 전반적으로,이 소설 분석 revea미토콘드리아 분열 복합체의 어셈블리를 안내 근본적인 상호 작용을지도하고 필수적인 분자 기계의 지속적인 구조 및 기능 연구에 새로운 단계를 제공했다.
지금까지 Drp1과 MFF 사이의 상호 작용의 검사가 MFF (9)의 고유의 유연성에 의해 복잡하게되었습니다 Drp1의 이질성은 2,10을 중합체 및 어려움 정화 및 손상되지 횡단 도메인 (11)와 함께 전체 길이 MFF를 재구성. 우리는 막 횡단 도메인 (MffΔTM-그의 6) 부족 그의-태그 MFF를 재구성 NTA 니켈 (Ni 2+) 비계 리포좀을 사용하여 이러한 문제를 해결. E의 과발현 때 MffΔTM 매우 수용성이기 때문에이 전략은 유리했다. 콜라이,이 절연 단백질 용이 골격 리포좀에 재구성 하였다. 이러한 지질 템플릿에 닿는 경우, MFF는 멤브레인의 표면 상에 동일한 외측으로 향하는 방향을 가정한다.이러한 장점 등 리핀 등 미토콘드리아 지질 이외에, 멤브레인 (11) MFF 폴딩 및 결합을 안정화 하였다. 카디오 리핀은이 무질서 지역을 안정시키고 분열 기계의 조립을 용이하게 할 수 Drp1 2,12의 가변 도메인과 상호 작용한다.
이 방법은 강력한 막 – 근위 단백질 상호 작용을 평가하고자 미래 연구에 널리 적용 할 수있다. 추가의 테 더링 / 친 화성 상호 작용을 사용하여,이 막 재구성 연구 정교한 세포 내 멤브레인의 표면에서 발견 된 추가 복잡도를 모방하도록 향상 될 수있다. 동시에, 지질 조성물을보다 정확하게 이러한 고분자 복합체의 기본 환경을 모방하도록 수정 될 수있다. 요약하면, 이러한 방법은 중요한 세포 PROC시에 막 모폴로지 형성에 상대적 기여도 단백질과 지질을 검사하는 방법을 제공한다esses.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 프로토콜은 통합 막 단백질을 포함하는 단백질 – 단백질 상호 작용을 조사하는 방법을 제공한다. 모듈 리포솜 지지체를 이용하여, 연구자들은 지질 근위 환경에서 하나 이상의 단백질의 활성을 사정 할 수있다. 26 – 이전 연구 세포막 수용체 (24)의 효소를위한 동일한 방법을 증명하고있다. 우리는 지질 보조 인자를 포함하고 미토콘드리아 분열 기계의 mechanoenzymatic 핵심?…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors would like to acknowledge the funding received from the American Heart Association (SDG12SDG9130039).
Materials
| Phosphatidylcholine (DOPC) | Avanti Polar Lipids | 850375 | |
| Phosphatidylethanolamine (DOPE) | Avanti Polar Lipids | 850725 | |
| DGS-NTA(Ni2+) | Avanti Polar Lipids | 790404 | |
| Bovine Heart Cardiolipin (CL) | Avanti Polar Lipids | 840012 | |
| Chloroform | Acros Organics | 268320010 | |
| Liposome Extruder | Avanti Polar Lipids | 610023 | |
| Cu/Rh Negative Stain Grids | Ted Pella | 79712 | |
| Microfuge Tube | Beckman | 357448 | |
| GTP | Jena Biosciences | NU-1012 | |
| GMP-PCP | Sigma Aldrich | M3509 | |
| Microtiter Plate strips | Thermo Scientific | 469949 | |
| EDTA | Acros Organics | 40993-0010 | |
| Instant Blue Coomassie Dye | Expedeon | ISB1L | |
| HEPES | Fisher Scientific | BP310 | |
| BME | Sigma Aldrich | M6250 | |
| KCL | Fisher Scientific | P330 | |
| KOH | Fisher Scientific | P250 | |
| Magnesium Chloride | Acros Organics | 223211000 | |
| 4-20% SDS-PAGE Gel | Bio Rad | 456-1096 | |
| 4x Laemmli Loading Dye | Bio Rad | 161-0747 | |
| HCL | Fisher Scientific | A144S | |
| Malachite Green Carbinol | Sigma Aldrich | 229105 | |
| Ammonium Molybdate Tetrahydrate | Sigma Aldrich | A7302 | |
| Laboratory Film | Parafilm | PM-996 | |
| Uranyl Acetate | Polysciences | 21447 | |
| Tecnai T12 100 keV Microscope | FEI | ||
| Optima MAX | Beckman | ||
| TLA-55 Rotor | Beckman | ||
| Refrigerated CentriVap Concentrator | Labconico | ||
| Mastercycler Pro Thermocycler | Eppendorf | ||
| VersaMax Microplate reader | Molecular Devices |
Referencias
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