We beschrijven а protocol voor isolatie van pure, sterk gekoppeld rat hart mitochondriën voor functionele of structurele studies van cellulaire bio-energetica, biofysische metingen, proteomics of mitochondriale DNA en lipiden-analyse.
De functie van mitochondriën in generatie van cellulaire ATP in het proces van oxidatieve fosforylering wordt algemeen erkend. In de afgelopen decennia zijn er aanzienlijke vooruitgang in ons begrip van de functies van de mitochondria andere dan de opwekking van energie. Deze omvatten hun rol in apoptose, als signalering organellen, zoogdieren ontwikkeling en veroudering en hun bijdrage aan de coördinatie tussen de celstofwisseling en celproliferatie. Ons begrip van biologische processen gemoduleerd door mitochondriën is gebaseerd op de robuuste methoden voor isolatie en behandeling van intacte mitochondriën van weefsels van de proefdieren. Mitochondriën van de rat hart is een van de meest voorkomende voorbereidingen voor het verleden en de huidige studies van cellulaire metabolisme inbegrip van studies naar knock-out dieren.
Hier beschrijven we een gedetailleerde snelle methode voor isolatie van intact mitochondria met een hoge mate van koppeling. Een dergelijke voorbereiding van de rat hart mitochondriën is een uitstekend object voor functionele en structurele onderzoek naar cellulaire bio-energetica, transport van biomoleculen, proteomische studies en analyses van mitochondriaal DNA, eiwitten en lipiden.
Gedetailleerde snelle protocol voor isolatie van intact mitochondria met een hoge mate van koppeling wordt beschreven. Verkregen preparaat kan worden gebruikt voor functionele of structurele onderzoek op cellulaire bio-energetica, proteomische studies of analyses van mitochondriaal DNA en vetten. Biofysische studies van het actief transport van ionen en metabole intermediairen kunnen ook worden uitgevoerd. Het is mogelijk om verder te verwerken van de mitochondriale voorbereiding om submitochondrial deeltjes, buitenste membraan of te zuiveren afzonderlijke componenten van oxidatieve fosforylering isoleren. De beschreven werkwijze is een modificatie van het standaard protocol van de isolatie door Jacobus en Saks 1. De verwachte opbrengst van de bereide mitochondriën is ongeveer 10-15 mg van mitochondriaal eiwit per hart en de luchtwegen controle verhouding op malaat / glutamaat van deze bereiding, varieert tussen de 8 en 12 met State IV ademhaling van rond de 0,12 mmol O 2 xmin -1 XMG eiwit 1 bij 23 ° C in het medium, bestaande uit 0,25 M sucrose, 10 mM KCl, 0,2 mM EDTA, 5 mM kaliumfosfaat (pH 8,0) met 150 uM ADP voor initiatie staat III ademhaling (voor de exacte experimentele condities en aanvullingen, zie ref . 2).
Speciale aandacht moet worden besteed aan enkele technische details voor de start van de isolatie procedure. Het is cruciaal om schoon polycarbonaat of polypropyleen centrifugebuizen gebruik, dus buizen moeten grondig gewassen worden met een schone borstel en warm water, maar het wasmiddel behandeling moet worden gehandhaafd op het minimum. Ook is het beter om alle nodige glaswerk en instrumenten verzamelen in de koude kamer een dag voor de isolatie.
Tijdens de isolatie bij het overbrengen van buffers van kolven tot bekers, moet а speciale aandacht worden besteed aan de druppels ijswater te voorkomen in de oplossingen. Bij het hanteren van weefsels moet worden benadrukt dat het hart-extractie moet worden uitgevoerd zo snel mogelijk, omdat zelfs de korte vertraging tussen de onthoofding van het dier en het afkoelen van het weefsel zou resulteren in gedeeltelijk ontkoppelde mitochondria. Snelle afkoeling en grondig wassen van verwijderd harten is essentieel voor standaard voorbereiding, vrij van hemoglobine en erytrocyten NADase te verkrijgen.
Trypsine wordt gebruikt voor het bindweefsel eiwitten degradatie van de gevoeligheid van het weefsel te verhogen tot afschuifkracht tijdens het homogeniseren. Langdurige blootstelling van het weefsel te protease dient te worden vermeden, omdat het resulteert in mitochondria van inferieure kwaliteit.
Na de hoge snelheid centrifugations de wanden van de centrifuge buizen moeten worden afgeveegd met tissue papier om alle deposito's van vet materiaal verzameld op de muren te verwijderen.
Voor de uiteindelijke resuspensie is het beter om een laag volume van de laatste buffer te gebruiken om verlies te minimaliseren van mitochondriale functies tijdens opslag (150 tot 200 ul van de buffer per hart). Voor studies van het transport van tweewaardige kationen geen chelaatvormers moet aanwezig zijn in de laatste voorbereiding dus mitochondria moet worden gewassen voor meerdere malen met EGTA-vrij medium en gebruikt binnen de eerste uren na isolatie.
The authors have nothing to disclose.
Wij danken prof. dr. A. Vinogradov en dr. Vera Grivennikova voor de invoering van de auteurs op het gebied van mitochondriale biologie en tal van nuttige inzichten en adviezen in deze procedure. De auteurs zijn dank verschuldigd aan mevrouw Amanda McKintock van de Queens University media bureau voor de hulp met de video voorbereiding.