Summary

多聚-PAGE:生物样品中的用于拍摄方法和解决蛋白复合体

Published: May 05, 2017
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Summary

一种用于稳定和使用胺反应性蛋白交联剂偶联到一种新颖的二维聚丙烯酰胺凝胶电泳分离未修饰的组织裂解物天然蛋白质复合物的方法(PAGE)系统被呈现。

Abstract

有许多用于净化和研究单个蛋白质和肽发达的方法。然而,大多数的细胞功能是由相互作用的蛋白复合物的网络,这往往是难以调查,因为它们的结合是非共价的,并通过纯化技术容易扰动进行。这项工作描述了稳定剂和使用二维聚丙烯酰胺凝胶电泳从未经修饰的组织分离天然蛋白质复合物的方法。组织裂解液加载到非变性蓝色天然聚丙烯酰胺凝胶,然后施加电电流,直到蛋白质迁移的短距离到凝胶。然后将含有已迁移蛋白质凝胶条带切出,并与该胺反应性交联剂二硫代双(丙酸琥珀酰亚胺酯),其共价稳定的蛋白复合物一起温育。然后将含有交联复合物的凝胶条带浇注成十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶,和叔他配合是完全分开的。该方法依赖于技术和最熟悉的分子生物学家的材料,这意味着它是价格低廉,简单易学。虽然在其充分分离非常大的复合能力是有限的,并没有受到普遍成功,该方法能够捕捉各种充分研究的复合物,并有可能适用于许多感兴趣的系统。

Introduction

正常细胞功能是依赖于蛋白质-蛋白质相互作用1,2。其结果是,人类疾病通常是由在不同的蛋白质复合物3的组件和行为的扰动标记。表征这种相互作用的能力因此,至关重要。检测这些相互作用电流的装置需要的靶蛋白,通常随后通过相互作用配偶的下拉的纯化。常规纯化通过差速离心,沉淀和/或色谱法4来实现的。这些方法是耗时的,必须改变用于每个靶蛋白,并经常导致低的产率。现代纯化方法涉及肽标签融合到靶蛋白,随后通过免疫沉淀或萃取上装载有结合于捕获分子5珠粒柱“> 6,虽然这是可扩展到许多蛋白质,这需要目标的序列修饰,潜在地导致在亲和力差异,它们通常的结合配偶体的构建体。一些蛋白质-蛋白质相互作用的微妙特性意味着这种方法可能不适用许多方案。另外,用于映射蛋白质 – 蛋白质相互作用的下拉测定法可以不捕获准确蜂窝图片,由于受限制的自由度和诱饵蛋白的非天然的水平。

理想情况下,蛋白复合物能够在他们的原生状态进行检测,而不需要净化或下拉。蓝色非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳(BN-PAGE)被开发作为变性少替代十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE),并允许某些蛋白质和复合物从生物样品7的分离。然而,在BN-PAGE蛋白质分离的基础上LARGE数的变量,包括大小,电荷,三维结构,和关联与其他分子。这些因素的相互作用通常导致蛋白质的共分离,聚集体形成,差的蛋白质条带的分辨率。二维原生聚丙烯酰胺凝胶电泳解决了一些,但不是全部,这些问题8。

为了避开与天然分离相关的并发症,一些作者使用胺反应性的交联试剂,如二硫代双(琥珀酰亚胺丙酸酯)(DSP),以捕获蛋白复合物在组织裂解物4。然后将这些处理过的溶胞产物可变性,并通过SDS-PAGE分离,同时保持蛋白质复合物的天然大小和化妆。然而,由于交联试剂反应基于一个分子到另一个的接近度,以及在组织裂解液的蛋白质具有许多自由度,并且可以随机相互作用,非特异性背景交叉-linking可以是高的,尤其是浓缩的样品英寸这可能会导致难以解释结果。

在这里,我们证明了使用混合BN-PAGE / SDS-PAGE的方法,被称为多聚聚丙烯酰胺凝胶电泳(多聚-PAGE),以分离和复杂混合物中检测蛋白组件。最初,细胞裂解物通过BN-PAGE悬浮于聚丙烯酰胺凝胶。含溶胞产物 – 凝胶,然后用交联试剂DSP反应。伪固定,并略微在凝胶上分离,蛋白可能非特异性反应少得多,这意味着背景交联剂反应性降低。交联后,将凝胶条带切下并通过SDS-PAGE分离。将所得的凝胶然后可以通过典型地与聚丙烯酰胺凝胶电泳相关的任何手段进行分析。这种方法允许在未修饰的组织裂解物天然蛋白质复合物的分离和检测,而无需额外的纯化或上拉陶氏ñ。

Protocol

1.组织制备制备4×BN-PAGE样品缓冲液(200mM双(2-羟乙基)氨基 – 三(羟甲基)甲烷(的Bis-Tris),200mM的氯化钠,40%w / v的甘油,0.004%丽春红S,pH为7.2的10毫升)。 注意:此储备溶液可以预先制成,并储存在4℃。 稀释4倍的样品缓冲液的250μL750μL卫生署2含有1x商业蛋白酶抑制剂混合物O操作。涡和冰中冷却。 均质化20毫克目标组织的在用干净的Dounce匀浆的30个行程1…

Representative Results

在这个演示实验,多聚-PAGE是在整个大鼠脑裂解液进行。将所得的分离的蛋白质印迹到聚偏二氟乙烯(PVDF)膜上,然后用针对已知能形成复合物的蛋白质的抗体进行探测。 图1示出了通过两种方式的协议的验证。首先,我们表明,交联的蛋白是可裂解通过加入还原剂的,这意味着所观察到的较高分子量的物质通过交联试剂形成,并且不是由于协议( 图1A?…

Discussion

蛋白质 – 蛋白质相互作用是每个任务万物开展重要。正因为如此,他们是严格审查和研究的课题。多聚-PAGE是用于捕获,分离,和分析广泛的蛋白复合物的新方法。之前我们已经证实其适用于研究疾病相关蛋白α突触核蛋白11 oligimerization。然而,它是可扩展到许多蛋白复合物,如在图2证实。当与学习蛋白复合物的其他方法,多聚-PAGE是因为它的简单和简洁的是有利的?…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

由NIH / NIDA DA034783支持。我们感谢布赖恩·A·基兰热与多聚-PAGE技术援助。

Materials

Chemicals
ε-Aminocaproic acid Sigma A2504
Acrylamide Acros Organics 164855000 Toxic.
Acrylamide/bisacrilamide 37.5:1 (40%T stock solution) BioRad 161-0148 Toxic.
Ammonium persulfate Sigma A3678
Anti rabbit IgG-HRP from goat Santa Cruz Biotechnology sc-2004
Bicinchoninic acid assay kit Thermofisher 23225
Bis-tris Sigma B9754
Bovine serum albumin Sigma A9647
Butanol Fisher Scientific A399-1
Chemiluminescence substrate kit ThermoFisher 24078
Coomassie blue G-250 Sigma-Aldrich B0770
Digitonin Sigma D141 Toxic.
Dimethyl sulfoxide Fisher Scientific D128-1
Dithiobis(succinimidylpropionate) Thermo Scientific 22585
Dry nonfat milk LabScientific M0841
Glycerol Sigma G9012
Glycine Fisher Scientific BP381-5
Halt Protease Inhibitor Cocktail Thermofisher 78430
Hydrochloric acid Fisher Scientific A144SI-212 For titration. Caustic.
Methanol Fisher Scientific A412-4 For PVDF membrane activation. Toxic.
Monoclonal anti α-synuclein IgG from rabbit Santa Cruz Biotechnology sc-7011-R
N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine Sigma T9281
N,N'-methylenebisacrylamide Acros Organics 16479 Toxic.
NP40 Boston Bioproducts P-872
Polysorbate 20 (tween-20) Fisher Scientific BP337-500
Polyvinylidene fluoride transfer membranes Thermo Scientific 88518
Ponceau S Sigma P3504
Potassium chloride Fisher Scientific P217-3
Potassium phosphate monobasic Sigma P9791
Protease inhibitor cocktail Thermo Scientific 88265
SDS solution (10% w/v) BioRad 161-0416
Sodium chloride Fisher Scientific BP358-212
Sodium dodecyl sulfate Sigma L37771
Sodium phosphate monobasic Fisher Scientific BP329-1
Tricine Sigma T0377
Tris base Fisher Scientific BP152-500
Tris-HCl (0.5 M buffer, pH 6.8) BioRad 161-0799
Tris-HCl (1.5 M buffer, pH 8.8) BioRad 161-0798
Name Company Catalog Number Comments
Instruments
GE Imagequant LAS 4000 GE Healthcare 28-9558-10
ImageJ software NIH
Synergy H1 microplate reader BioTek
Gel Former + Stand Biorad
Microfuge 22R centrifuge Beckman Coulter
2 mL dounce homogenizer
Vortex mixer Fisher Scientific
Ultrasonic tissue homogenizer Fisher Scientific FB120220

References

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Citer Cet Article
Rhinesmith, T., Killinger, B. A., Sharma, A., Moszczynska, A. Multimer-PAGE: A Method for Capturing and Resolving Protein Complexes in Biological Samples. J. Vis. Exp. (123), e55341, doi:10.3791/55341 (2017).

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