Un protocole est présenté pour la production de l'ARNt (UUU) et l'analyse de l'ARNt (UUU) en complexe avec l'enzyme TcdA par des essais de retard de gel d'agarose.
Nous démontrons des méthodes pour l'expression et la purification de l'ARNt (UUU) dans Escherichia coli et l'analyse par des essais de retard de gel de la liaison de l'ARNt (UUU) à TcdA, une N 6 -théonylcarbamoyladénosine (t 6 A) déshydratase, qui cyclise le thréonylcarbamoyle Chaîne latérale attachée à A37 dans la boucle de tige anticodon (ASL) des tRNAs à t 6 A cyclique (ct 6 A). La transcription du gène synthétique codant pour l'ARNt (UUU) est induite chez E. coli avec 1 mM de ß-D-1-thiogalactopyranoside isopropylique (IPTG) et les cellules contenant de l'ARNt sont récoltées 24 heures après l'induction. La fraction d'ARN est purifiée en utilisant la méthode d'extraction du phénol acide. L'ARNt pur est obtenu par une Chromatographie de filtration sur gel qui sépare efficacement les molécules d'ARNt de petite taille des plus grands acides nucléiques intacts ou fragmentés. Pour analyser la liaison TcdA à l'ARNt (UUU), TcdA est mélangé avec l'ARNt (UUU) et séparé sur un gel d'agarose natif à 4 ° C.L'ARNt libre (UUU) migre plus rapidement, tandis que les complexes TcdA-ARNt (UUU) subissent un retard de mobilité qui peut être observé lors de la coloration du gel. Nous démontrons que TcdA est une enzyme de liaison à l'ARNt (UUU). Ce test de retard de gel peut être utilisé pour étudier les mutants TcdA et les effets des additifs et d'autres protéines sur la liaison.
Le test de retard de gel 1 (également connu sous le nom de test de déplacement de mobilité électrophorétique, EMSA) est une méthode électrophorétique conçue pour étudier et caractériser les interactions protéines-acides nucléiques. Il permet l'analyse de l'ADN protéique ainsi que des interactions protéine-ARN et, en particulier, des interactions entre les protéines de liaison à l'ARNt et à l'ARNt, en utilisant soit des composants purifiés, soit des mélanges complexes de protéines ( par exemple , des lysats cellulaires) ou des acides nucléiques ( p . Ex . ARNt Piscines). Nous avons appliqué des essais de retard de gel à l'étude de l'interaction entre l'ARNt purifié (UUU) et TcdA, une N 6 -théonylcarbamoyladenosine (t 6 A) déshydratase, qui cyclise la chaîne latérale de thréonylcarbamoyle attachée à A37 dans la boucle de tige anticodon (ASL) Des tRNAs à t 6 cyclique (ct 6 A) 2 , 3 . TcdA est également connu sous le nom CsdL 3 ,F "> 4. Le gène tcdA / csdL forme une grappe avec les gènes csdA et csdE 5 , qui codent pour la cysteine desulfurase et l'accepteur de soufre du système de désulfinase de cysteine sulfinase (CSD) et est nécessaire pour maintenir la fonction TcdA in vivo 3 .
La raison d'être des tests de retard de gel est que, bien que les molécules d'acide nucléique libres migrent rapidement vers l'avant de l'acrylamide ou des gels d'agarose en raison de leur grande charge négative, la mobilité électrophorétique des complexes de protéines des mêmes acides nucléiques est considérablement réduite. La réduction de la mobilité est visualisée comme un «décalage» dans les complexes acide nucléique-protéine, qui se résolvent sous forme de bandes discrètes. Un complexe de protéines d'acide nucléique et de charge positif et plus large montre un déplacement plus important ou une réduction de la mobilité sur un gel.
Puisque la neutralisation des charges du complexe est un phénomène universelPour les complexes protéine-acide nucléique, l'essai de retard de gel peut être appliqué à une large gamme de complexes et de types d'acides nucléiques. La méthode est simple, peu coûteuse et peut être effectuée dans des laboratoires avec un équipement minimum. Il ne nécessite que de petites quantités de protéines et d'ARNt. C'est un avantage par rapport à d'autres techniques biophysiques, qui habituellement consomment de plus grandes quantités d'échantillons.
Le test de retard de gel a été largement utilisé pour l'étude des facteurs de transcription. Le test a été utilisé pour analyser la cinétique de liaison, la force et la spécificité des facteurs de transcription pour de nombreuses séquences d'ADN différentes. C'est en effet dans ce domaine que l'EMSA a été développée pour la première fois 6 , 7 . Des essais de retard de gel avec des molécules d'ARN 8 , 9 , 10 , 11 et tRNA ont également été utilisés dans la recherche sur les ribosomesEt d'analyser, comme nous le faisons ici, les enzymes qui modifient les nucléosides d'ARNt post-transcriptionnellement.
De nombreux paramètres différents affectent le résultat d'un essai de retard de gel tel que la température, la qualité de l'échantillon de protéines et d'ARNt et la force de la liaison. Une planification minutieuse et l'exécution de l'expérience est cruciale pour l'interprétation des résultats de l'acide nucléique et des espèces liées aux protéines. Ici, nous avons utilisé le gène synthétique codant pour l'ARNt (UUU) clone dans un vecteur d'expression dont le promoteur n'a pas le site de liaison au ribosome Shine-Dalgarno, ce qui conduit à la synthèse de grandes quantités d'ARNt 2 . Ce protocole détaillé est destiné à fournir un guide clair pour effectuer des expériences de retard de gel d'ARNt tout en évitant les erreurs courantes.
L'essai de retard de gel de protéine-ARNt d'agarose décrit ici peut être modifié de plusieurs manières. Tout d'abord, le pourcentage d'agarose dans le gel peut être réduit pour permettre la séparation et la visualisation des complexes protéine-ARNt significativement plus importants que ceux analysés ici (120 kDa). Deuxièmement, si la protéine cible est thermolabile, des précautions supplémentaires doivent être prises pour que la température soit maintenue en dessous de la température max…
The authors have nothing to disclose.
MCV est membre du programme Intramural CIB «Molecular Machines for Better Life» (MACBET). La recherche menant à ces résultats a été financée par l'Institut espagnol de santé Carlos III (PI12 / 01667 à MCV), le Ministère espagnol de l'Économie et de la Compétitivité (CTQ2015-66206-C2-2-R et SAF2015-72961-EXP à MCV ), Le gouvernement régional de Madrid (S2010 / BD-2316 à MCV) et le projet ComplexINC (contrat n ° 279039 à MCV) de la Commission européenne (programme-cadre 7 (7e PC)). Les bailleurs de fonds n'ont eu aucun rôle dans la conception de l'étude, la collecte et l'analyse des données, la décision de publier ou la préparation du manuscrit.
E. coli BL21(DE3) | Novagen | 70235 | DE3 lysogen contains T7 polymerase upon IPTG induction. |
pET23d | Novagen | 69748-3 | pET23d confers resistance to ampicillin; T7 promoter. |
LB Broth, Low Salt (Lennox L Broth), Granulated | Melford | GL1703 | Conventional LB Broth, High Salt, can also be used. |
Ampicillin | Sigma-Aldrich | 10419313 | |
Incubator Shaker (Thermostated) | NBS | Excella E24 | Any shaker incubator with temperature control can be used. |
Isopropyl-beta-D-thiogalactopyranoside (IPTG), >=99% | Acros Organics | BP1755 | |
Sodium acetate, anhydrous, >99% | Melford | B4017 | |
Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), Disodium salt, >99% | Acros Organics | AC327205000 | Harmful if inhaled. |
Centrifuge (refrigerated) | Eppendorf | 5430 | |
Centrifuge (refrigerated) rotor | Eppendorf | 5430/5430P | |
Centrifuge | Sorvall | RC5C | |
Centrifuge rotor | Sorvall | SLA-3000 | |
Phenol solution, Saturated with 0.1 M citrate buffer, pH 4.3 ± 0.2 | Sigma-Aldrich | P4682 | Acute toxicity (oral, dermal, inhalation), corrosive |
Ethanol absolute for analysis, 100% v/v | Merck Millipore | 100983 | |
Sodium phosphate dibasic dihydrate, Na2HPO4, >=99% | Sigma-Aldrich | 71643 | |
Potassium dihydrogen phosphate, KH2PO4 | Merck | 48,730,250 | |
HiLoad 16/60 Superdex 75 | GE Healthcare | 28989333 | |
Agarose | Melford | MB1200 | |
Tris [Tris(hydroxymethyl) aminomethane HCl] | Melford | T1513 | |
Boric Acid | Melford | B0503 | |
Microwave | Haier | HDA-2070M | |
TCEP [Tris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride] | Sigma-Aldrich | C4706 | Corrosive to metals and skin. |
ATP [Adenosine 5′-triphosphate disodium salt hydrate], Grade I, >=99% | Sigma-Aldrich | A2383 | |
Magnesium chloride (MgCl2), anhydrous, >=98% | Sigma-Aldrich | M8266 | |
Sodium chloride (NaCl), >99% | Fisher Bioreagents | BP358 | |
Potassium chloride (KCl), >99% | Melford | P0515 | |
NZYDNA Ladder VI | NZYtech | MB8901 | |
Power supply | Consort | EV261 | |
Electrophoresis unit | Real Laboratory | RELSMINI10 | |
Real Safe nucleic acid staining | Real Laboratory | RBMSAFE | 20,000X stock |
UV Transilluminator (G:Box/EF) | Syngene | 2216498 | |
Coomassie Brilliant Blue G | Sigma-Aldrich | B0770 | |
Rocker (Gyro-Rocker) | Stuart | SSL3 | |
Mixer Vortex | Fisher brand | 13214789 |