Ontleden multi signalering eiwitcomplexen door Bimolecular complementatie affiniteit zuivering (BiCAP)

Eiwit complex vergadering is een belangrijke proces bij het handhaven van de spatio specificiteit van vele seingeving trajecten^1,2. Terwijl de kritische aard van deze regelgevende rol wordt algemeen erkend, is er een gebrek aan experimentele technieken beschikbaar om onderzoekt deze complexen. Meeste interactomics studies richten op interacties met afzonderlijke proteïnen, of de sequentiële verrijking van individuele complexe componenten. Hier presenteren we een techniek voor de isolatie van een specifieke proteïne-dimeer terwijl met uitzondering van de individuele wordt van het onderdeel eiwitten evenals complexen gevormd met concurrerende partners³bindend. We hebben deze techniek genaamd Bimolecular complementatie affiniteit zuivering (BiCAP), als het is een combinatie van een eerder bestaande eiwit fragment complementatie assay, Bimolecular fluorescentie complementatie (BiFC), met het nieuwe gebruik van een de recombinante nanobody conformatie-specifieke richting GFP en derivaten daarvan (Zie tabel of Materials).

Een typisch eiwit-fragment complementatie assay is afhankelijk van de expressie van “aas” en “prooi” eiwitten gesmolten als u wilt splitsen fragmenten van verslaggevers zoals luciferase⁴, β-galactosidase⁵of groen fluorescente proteïne (GFP)⁶ ( Figuur 1A). Door de interactie van de aas en prooi eiwitten, worden de split verslaggever domeinen aangemoedigd om refold in een functionele structuur, waardoor de interactie van het aas en prooi eiwitten worden gevisualiseerd of gekwantificeerd. BiCAP werd aangepast van een versie van deze techniek die gebruik van fragmenten van het GFP-variant Venus. Fluorescent proteïne complementatie testen zijn een populaire methode voor het visualiseren van eiwit-eiwitinteractie in een levende cel, maar tot nu toe beperkt gebleven tot en met dit één functie⁷. BiCAP vertegenwoordigt een belangrijke stap vooruit in dit opzicht, aangezien deze techniek niet alleen voor visualisatie, maar ook de isolatie en ondervraging van de resulterende eiwit-eiwit interactie staat.

Figuur 1: de structurele opdrachtgever achter de techniek BiCAP. (A) een schema waarin de opdrachtgever achter bimolecular fluorescentie complementatie weergegeven: de ‘aas’ en ‘prooi’ eiwitten gelabeld met de N-terminale V1 of V2 C-terminal fragmenten van de full-length Venus proteïne. (B) structurele analyse van de interactie interface (cyaan) tussen de GFP nanobody (groen) en gerecombineerde Venus, waarop de plaats van de (grijze) V1 en V2 (oranje) fragmenten (VOB toetreding 3OGO). Dit cijfer is heruitgegeven fromCroucher et al.³ herdrukt met toestemming van AAAS. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

De BiCAP techniek maakt gebruik van twee niet-belichting fluorescerende fragmenten van Venus (met de naam V1 en V2) die associëren met een lage graad van verwantschap, tenzij een interactie tussen de partners van hun fusie plaatsvindt. In dit geval refold de twee gesplitste domeinen naar de functionele structuur van de β-vat van de fluorophore (figuur 1B)⁶. De belangrijkste vernieuwing van BiCAP komt uit de invoering van de recombinante GFP-nanobody, die een driedimensionale epitoop herkend op de β-vat van GFP (en varianten zoals Venus) die alleen aanwezig op het fluorophore correct gerecombineerde en gevouwen ( is Figuur 1B)⁸. De nanobody van GFP bindt is cruciaal, niet tot een van de afzonderlijke fragmenten van Venus. Dit vergemakkelijkt de isolatie van de eiwit-Dimeren pas nadat de twee eiwitten een complex van hun eigen houtje, wat leidt tot meer representatieve resultaten dan die verworven van methoden waarmee het gebruik van chemisch geïnduceerde, gedwongen interacties⁹hebben gevormd.

BiCAP is een krachtige techniek die zich specifiek op meerdere eiwitcomplexen, die potentieel kunnen worden gecombineerd met een aantal downstream toepassingen richt ter verbetering van de granulariteit van ons begrip van de rol van deze complexen in signaaltransductie . Het omvat ook de belangrijke functie van het toestaan van visualisatie van eiwit interacties in situ. Tot op heden als een effectieve methode van het analyseren van de interactome van receptor tyrosine kinase (RTK) Dimeren³BiCAP is aangetoond, maar het aanpassingsvermogen van deze methode betekent dat het kan worden aangenomen in bijna elke context van de interactie eiwit.