Multimer-PAGE: Un metodo per acquisire e risolvere i complessi proteici nei campioni biologici

Funzione cellulare normale dipende da interazioni proteina-proteina ^{1, 2.} Come risultato, malattie umane sono spesso caratterizzate da perturbazioni nel montaggio e il comportamento di vari complessi proteici ^3. La capacità di caratterizzare tali interazioni è quindi cruciale. attuali mezzi di rilevamento di queste interazioni richiedono purificazione di proteine ​​target, spesso seguite da discesa dei loro partner interagenti. Purificazione convenzionale viene realizzata mediante centrifugazione differenziale, precipitazione e / o cromatografia ^4. Questi metodi richiedono tempo, devono essere modificati per ogni proteina bersaglio, e spesso sfociano in basse rese. I moderni metodi di purificazione comporta la fusione di tag peptidici di proteine bersaglio, seguita da immunoprecipitazione o estrazione su colonne carichi di perline legati ad una molecola di cattura ^5,"> 6. Mentre questo è estensibile per molte proteine, richiede sequenza modificazione del bersaglio, causando un potenziale costrutti che differiscono affinità per loro soliti partner di legame. La delicatezza di alcune interazioni proteina-proteina significa che questo metodo non può essere applicabile per molti scenari. Inoltre, i saggi di pull-down utilizzati per mappare le interazioni proteina-proteina possono non catturare un quadro preciso cellulari, a causa di gradi di libertà e limitato i livelli di non-native della proteina esca.

Idealmente, complessi proteici possono essere rilevati nei loro stati native, senza la necessità di depurazione o di pull-down. Blu nativo elettroforesi su gel di poliacrilammide (BN-PAGE) è stato sviluppato come meno denaturante alternativa sodio dodecil solfato elettroforesi su gel di poliacrilammide (SDS-PAGE), e consente la separazione di alcune proteine e complessi da campioni biologici ^7. Tuttavia, le proteine ​​in BN-PAGE separate basate su una larnumero ge di variabili, tra cui le dimensioni, carica, struttura tridimensionale, e associazione con altre molecole. Le interazioni di questi fattori causano spesso co-separazione delle proteine, formazione di aggregati, e scarsa risoluzione banda proteica. Elettroforesi bidimensionale nativo-poliacrilammide risolve alcuni, ma non tutti, questi problemi ^8.

Per aggirare le complicazioni associate con separazione nativo, alcuni autori utilizzano reagenti ammina reattiva reticolanti, come ditiobis (propionato succinimmidil) (DSP), per catturare complessi proteici in lisati di tessuto ^4. Questi lisati trattati possono essere denaturate e separate mediante SDS-PAGE, preservando la dimensione originale e il trucco complessi proteici. Tuttavia, poiché i reagenti reticolazione reagiscono in base alla vicinanza di una molecola a un'altra, e le proteine ​​nei lisati tissutali avere molti gradi di libertà e può stocasticamente interagire fondo non specifica croceIl legame può essere elevato, soprattutto nei campioni concentrati. Ciò può portare a risultati difficili da interpretare.

Qui dimostriamo l'utilizzo di un metodo ibrido BN-PAGE / SDS-PAGE, denominato elettroforesi multimer-poliacrilammide (multimer-PAGE), per separare e rilevare gruppi di proteine ​​in miscele complesse. Inizialmente, il lisato cellulare viene sospeso in gel di poliacrilamide tramite BN-PAGE. Il gel contenente lisato viene quindi reagito con il reagente di reticolazione DSP. Pseudo-immobilizzato e leggermente separato sul gel, le proteine ​​sono molto meno probabilità di reagire in modo non specifico, il che significa che la reattività di cross-linker di sfondo è ridotta. Dopo la reticolazione, le bande di gel vengono escise e separate mediante SDS-PAGE. Il gel risultante può quindi essere analizzato con qualsiasi mezzo tipicamente associato all'elettroforesi del gel di poliacrilammide. Questo metodo consente la separazione e la rilevazione di complessi proteici nativi in ​​lisato tissutale non modificato, senza la necessità di ulteriori purificazione o tiraturan.