Method Article
פרוטוקול זה מספק הוראות לבחירת המשובטים תאים קו פליטת אור סידן assay כדי לנתח את מבנה פעילות יחסי נוירופפטידים arthropod מסונתז על GPCRs מאותו מקור שלהם. Assay זה יכול לשמש עבור deorphanization קולטן מבנה פעילות מחקרים היחסים לעיצוב אנלוגי פפטיד סינתטי / סמים להוביל לגילוי.
קולטנים arthropod הורמון הם יעדים פוטנציאליים הדברה הרומן כפי שהם מווסתים תהליכים פיזיולוגיים רבים והתנהגותיים חיוני. רובם שייכים superfamily של G-חלבון בשילוב קולטנים (GPCRs). התמקדנו באפיון קולטנים kinin arthropod מן סמן את יתושים. Kinins arthropod הם נוירופפטידים רב תכליתיים עם myotropic, משתן, תפקוד עצבי. הנה שיטה מנתח שיטתי של מבנה הפעילות של מערכות יחסים kinins חרקים על שני Heterologous kinin קולטן להביע מערכות מתואר. אנו מספקים מידע חשוב רלוונטיים לפיתוח של אנלוגים kinin biostable עם פוטנציאל לשבש את משתן, myotropic, ו / או תהליכי העיכול קרציות ויתושים.
הקולטנים kinin מן סמן את הבקר בדרום, Boophilus microplus (קאנסטריני), ואת Aedes יתוש aegypti (לינאוס), באו לידי ביטוי ביציבות בקו תא יונקים CHO-K1. מנתח פונקציונלית של קולטנים אלה הושלמו באמצעות פליטת אור סידן צלחת assay אשר מודד פליטת אור תאיים כדי לקבוע רמות הסידן cytoplasmic על פי בקשה פפטיד תאים אלה רקומביננטי. שיטה זו מנצלת את החלבון aequorin, photoprotein מבודד זורח מדוזה. אנו transiently transfected aequorin פלסמיד (mtAEQ/pcDNA1) בקווים תא ביציבות הביע את הקולטנים kinin. תאים אלה טופלו אז עם coelenterazine cofactor, אשר קומפלקסים עם aequorin תאיים. קשר זה שובר בנוכחות סידן, פולטות רמות הארה מעיד על ריכוז סידן. כאשר הקולטן kinin אותות באמצעות שחרור סידן תוך תאי, עוצמת האות קשורה עוצמה של הפפטיד.
פרוטוקול זה הוא סינתזה של פרוטוקולים שתואר קודם לכן עם מספר שינויים: הוא מציג צעד אחר צעד הוראות לביטוי יציב של GPCRs בקו תא יונקים באמצעות מבחני צלחת תפקודית (Staubly et al, 2002 ו אורוות et al, 1997.. ). שימוש במתודולוגיה זו, הצלחנו להקים שורות תאים יציבות המבטאת את היתושים ואת kinin קולטנים סמן, להשוות את העוצמה של שלושה kinins יתושים, לזהות קריטי עמדות החומצה האמינית לאינטראקציה ליגנד לקולטן, ולבצע למחצה ההקרנה של פפטיד הספרייה. מכיוון kinins חרקים רגישים השפלה אנזימטית מהירה על ידי peptidases אנדוגני, הם מוגבלים קשות ככלים הדברה או מחקרים endocrinological בשימוש. לכן בדקנו גם אנלוגים kinin isobutyric המכילים חומצה אמינית (AIB) כדי לשפר את העוצמה שלהם biostability. זה אנלוגי peptidase עמידים מייצג להוביל חשוב בהתפתחות של biostable אנלוגים kinin חרקים עשויה לסייע בפיתוח של neuropeptide מבוססי אסטרטגיות שליטה arthropod.
1. הקמתה של שורות תאים יציבות
2. פליטת אור סידן צלחת assay
3. כלי ניתוח וניתוח נתונים
4. נציג תוצאות:
כאשר ביטוי CHO-K1 תאים, Aedes יתוש קולטן aegypti kinin התנהג כמו הקולטן multiligand והן מבחינה תפקודית הגיב ריכוזים נמוך כמו 1 ננומטר של שלושת endogenours Aedes kinins, Aedae kinins 1-3, נבדק בנפרד באמצעות פליטת אור סידן assay צלחת . איור 1 מראה כי צו בדרגת עוצמה שהושג היה Aedae-K-3> Aedae-K-2> Aedae-K-1, המבוסס על בהתאמה EC 50 ערכי Aedae-K-3, 16.04 nM; Aedae-K- 2, 26.6 ננומטר Aedae-K-1, 48.85 ננומטר, אשר היו שונים באופן משמעותי מבחינה סטטיסטית (p <0.05) (Pietrantonio et al. 2005).
יש לנו גם השתמשו assay כדי לקבוע אילו שאריות kinin הם קריטיים עבור אינטראקציה הפפטיד קולטן kinin. חרקים פפטידים kinin לשתף pentapeptide בטרמינל C-המייצג את רצף מינימלי הנדרש עבור פעילות ביולוגית, המכונה גם ליבה. בלוח 1, הליבה אנלוגים kinin פפטיד היו מסונתז כסדרת תחליף אלאנין של kinin הליבה pentapeptide FFSWGa ונבדקו על ידי פליטת אור assay צלחת סידן (Taneja-Bageshwar et al. 2006). מצאנו כי חומצות אמינו Phe 1 ו TRP 4 היו חיוניים לפעילות של kinins חרקים הן עבור הקולטנים.
Assay גם יכול לשמש כדי לבדוק פפטידים המיועדים biostability משופרת. טבלה 2 מראה את אנלוגים kinin מעוצב המכיל חומצה אמינו isobutyric (AIB) נבדק על קולטן סמן רקומביננטי kinin ו תרשים 2 מציג את ההשוואה הפעילות של שישה אלפא חומצה אמינית אנלוגים isobutyric על קולטן סמן kinin להביע CHO-K1 קו תאים על ידי סידן צלחת פליטת אור assay (Taneja-Bageshwar et al. 2009). Hexapeptide אנלוגי FFFSWGa נוסף עבור פקד חיובית עבור פעילות הקולטן. אנלוגי FF [AIB] WGA הביא פעיל יותר אנלוגי שליטה זו hexapeptide. אנלוגי עם שני מחליפים חומצה aminoisobutyric, [AIB] FF [AIB] WGA, היה החזק ביותר של החלפת פעמיים אנלוגים נבדק (לוח 2 ואיור 2).
לדוגמאות נוספות של assay כמה זה כבר יכול להיות מיושם לראות נחמן Pietantonio (2010), נחמן et al. (2009), Taneja-Bageshwar et al. (2008a), ו-Taneja Bageshwar et al. (2008b).
באיור 1. הערכת Aedes kinins ריכוז יעיל (EC 50) על CHO-K1 בתאים E10 ידי assay סידן פליטת אור צלחת. ציר y ב ריכוז בתגובה עקומות התקבל יחידות פליטת אור מבוטא כאחוז התגובה המקסימלי שנצפה עבור כל הפפטיד. נקודות הנתונים מייצגים את הממוצע של שישה משכפל שהושגו במהלך שלושה ניסויים עצמאיים. ברים מייצגים את שגיאת התקן. (א) שערוך Aedae-K1 EC 50 = 48 ננומטר. (ב) הערכת Aedae-K2 EC 50 = 26 ננומטר. (ג) הערכת Aedae-K3 EC 50 = 16 ננומטר. EC-50 Aedae K3 50 Aedae-K2 50 Aedae-K1, p <0.05. ניתוח סטטיסטי וגרפים היו עם תוכנת Prism 4.0 GraphPad.
איור 2. השוואה פעילות של שישה אלפא חומצה אמינית אנלוגים isobutyric על קולטן סמן kinin להביע CHO-K1 קו תאים על ידי פליטת אור assay סידן צלחת. ציר y מייצג אחוז מקסימלי יחידות פליטת אור אנלוגי עבור כל מבוטא כאחוז של פליטת אור שנצפה בריכוז לעומת התגובה המקסימלי שנצפה בין כל ריכוזי נבדק אנלוגי אחד. ניתוח סטטיסטי וגרפים בוצעו באמצעות תוכנת Prism GraphPad 4.0.
סמן את התא בשורה קולטן | קולטן תא יתוש קו | |||
פפטידים | EC 50 (ננומטר) | פליטת אור תגובה מקסימלי על 1 מ"מ | EC 50 (ננומטר) | פליטת אור תגובה מקסימלי על 1 מ"מ |
AFSWGa | אני | אני | אני | אני |
FASWGa | 586 | 5600 | ND | 400 |
FFAWGa | 64 | 12,800 | 621 | 3050 |
FFSAGa | אני | אני | אני | אני |
FFSWAa | 417 | 10,600 | 2800 | 1830 |
FFSWGa | 590 | 10,800 | ND | 525 |
FSWGa | אני | אני | אני | אני |
FFSWa | אני | אני | אני | אני |
FFSWG-OH | אני | אני | אני | אני |
FFFSWGa | 259 | 13,000 | 562 | 10,000 |
FF [AIB] WGA | 29 | 12,700 | 445 | 9300 |
החוזקים משוער טבלה 1. (EC 50) ותגובה פליטת אור מקסימלי של כל נבדק על פפטידים סמן ואת הקולטן יתוש קווי transfected תא *.
* EC 50 מעריכה את הריכוז הנדרש כדי לעורר תגובה חצי מקסימלי. אני: לא פעילה אם התגובה פליטת אור הוא פחות מ 300 יחידות (רמת וקטור רק תאים transfected). : המיקום שבו שאריות בהתאמה ב FFSWGa פפטיד הוחלף אלאנין. ND: אנלוגי נבדק אבל היה או לא היה מאוד פעיל או לא פעיל molarities נמוך יותר, ובכך EC50 לא ניתן לקבוע.
K-AIB-1 | [AIB] FF [AIB] WGA |
K-AIB-2 | [Α MEF] FF [AIB] WGA |
K-AIB-3 | AC-R [AIB] FF [AIB] WGA |
K-AIB-4 | AC-R [β3F] FF [AIB] WGA |
K-AIB-5 | [AIB] RFF [AIB] WGA |
K-AIB-6 | [AIB-AIB-AIB-AIB] RFF [AIB] WGA |
טבלה 2. Kinin אנלוגים (K) המכילים חומצה אמינית isobutyric (AIB) נבדק על קולטן סמן רקומביננטי kinin. Ac: אצטיל; α אני: α-methyl פנילאלנין; β3F: β3-פנילאלנין;: אמיד.
הצלחנו לבצע את אפיון פונקציונלי של הקולטן neuropeptide הראשון שהתגלה מן Arachnida (קרציות, קרדיות, עכבישים), הקולטן kinin סמן, תוך שימוש בפרוטוקול זה. שיטה זו כוללת שלושה יישומים ראשוניים. ראשית, הטכניקה ניתן ליישם על deorphanization הקולטן באמצעות מדידות פעילות ליגנד. שנית, assay יכול לפתור ליגנד לקולטן מבנה פעילות יחסים (SAR). שלישית, השיטות ניתן להשתמש גילוי תרופות. יתר על כן, פרוטוקול זה יכול לשמש כדי לחקור את פעילותו של אגוניסטים או אנטגוניסטים על כמעט כל GPCR. אנחנו מתחילים להתאים את פרוטוקול להקרנה של ספריות קטנות. השורה תא השתמשנו אינו מבטא את החלבון נמצא בכל מקום G G 16. לא היינו צריכים את זה כי arthropod קולטנים kinin האות דרך החלבון GQ ואת מפל סידן תוך תאי והם לשמר את המאפיינים איתות בתאי יונקים כפי שמוצג כאן.
בני הזוג. CJP Grimmelikhuijzen ומיכאל וויליאמסון מאוניברסיטת קופנהאגן (דנמרק) זוכים להערכה למתן aequorin הפלסמיד. משתף פעולה שלנו, ד"ר רונלד J. נחמן ARS-USDA (טקסס, ארה"ב), הוא הודה לסינתזה פפטיד ו למתן את הקורא צלחת NOVOstar.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
שם מגיב | חברה | מספר קטלוגי | הערות (אופציונלי) |
---|---|---|---|
DMEM | Invitrogen | ABCD1234 | |
CHO-K1 תאים | ATCC | CCL-61 | Manassas, VA, ארה"ב |
F12K בינוני | Invitrogen | 21127 | |
סרום שור עוברית | סיגמא אולדריץ | F0643 | |
טריפסין-EDTA (10x) | Invitrogen | 15400 | |
לאנטיביוטיקה Antimycotic | Invitrogen | 15240 | |
Opti-ממ אני מופחת בינוני סרום | Invitrogen | 31985 | |
Lipofectin מגיב | Invitrogen | 18292-011 | |
GENETICIN | Invitrogen | 10131035 | |
MC1061/P3 Ultracomp | Invitrogen | C663-03 | |
QIAprep ספין miniprep ערכת | Qiagen בע"מ | 19064 | |
FuGENE 6 transfection מגיב | רוש | 11 814 443 001 | |
96-היטב microtitere לבן דק לתחתית צלחת | שחקן המשנה | 3610 | |
סידן ללא DMEM התקשורת | Invitrogen | 21068 | |
Coelenterazine | Invitrogen | C-2944 | |
מוארת-Line Hemacytometer | האוסר מדעי | Horsham, הרשות הפלסטינית | |
NOVOstar | BMG Labtechnologies | ||
פריזמה תוכנה 4.0 | GraphPad תוכנה בע"מ | סן דייגו, קליפורניה, ארה"ב | |
T-25 ו-T-75 צלוחיות | BD פלקון | 353014 ו - 353135 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved