This protocol describes NAME, an assay that allows the rapid identification of molecules able to inhibit in vitro the chaperone activities of HIV-1 nucleocapsid protein.
RNA ya da kararlı üç boyutlu katlanmasına katlanmış bir DNA antitümör ya da antiviral ilaçların geliştirilmesinde ilginç hedeflerdir. HIV-1 durumunda, virüs aktivitesinin düzenlenmesinde rol oynayan viral proteinler birçok nükleik asitleri tanır. nükleokapsid protein NCp7 (NC) virüs replikasyonu sırasında birkaç süreçleri düzenleyen önemli bir proteindir. NC aslında RNA ve DNA ve tavlama kolaylaştırılması ikincil yapıları istikrarsızlaştırıcı bir şaperonudur. NC inaktivasyonu yeni bir yaklaşım, anti-HIV tedavisi için bir ilgi çekici bir hedeftir. K bir nnealing- M D lectrophoresis ediated ucleocapsid (ADI) deneyi ile, örneğin TAR saç tokası yapıları ve HIV cTAR elemanları olarak termodinamik olarak kararlı üç boyutlu konformasyon katlanmış RNA ve DNA erime ve tavlama önleyebilen moleküller tanımlamak amacıyla geliştirilmiştir HIV-1 nükleokapsid protein. Yeni tahlil yeniden ya istihdamönceki etiketleme gerek kalmadan birleşmesini veya sentetik protein, ve oligonükleotitler. Sonuçların analizi konvansiyonel nükleik asit boyaması ile standart poliakrilamid jel elektroforezi (PAGE) ile elde edilir. Bu çalışmada rapor edilen protokol nükleik yetkin hem asit şaperonlar tam uzunluktaki bir protein ya da bazik N-terminal eksik olan kesilmiş sürümüyle ADI analizini gerçekleştirmek için ve nasıl NC şaperon aktivitesinin inhibisyonunu değerlendirmek için açıklamaktadır enterkalatörün parçacığı. Ayrıca, AD teşhis Kuzey Carolina inhibitörlerinin etki mekanizması, farazi ilgili bilgiler elde etmek için, iki farklı yararlı gerçekleştirilebilir.
insan bağışıklık eksikliği virüsü tip 1 (HIV-1) nükleokapsid protein NCp7 (NC) ters transkripsiyon sırasında bir kofaktör olarak virüs çoğalmasında önemli bir rol oynuyor sıkıca olgun bulaşıcı virüsün genomik RNA ile ilişkili olan, küçük, bazik protein, bir genom tanıma ve ambalaj. 1-3 NC istikrarlı nükleik asit yapılarının istikrarsızlaştırma ve tamamlayıcı dizilerin tavlanmasını katalize bir nükleik asit hastabakıcı olarak görev yapar. Çift yönlü destabilize edici aktivitesi çinko parmak yapıları (12-55 peptid) eşlenmiş ise onun nükleik asit toplayıcı aktivitesi 11 amino asit temel olarak N-terminal bulunur. 4, pozitif yüklü bir protein bağlanma reaksiyonunun elektrostatik bariyer düşürür ve İki ayrı tamamlayıcı dizileri bir araya gelip hızını artırır.
Kararlı bir şekle katlanmış nükleik asitler facilitat için NC hastabakıcı faaliyetlerini gerektirirE bunların tavlama 5 Bu NC şerit aktarma olayları çok önemlidir ters transkripsiyon, özellikle önemlidir:. eksi ip aktarımı giderildi, eksi ip durdurma DNA gibi retrotranscribed R bölgesinde, bir tamamlayıcı diziye aktarılan ve tavlanmış olmalıdır termodinamik olarak tercih edilen olmakla birlikte, RNA genomunun 3 'ucunda şablonu. 6, bu reaksiyon sonucu R bölgelerinde trans-aktivasyon duyarlı bölgesi (TAR), RNA ve kararlı bir yapının varlığı NC yokluğunda geniş bir oluşmaz bu da, DNA kopyası (cTAR DNA). karakteristik sap-halka yapısındaki 7 cTAR ve TAR, aslında, yüksek düzeyde yapılanmış olan bölgeler ile ilişkili olmalıdır. Kuzey Carolina proteini, bu toka denatüre, ve tamamlayıcı nükleik asit iplikçikleri arasındaki moleküller arası tavlama hızını arttırarak eksi-kordonlu transferini teşvik eder. TAR ve cTAR NC tavlama mekanizması iyice incelenmiş ve de olmuşturçeşitli araştırma kağıtları TAR tavlama deneyi olarak tarif ve önerilen şema mükemmel değerlendirmeleri tasvir edilir. 8-11 Özetleme, NC, böyle TAR-RNA gibi kararlı RNA ikincil yapısını destabilizes onun tamamlayıcı dizisi, cTAR-DNA ikincil yapısını destabilizes ve bir sonucu olarak tavlama katran / cTAR hetero oluşumuna yol açan bir RNA / DNA tepki. 10,11 teşvik, HIV replikasyonu esnasında şerit transfer adımı tercih edilir. 12
NC doğru küçük moleküllerin neden olduğu olası parazit tehlikeye NC aktivitesinin bir sonucu olarak, viral genomun ters transkripsiyon bir azalma ile sonuçlanır çünkü yeni antiviral ajanların geliştirilmesi için çekici bir hedeftir. 2,13 Bu yaklaşım olabilir sonuçta başarılı bir anti-HIV maddelerinin geliştirilmesine yol açar. NC için bir tarama sırasında biz de bilinen özelliklerine dayanarak bir tahlil geliştirdi 14 inhibitörleriverimli istikrarsızlaştırmak için nükleokapsit ve tavlama tamamlayıcı oligonükleotidlerden. 10,11 Biz N A nnealing- M E lectrophoresis (ADI) deneyi ediated ucleocapsid çağırdı. ADI deney hibrid katran / cTAR heterodubleksin vermek üzere, tamamlayıcı DNA dizisinin (cTAR) ile TAR RNA sekansının üst kısmı karşılık gelen oligonükleotid bizim durumumuzda, tamamlayıcı nükleik asitlerin stabil bir şekilde yapılandırılmış kopyalar arasında tavlama aracılık NC kullanır . NC mevcudiyetinde katran / cTAR bağlanma reaksiyonu analizi yerli poliakrilamid jel elektroforezi (PAGE) ile araştırılabilir.
Bu protokol, hızla stabil saç tokası yapıları katlanmış oda sıcaklığı oligonükleotidlerle de tavlanmasına için ADI tahlil gerçekleştirmek için nasıl gösterir, nasıl deney reaksiyonu ve olası arıza sonucu analiz etmek. Nükleik asidin Radyoaktif etiketleme talep ve duyurma değiloligonükleotid bantlarının konvansiyonel boyama yöntemleri ile yapılabilir. rekombinant tam uzunluktaki protein veya NC kesik bir sentetik versiyonu ya da kullanan deney, NC, RNA ve DNA ile kuvvetli bir bağlanma ile ilişkili olduğu gösterilmiştir bir inhibe edici aktiviteye diş ara katkılar belirlenmesini sağlar. 14.
ADI hızla HIV-1, yeni anti-HIV ilaçlarının arayışında olan bir ilginç hedef nükleokapsid protein şaperon aktivitesinin inhibisyonunu değerlendirmek için izin veren bir deneydir. NC hızlı ve kararlı olan katlama aksi dikkatli tavlama ardından yüksek sıcaklıkta termal denatürasyon gerektirecek oda sıcaklığı nükleik asitler de tavlanan. Deney iki tam uzunlukta NC ya da kesik (12-55) NC ile gerçekleştirilebilir: her iki durumda da, iki nükleik asitler (RNA ve onun tamamlayıcı DNA kopyası) hızlı bir şekilde tavlanır. Bu tepe bölümü kesik Kuzey Carolina peptidi ile literatür gözlemiyle tutarlıdır tavlama TAR apikal döngünün tamamlayıcı dizisi ile, zayıf bir Kuzey Carolina bağlanma yeri onun tamamlayıcı apikal döngünün ilişkiler üzerinde cTAR gövdesinin etkin bir şekilde eritme ile başlatılır, genişletilmiş tavlı hibrid birkaç kararsız ara ürünler ile biten. 21
NC çok kararlı bir prot olduğunuein ve birkaç sorun performans ADI oluşabilir ise. Bu sağlanamadığı takdirde, jel doğru pozisyonlarda nükleik asit bantları göstermez: Ancak Tampon reaksiyonu durdurmak için kullanılan Jel Yükleniyor taze yapılmış SDS eklemek için çok önemlidir. Bu proteini doğru bir şekilde denatüre ve nükleik asit ile sıkı kompleks serbest bırakmak için bir jel yükleme tamponu içinde mevcut olması gerekir jel elektroforezi SDS katran / cTAR heterodubleksin görselleştirmek için çok Aslında, Kuzey Carolina, bir nükleik asit bağlayıcı bir proteindir. Bu da jel çalışması sırasında kaymıştır bantların oluşumu, yani deney olası bir sorun giderme, olduğunu. Bu etki tam uzunluktaki NC Şekil 2'deki gibi, kullanılan zaman özellikle belirgin olup, nükleik asitlerin üzerinde güçlü bir etkiye sahip olan agregasyon, yüksek oranda bazik N-terminal ucunun varlığına bağlıdır.
Terminal temel kuyruk varlığı gösterisi olarak, tavlama reaksiyonu daha zor inhibe yaparn Şekil 3 kullanılarak bileşik 1, bir temsilci diş ara katkı, TAR ve cTAR kök-döngü yapılarını stabilize özellikle verimli, yani bir ara katkı olarak. Aslında, nükleik asitler ile bu etkileşim çıkıntı ve döngüler baz çifti şeklindeki kütleli ikame daha kolay bir iş parçacığı sağlayan, çift sarmal sürekliliğinin kesintiye zaman tercih edilir. Bu nükleik asit bağlayıcı ile TAR ve cTAR stabilizasyonu daha önceleri, iki oligonükleotid erime sıcaklığı artış belirlenmesi ile analiz edilmiştir. 14 Ayrıca, erime sıcaklığı artışı, HIV-1 NC tarafından katalize edilen tavlama inhibisyonu ile bağlantılı olmasına karşın, hetero katran / cTAR oluşumunun yol ve diş ara katkılar örneğin TAR elemanı olarak RNA dinamik yapılar için bağlayıcıların ilginç bir sınıfı olduğuna işaret etmektedir. 14.
Etki mekanizması, bu kaçakları için çağrılırŞekil 4'te gösterildiği gibi unds Ayrıca, farklı alternatif biçimlerde ADI tahlili yapılarak geçerli olabilir: araya durumunda tavlanmış heterodubleksin inhibisyonu geliştirilmiş ilaç katlanmış iki oligo ile inkübe edildiği zaman. Böyle NC proteinin doğrudan bağlayıcı olarak farklı etki mekanizması ile hareket eden bileşikler, farklı preinkübasyon modu daha az etkilenen olacaktır. ADI tahlil bu nedenle, Kuzey Carolina inhibitörlerinin belirlenmesi için bileşiklerin kütüphaneleri taramak için kullanılabilir iki yöntem uygulanır, ve NC hedefleyen anti-HIV ilaçlarının ararken pozitif isabet etki farazi mekanizmanın belirlenmesi. Açıktır ki, tespit Kuzey Carolina inhibitörlerinin spesifik bir eylem mekanizması için iddia tek başına bu tekniklerin kullanımı yeterli değildir ve başka uygun deneyler, biyokimyasal çalışma hipotezi sürdürmek için ihtiyaç vardır. 14
Son olarak, bu ADI yüksek kullandığı vurguladı gerekirTest edilen bileşimler NC "in vitro" engellenmesi değerli bilgi veren yeniden birleştirici ya da sentetik ya da saflaştırılmış enzimler. Bu "güç ve zayıflık" testinin ise: ADI iyi sanal tarama tamamlayabilir ve moleküler modelleme hızla yapı-aktivite ilişkileri kurmak ve analiz sağlayan ve sonunda sentez ve ilaç tasarımı yönlendirerek, ilaç keşif programlarının ön adımlarla yaklaşır. Diğer biyokimyasal analizler HIV ilaç geliştirme projelerinde kullanılan Ancak, ADI virüs ile enfekte hücrelerde varsayılan inhibitörlerinin etkileri hakkında bilgi vermez.
The authors have nothing to disclose.
This work was supported by Ministero degli Affari Esteri (MAE, DRPG, Unità per la cooperazione scientifica e tecnologica, Grant: PGR Italy-USA) and by MIUR, Progetti di Ricerca di Interesse Nazionale (Grant: 2010W2KM5L_006).
Name of Material/Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
cTAR, 29-mer DNA oligo. Desalted. HPLC purified. | Metabion International AG | Store the stock solution at -20 °C | |
TAR, 29-mer RNA oligo. Desalted. HPLC purified. | Metabion International AG | Store the stock aliquot at -80 °C | |
(12-55)NC peptide | EspiKem srl | Store the stock solution at -20 °C | |
1.5 mL tubes | Eppendorf | 0030 120 086 | Autoclave before use |
0.5 mL tubes | Eppendorf | 0030 121 023 | Autoclave before use |
Biosphere Filter Tips 0.1-10 µL | Sarstedt | 701,130,210 | |
Biosphere Filter Tips 2-20 µL | Sarstedt | 70,760,213 | |
Biosphere Filter Tips 200 µL | Sarstedt | 70,760,213 | |
Syringe Filter 0,22 µm | Biosigma srl | 51,798 | |
Ethanol | Carlo Erba | 414631 | |
Sodium Dodecyl Sulfate | Sigma-Aldrich | 71725-50G | |
Dimethyl Sulfoxide | Sigma-Aldrich | D8418-1L | |
Sodium Chloride | Sigma-Aldrich | 71376-1KG | |
Boric Acid | Sigma-Aldrich | B0252-2.5KG | |
Ethylenediaminetetraacetic Acid | Sigma-Aldrich | E5134-500G | |
Magnesium Perchlorate | Sigma-Aldrich | 222283-100G | Store the 1M solution at -20°C |
Glycerol | Sigma-Aldrich | 49770-1L | |
Bromophenol Blue | GE Healthcare Life Sciences | 17-1329-01 | |
N,N,N′,N′-Tetramethylethylenediamine | Sigma-Aldrich | T9281-100ML | |
Ammonium Persulfate | Sigma-Aldrich | A7460-500G | Prepare the 10% solution freshly before use |
Acrylamide-bis ready-to-use solution 40% (19:1) | Merck Millipore | 1006401000 | Polyacrylamide is highly neurotoxic: wear gloves during the gel casting |
Tris ultrapure | Applichem | A1086,1000 | |
DEPC-treated water | Ambion | AM9922 | |
Centrifuge 5415R | Eppendorf | 22,621,408 | |
NanoDrop 1000 spectrometer | Thermo Scientific | ||
UV-VIS spectrometer Lambda 20 | Perkin Elmer | ||
Protean II xi Cell | Bio-Rad | 165-1803 | |
PowerPac Basic Power Supply | Bio-Rad | 164-5050 | |
SybrGreen II RNA Gel Staining | Lonza | 50523 | Make the 1/10000 dilution in TBE 1X. Store it in the dark at 4°C for two weeks |
Geliance 600 Imaging System | Perkin Elmer |