我々 はここで葉緑体の浄化のためのテスト/実証済みのプロトコル タンパク質インポート複合体 (TIC TOC 複合体) をタップ-タグを使用してを提示.ワンステップの親和性隔離のプロトコルは蛋白質を適用できる可能性があると質量分析法による新しい相互作用のパートナーを識別するために使用します。
葉緑体のバイオジェネシス プラスチドに核符号化された蛋白質の何千ものインポートが必要です。これらの蛋白質の輸入は、外側 (TOC) と内側 (TIC) 葉緑体膜透過装置に依存します。TOC と TIC 錯体ポリコームタンパク、おそらくまだ未知の成分を含みます。フィールドの主な目標の 1 つは目次とチックのコンポーネントの完全なインベントリを確立します。TIC TOC 錯体の分離と新しいコンポーネントの識別、preprotein 受容体 TOC159 がされているを変更 N 末端タップ TOC159 のタンデム親和性の浄化 (蛇口) タグの付加によって。2 つ連続アフィニティ精製ステップ タップ タグです (したがって「タンデム アフィニティ」)。これらの研究で使用される水道札は、由来黄色ブドウ球菌蛋白質 (ProtA) カルモジュリン結合ペプチド (CBP) の N 末端抗体結合ドメインで構成されます。これらの 2 つの親和性の札間タバコ etch ウイルス (TEV) プロテアーゼ胸の谷間のサイトが含まれています。そのため、igg 抗体ビーズにバインドした後 TOC159 を含む複合体の穏やかな溶出の TEV プロテアーゼを使用できます。ここで提示されたプロトコル、2 番目のカルモジュリン アフィニティ精製ステップが省略されました。浄化のプロトコルは準備と総細胞膜の可溶化から始まります。洗剤治療後タップ TOC159 を含む複合体の免疫の IgG ビーズで可溶化された膜タンパク質に孵化します。バインディングと広範な洗浄、タップ TOC159 含んでいる複合体が裂かれ、黄色ブドウ球菌の抗体結合ドメインの削除という TEV プロテアーゼを用いた IgG ビーズから解放。免震のウェスタンブロッティング TOC159 含む錯体は、既知または疑われる TOC と TIC 蛋白質の存在を確認する使用できます。もっと重要なは、TOC159 を含む複合体が使用されて正常に TOC とチックの複合体の新しいコンポーネントを識別するために質量分析法による。可能性を提案するプロトコルでは、質量分析法による未知成分の同定に使用する複雑な任意の膜結合型蛋白質の効率的な分離をことができます。
植物は、葉緑体の光合成および生育1に依存します。葉緑体タンパク質の大部分は核でエンコードされた、細胞質で合成され、エンベロープ膜2における TIC TOC 体を介して葉緑体にインポートします。複雑な景徳鎮のコアは Toc75 タンパク質チャネルおよび 2 つの受容体低分子量 g 蛋白質 Toc33 および Toc1593,4、5から成っています。TOC159 は、葉緑体のバイオジェネシスに欠かせない光合成関連タンパク質6の大規模な蓄積を仲介します。チック複合体は TIC110 と TIC407,8と同様、TIC20 蛋白質チャネルから成っています。最近、1MD タンパク質輸送の内側エンベロープ膜で複雑な分離され含まれていなかったコンポーネント9TIC56 は 1 つだった。我々 は最近共同水道 TOC159 親和性の浄化のプロトコルを使用して複雑な 1 MDa の TIC56 を分離しました。データには、「標準」の目次/TIC 錯体と 1 MDa 複雑な10間構造の重複が示されます。以前タップ メソッドを使用して目次とチックの複合体の新たな相互作用パートナーはここで説明した10、11KOC1 など未知の成分また識別されました。
したがって、タップ タグ浄化はタンパク質複合体の単離と後続の質量分析12によって相互作用のパートナーの同定のための効率的な方法です。タップのタグの 2 つで構成されていますタバコ カルモデュリン結合ペプチド (CBP) から区切って IgG 結合繰り返し etch プロテアーゼ切断部位のウイルス (TEV)。Igg 抗体アフィニティ精製ステップで構成される元のメソッドは続いて TEV 胸の谷間と後続カルモデュリン-アフィニ ティー ・ クロマトグラフィー許可大規模な非常に純粋なタンパク質複合体13,14のネイティブの浄化.手順を簡素化し、溶出15TEV 胸の谷間に続く igg 抗体アフィニティ精製ステップのみを効率的に使用して TOC159 を含むタンパク質複合体を浄化するもことができることを実証しました。経験から、カルモジュリン親和性ステップの省略はより高い収穫で起因した、低豊富な蛋白質のために適切であります。
一言で言えば、我々 設計安定した形質転換シロイヌナズナ ppi2 (toc159 KO 変異) でタップ TOC159 を表現するライン背景し、TIC TOC の複合体の浄化のための信頼できる情報源として設立。洗剤無料バッファー内の植物材料の均質化と TIC TOC 複雑な開始の隔離のためのプロトコル。遠心分離後、上清は破棄されます。合計膜画分を含むペレットは、洗剤を含むバッファーを使用して可溶化です。超遠心分離ステップの後, 可溶化 TIC TOC 錯体を含む上清は親和性の浄化の IgG 樹脂に適用されます。後いくつか手順を洗浄、溶出を用いて TEV プロテアーゼを含むバッファー選択的に下流を裂くことゆっくりと抗体結合ドメインのネイティブ TOC159 を含む複合体をリリースします。西部にしみが付くことや TOC15910、11,15の相互作用のパートナーを識別するために質量分析法によって直接 TEV 溶出液を分析できます。このメソッドは、TOC15915のポスト翻訳の修正を識別するために使用されています。将来は、ネイティブ TOC159 を含む複合体は低温電子顕微鏡による構造研究のため使えます。
我々 は、シングル ステップ タップ タグ浄化シロイヌナズナTIC TOC の複合体の浄化のため特定かつ効率的な方法であることを示した。タップ タグ 2 つ連続精製ステップ (IgG – TEV プロテアーゼ切断後のカルモジュリンの親和性の浄化続く) できるようになる、我々 は多くの場合 TEV プロテアーゼ胸の谷間に続いてまず親和性が十分なことと考えています。私たちの目標は、TOC159 は豊富な低、カルモジュリン親和性の 2 番目のステップを含めることは過度にだった主な理由は、私たちの現在のプロトコルから除外するため蛋白質収量を減少します。それ自体 TEV 溶出は、そこに残る非具体的には IgG 樹脂付着蛋白質を汚染しながら一緒に関連付けられた対話パートナー タグ付きのタップ ターゲットをリリースする予定特定性の穏やかな精製ステップです。したがって、igg 抗体親和性ステップと組み合わせて、TEV 溶出の私たちとおそらく他の多くの目的のための十分に効率的な浄化の結果します。
完全に機能の生体をタグ付きのタップ構成注意する必要があります。タップのタグ付けと、タンパク質活性、安定性またはローカリゼーションへ潜在的悪影響を及ぼす可能性があります。TOC159 は、3 つのドメイン、C 末端膜ドメイン、外側の葉緑体膜2で TOC159 のアンカー、N 末端酸性ドメイン中央の GTP 結合ドメインで構成されます。膜に挿入して潜在的干渉を避けるためには、TOC159 の N 末端側にタップ タグを融合しました。N 末端融合はルールよりも例外ではなくです。多くの蛋白質は N 末端のターゲット情報が含まれておよび C 末端でタグする必要がありますしたがって。我々 は、TOC159 は、機能的な体内 ppi2変異 (TOC159 に欠けているアルビノ変異) の相補性によってタップ TOC159 を保証しました。緑の救助、野生型表現型を示したタップ TOC159 機能15。
浄化のプロトコルは、KOC1 と TIC5610,11を含む TOC159 の新しい相互作用のパートナーを識別するために使用されました。合計では、約 30 蛋白質はその新しい相互作用パートナーは分離され、近い将来に特徴を示唆している複合体と関連付けられました。一方、複雑な浄化用タップ タグを強く勧め、紹介に追加バージョンが存在し、非常にいくつかのアプリケーションの役に立つかもしれないことを指摘したいまだと思います。
The authors have nothing to disclose.
仕事は、ヌーシャテル大学、スイスの全米科学財団 (31003A_156998 と 31003A_176191) からの助成金によってサポートされていました。
NaHCO3 | PanReac AppliChem | A0384 | |
Tris | Biosolve | 0020092391BS | |
Na2HPO4 | Sigma | S7909 | |
KH2PO4 | PanReac AppliChem | A2946 | |
NaCl | PanReac AppliChem | A2942 | |
NaF | Sigma | S1509 | Toxic |
PMSF | PanReac AppliChem | A0999 | Toxic |
Plant protease inhibitor cocktail | Sigma | P9599 | |
Glycerol | PanReac AppliChem | A0970 | |
Triton X100 | Roche | 10789704001 | |
Glycine | PanReac AppliChem | A1067 | |
EDTA | Carl Roth | 8043 | |
Dithiothreitol (DTT) | PanReac AppliChem | A1101 | |
SDS | PanReac AppliChem | A0675 | |
Bromophenol blue | Sigma | B0126 | |
HCl | VWR | 20252-290 | Corrosive |
Sucrose | PanReac AppliChem | A3935 | |
Murashige and Skoog medium with vitamins | Duchefa Biochemie | M0222 | |
Phytoagar | Duchefa Biochemie | P1003 | |
Petri plate | Greiner Bio-one | 639102 | |
1.5 mL microfuge tubes | Sarstedt | 72.706 | |
Ethanol | Fisher chemical | E/0600DF/15 | |
Filter paper | Whatman | 10311804 | |
Surgical tape | 3M | 1530-1 | |
CNBr-Activated agarose beads (sepharose 4B) | GE Healthcare | 17-0430-01 | |
Sintered glass filter | DURAN | 2515703 | |
Centrifuge tube 50 mL | TPP | 91050 | |
Purified immunoglobulin G (HsIgG) | MP Biomedicals | 855908 | |
Rotating shaker | IKA | 4016000 | |
NaN3 (sodium azide) | Sigma | 71290 | Toxic |
Quick filtration material (Miracloth) | Merk-Millipore | 475855 | |
Ultracentrifube XNP-80 | Beckman Coulter | A99839 | |
Rotor SW 32 Ti | Beckman Coulter | 369650 | |
Ultracentrifuge tubes | Beckman Coulter | 326823 | |
Glass teflon homogenizer (Potter) | Wheaton | 357426 | |
Spin column (Mobicol) | Mo Bi Tec | M1003 | |
Filter 35µm for spin column (Mobicol) | Mo Bi Tec | M513515 | |
AcTEV | Invitrogen | 12575-015 | |
Centrifugal evaporator (Speed Vac) | Eppendorf | 5305000100 | |
FBN1A(PGL35) antibody | AgriSera | AS06 116 | RRID:AB_2247012 |
Sand, Fontainebleau | VWR | 27460.295 |