Rpda gibi sınıf 1 histon uyku (hdacs), mantar enfeksiyonları tedavi etmek için potansiyel hedefler olarak önem kazanmıştır. Burada, histon deasetilaz inhibitörlerinin in vitro etkinliğini test etmesini sağlayan bir HDAC aktivite tahlil Ile birlikte tap-Tagged rpda ‘ nın spesifik zenginleştirme için bir protokol sunuyoruz.
Rpda gibi sınıf 1 histon uyku (hdacs), mantar enfeksiyonların tedavisinde ve mantar ikincil metabolitlerin genom madenciliği için potansiyel hedefler olarak önem kazanmıştır. Ancak inhibitör taraması, arıtılmış enzim faaliyetleri gerektirir. Sınıf 1 uyku MultiProtein kompleksleri olarak işlevlerini uygulamak beri, bakteriler tek polipeptitler olarak ifade edildiğinde genellikle aktif değildir. Bu nedenle, endojen kompleksleri, iyon değişimi ve boyut dışlama Kromatografi gibi konvansiyonel teknikler uygulandığında, zahmetli ve zaman alıcı, izole edilmesi gerekir. Tandem benzeşimi arıtma hücrelerden MultiProtein kompleksleri zenginleştirmek için bir araç olarak geliştirilmiştir ve böylece endojen enzimlerin yalıtım için ideal olarak ortaya çıktı. Burada, Aspergillus nidulansdan C-TERMINALLY tap-Tagged rpda ilk arıtma adım aracılığıyla aktif rpda kompleksleri tek adımlı zenginleştirme için ayrıntılı bir protokol sağlar. Arıtılmış kompleksleri daha sonra bir deasetilaz tahlil uygulayarak sonraki inhibitör tarama için kullanılabilir. Enzimatik aktivite tahlil ile birlikte protein zenginleştirme iki gün içinde tamamlanabilir.
Histon uyku (hdacs), Histonlar ve diğer proteinlerin lizin kalıntılarından asetil gruplarını kaldırabilen Zn2 +bağımlı hidrolitik enzimlerdir. Dizi benzerlik dayanarak, HDACs birkaç sınıflar1gruplandırılır. Son zamanlarda, mantar Sınıf 1 HDAC rpda, fırıncı Maya (Saccharomyces cerevisiae) Rpd3p bir ortoloğundan, fırsatçı mantar patojen Aspergillus fumigatus2için gerekli olduğu gösterilmiştir. Bu nedenle, rpda mantar enfeksiyonları tedavi etmek için potansiyel bir hedef olarak önem kazanmıştır2. İn vitro deasetilaz aktivitesinin değerlendirilmesi, enzimatik özelliklerin karakterize edilmesi için önemlidir ve yeni maddelerin inhibitör gelişimi için etkinliğini belirlemesine olanak sağlar. Escherichia coli insan HDAC1 bir Codon-optimize sürümü rekombinant ifade son zamanlarda bildirilmiştir rağmen3, bu ana bilgisayarda tam uzunlukta rpda ifade girişimleri4başarısız oldu. Ayrıca, rpda ve hosa gibi mantar sınıfı 1 hdacs, MultiProtein kompleksleri olarak fonksiyonlarını kullanmaları nedeniyle, enzimatik inhibitör çalışmaları için yerli endojen kompleksler kullanmak için uygundur. Ancak, mantar Lysates içinde farklı hdacs varlığı inhibe faktörler ve varlığını nedeniyle, katalitik aktivite tüm protein özler ölçülen nispeten düşüktür ve bireysel enzimler için atanamaz. Dahası, filasentous mantar a. nidulans önceki çalışmalar bir sınıf 2 HDAC, hdaa, mantar özler kromatografik kesirler içinde baskın deasetilaz olarak belirledi. Böylece, hdaa olmayan aktivitesini mantar suşları4‘ ten ayırmak için birden fazla konvansiyonel kromatografik arıtma basamakları gereklidir. A. nidulans5 ‘ te tandem benzeşme arıtma (TAP) stratejisinin tanıtımı, spesifik deasetilaz faaliyetlerinin zenginleştirilmesini önemli ölçüde hafifletmiştir. Orijinal TAP etiketi, bir tütün Etch virüsü proteaz (TEV) bölünme sitesi6ile ayrılmış Iki protein a etki alanı ve bir calmodulin bağlayıcı peptid (CBP) oluşur. Bu, etkileşim ortakları da dahil olmak üzere etiketli proteinlerin yerli arıtma ve elüsyonu sağlar7. Aktivite açısından zenginleştirilmiş proteinleri kullanırken, proteaz bölünmesi ile yerel koşullarda hafif bir elüsyon TAP etiketi arıtma önemli bir özelliğidir. Bir Gfp etiketli protein, örneğin, immobilize antikorlar tarafından da zenginleştirilebilir, ancak, yerel koşullarda elüe edilemez.
Burada C-Terminally TAP-Tagged RpdA dan a. nidulans (IgG ayrımı ve TEV Cleavage) ilk arıtma adım aracılığıyla aktif rpda kompleksler tek adımlı zenginleştirme için ayrıntılı bir protokol sağlamak sonraki inhibitör tarama için bir uygulama histon deasetilaz tahlil. Yeterli olduğu kanıtlanmıştır gibi, benzerliği zenginleştirme sadece bir arıtma adımı ile sınırlı olduğu için enzimatik aktivite önemli ölçüde iki adımlı TAP arıtma sonra IgG arıtma tek başına karşılaştırıldığında azaltıldı.
Yine de, tanıtıldı protokol gibi asetiltransferases, metiltransferases ve demethylases gibi kromatin Yönetmeliğinde yer alan diğer etiketli enzimlerin zenginleştirme için geçerli olmalıdır. TAP protokolünün ikinci arıtma adımını ekleyerek, etiketli yemler ile birlikte arıtılmış proteinler (roman) enzimatik kompleksleri karmaşık ortakları olarak kabul edilebilir.
Bu protokol, in vitro deasetilaz aktivitesinin değerlendirilmesi için filasentous mantar a. nidulans gelen bir tap-etiketli Sınıf 1 HDAC tek adımlı bir zenginleştirme açıklar. TAP etiketi, etiketli protein6‘ nın protein-protein etkileşimi ortaklarının tanımlanması için ilk olarak fırıncı Maya ‘da tanıtıldı. Daha sonra etiket, A. nidulans5 ‘ te kullanılmak üzere Codon tarafından optimize edilmiştir. Burada, sınıfın 1 HDAC RpdA ‘Sının tek adımlı zenginleştirme için TAP stratejisinin ilk benzeşimi arıtma adımının uygulanması için düz ileriye dönük bir adım adım protokol sağlıyoruz. İkinci benzeşimi arıtma adım açıkça arıtma seviyesini artırır, hangi yem etkileşim proteinlerin tanımlanması için özellikle önemlidir. Yine de, sadece ilk adım sonraki aktivite testi için tavsiye edilir, ilk adım sonra önemli kontaminasyon eksikliği bir vahşi tip gerinim kullanarak bir kontrol deneyi tarafından teyit edildi beri. Ayrıca, tam TAP ‘e kıyasla tek adımlı zenginleştirme işleminden sonra eltilmiş aktivite oldukça yüksektir. RpdA2ek olarak, bu protokol de başarıyla Ikinci sınıfın A. nidulans kompleksleri arındırılması IÇIN kullanılan 1 HDAC hosa21.
Mantar sınıfı 1 hdacs ‘in istikrarlı kompleksleri4‘ ü inşa ettiği gözlemlerimiz nedeniyle, bu yöntemin temelini temsil eden bayram ve al. 201212 ‘ nin protokolünü değiştirmesini başardık. Yine de, bazı kritik adımlar belirtilmelidir. Yakın fizyolojik koşullar sağlamak için son derece konsantre protein ekstraktlarının hazırlanması karmaşık stabilite için önemlidir. Bu nedenle, biyokütle/ekstraksiyon tampon oranı ile ilgili öneriler akılda önemlidir. Bu bağlamda, uygun çıkarma sağlamak için iyi zemin ince miselyum tozlar kullanmak da önemlidir. Burada, bir taşlama makinesinin kullanımı açıkça avantajlıdır. Protokol bölümünde belirtildiği gibi, arıtma hızlandırmak için oda sıcaklığında 1-2 h için TEV-Cleavage adım denemek için değer. Bu kararlılık üzerinde herhangi bir zararlı etkileri gözlemlemeden RpdA için test edildi (yayınlanmamış gözlem, Bauer ı, 2018). Buna ek olarak, TX-100 ile NP40 (orijinal protokolde kullanılan) değiştirilmesi diğer protein kompleksleri için uygun olmayabilir. Diğer TAP-Tagged proteinleri arıtma için bu yöntemi kullanırken, bir de bayram protokolüne başvurmalıdır, hangi diğer protein kompleksler yeterli bir arıtma için yararlı olabilir değerli ipuçları bir dizi içerir12.
Burada açıklanan TAP-yöntemi yanı sıra, diğer benzeşim etiketleri ve teknikleri yaygın filaentous mantar protein tek adımlı zenginleştirme için kullanılır, onun-ve GFP-Etiketler de dahil olmak üzere. Ancak, sınıf 1 HDACs genellikle yüksek molekül ağırlığı kompleksleri olarak işlevsel olduğu için, yerli elüsyon koşulları katalytically aktif HDACs zenginleştirme için bir ön koşuldur. Daha da önemlisi, pek çok diğer yakınlık temizliği olumsuz koşullarda gerçekleştirilir. Örneğin, antijen-antikor etkileşimine dayanan GFP-Trap ile HDACs ‘in zenginleştirilmesi, reçineler için bağlı HDAC kompleksleri protein-protein etkileşimi ile müdahale eden asidik elüsyon koşulları nedeniyle uygun değildir. Dahası, girişimleri onun-Tagged rpda metal şelat benzeşimi Kromatografi22tarafından arındırmak için, arıtma prosedürü sırasında katalitik aktivite önemli bir kaybı sonuçlandı düşük pH koşulları yerine imidazol elüsyon için kullanıldı ( yayımlanmamış veriler, Bauer, ı, 2010).
Tanımlanan enzimatik tahlil protokolünün bir sınırlama radyoaktif substrat kullanımı. Bununla birlikte, floresan bazlı olarak da23,24 ve ticari olarak geliştirilmiştir. Bu yazlar iyi plaklarda gerçekleştirilir ve böylece HDAC inhibitörlerinin yüksek verim taraması için de uygundur. Bu durumda, sunulan prosedürün lüks olması gerekir.
Bu protokolün potansiyel yaklaşan uygulamaları, özel fizyolojik rollerini ve/veya HDAC inhibitörlerine olan duyarlılığının farklılıkları değerlendirmek için sınıf 1 HDACs belirli alt kompleksleri zenginleştirme içerir. Diğer enzimler için açıklanan yöntemi oluştururken, etiketlenmemiş bir gerinim ile negatif kontrol deneyi gerçekleştirmek için önerilir. Bu ölçülen enzim faaliyetlerinin özgüllüğü sağlar ve spesifik olmayan bağlı enzimler tarafından kontaminasyonu ortaya koyacaktır.
Burada açıklanan arıtma ve aktivite tahlil iki gün içinde yapılabilir ve zenginleştirilmiş enzimler en az birkaç ay için kararlı, ne zaman plakaya at-80 °c saklanır. Sonuç olarak bu protokol, sınıf 1 HDAC kompleksini aktivite ölçümü ve inhibitör etkinliğinin belirlenmesi için elde etmenin nispeten basit ve uygun maliyetli bir yolu sağlar.
The authors have nothing to disclose.
Bu makale ile ilgili yardım ve destek için, Moleküler Biyoloji bölümü (Biocenter, Innsbruck Tıp Üniversitesi) Petra Merschak ‘a teşekkür etmek istiyoruz. Ayrıca, onların değerli yorumlar için yorumcular teşekkür etmek istiyorum.
Bu çalışma Avusturya Bilim Fonu (P24803 SG ve P21087 GB) ve intramural finansman (MUI Start, ST201405031 ıB) tarafından finanse edilmiştir.
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 |