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方案6 亚秒级光交联:用水溶性金属复合体监控蛋白质-蛋白质相互作用实验

相关实验:蛋白质复合体性质的研究

最新修订时间:

材料与仪器

待测蛋白质样品
过硫酸铵 4 X 凝胶上样缓冲液 甲醇 PdCl2 5 X 反应缓冲液 TMPyP 三氟乙酸 Tris-二吡啶钌
加热器 光交联反应器 SepPak C18 容器 分光光度计 注射器滤膜

步骤

一、用 Pd(Ⅱ)金属化 TMPyP

1.将 1mg (1.2umol) 的 TMPyP 溶于 1.4 ml 水中,然后加入 0.34 mg(1.9umol) 的 PdCl2, 加热至 95°C 反应 2 h。

实验提示:在金属化过程中,4 个 Q 带峰值 518nm、554nm、584nm 和 639nm,会变为 525nm 和 558nm 的两个峰,因此可以用可见分光光度计来监控金属化过程。

2.冷却样品,并用孔径为 45um 的注射过滤器过滤,加入 TFA 至终浓度为 1%。

3.将溶液注入用 1%TFA 平衡好的 SepPakC18 容器中,用 5 ml1% 的 TFA 冲洗容器。

4.用 0.5 ml 的甲醇,将 TMPyP-PcKII) 洗脱到一预先称重的小离心管中。

5.甲醇蒸发后,将 TMPyP-Pd(II) 溶于 1ml 水中,在 417nm 处 [e=158X103L/(mol·cm)] 测出其浓度。

该试剂可在冷冻避光条件下无限期保存。

二、光交联蛋白质

警告:在使用氙灯光交联装置时,须戴安全的有色眼镜以保护眼睛。

1.在 1.7 ml 的小离心管内准备总反应体积为 20W 的蛋白样品,其中含有蛋白质、1 X 反应缓冲液和 125umol/L 的 TMPyP-Pd(II),避光反应。

2.在光裂解反应之前,加人 5ul 新鲜配制的过硫酸铵。确保样品管在样品支架上呈水平状态(即与光束平行)。

3.将 SLP 相机与光源间的挡板移开,控制快门的开启时间为0.5s,此处可以使用相机的自动计时器。在关上快门后,将相机与光源之间的挡板重新装上。

4.迅速加入 7 ul 4 X 上样缓冲液,以终止反应。

5.SDS-PAGE 电泳后,考马斯亮蓝染色或 Western 印迹,对反应产物进行分析。

图 10.26 显示的是一个典型的交联反应实验结果。在这个实验中,用上述方法使 UvsY 发生交联反应。可以从第六列看到:只有在金属复合物和过硫酸铵均存在的情况下,闪烁曝光光裂解交联反应才得以发生。同时可以看到的是:在第三列上,在未加人过硫酸铵的情况下长期曝光,可发生氧分子介导的交联反应。
实验条件的优化及注意事项 就整个实验程序而言,为了获得满意的结果,需对实验条件做一些优化。过量的交 联常常是由于蛋白质、金属复合物或者过硫酸铵浓度过高, 或者是样品的过度曝光造成 的。如果减少曝光时间或降低金属复合物及过硫酸铵的用量均不起作用时,则必须降低 蛋白质的浓度。有趣的是,对于某些高浓度的蛋白质( 〉 l ^ m o l / L ) 来说,这种技术可 以增加蛋白质互相碰撞的机会,因而可使处于单体状态或不相关的蛋白质交联起来。如 图 10.27第五列:UvsY (T 4 同源重组体中的一种丝状蛋白)与麦芽糖混合,可发生非 特异性的交联。然而,若蛋白质检测方法不够灵敏.则降低蛋白质的浓度有可能会带来 一些问题。相反地,若要避免非特异性交联的发生,可以向溶液中加入一些外源的氨基 酸 ( 如酪氨酸或组氨酸) 至 60jum ol/L (图10.27,第六列)。 因为在这些条件下,被氧 化的蛋白质表面形成的阳离子可以同富含电子的组氨酸反应,避免了与溶液中另一个蛋 白质发生非特异性的交联

在含有多种蛋白质组分的复合体中,弄清蛋白质-蛋白质之间的相互联系是一件很 困难的事情。因此,发展新的化学方法以解决这一困扰就变得非常重要。通过对某一特 定的残基或基团进行亲和标记修饰,已成为探测瞬间环境变化的有力工具( Fancy, 2〇〇〇)。目前的研究主要依赖于功能交联剂或紫外线激发的光学探针,这常常会导致低 产量和蛋白质降解。 下文介绍的是使用水溶性长波的、光捕获金属复合物,来进行P I C U P 的亲和方法。 在实验中,研究发现带有pd( n ) 金属标记的原卟啉K (ppix-Pd[ n ])(Aidrkh) 与流 行性感冒血球凝集蛋白上的一段n h 2-y p y d v p d y a (h a ) 相粘连后,即可被a-H A 抗 体 ( 或单抗12C A 5)(Sigma) 识别,并发生交联反应。 P P I X 的两个羧基,使它易于在1- 乙基-3-(3-二甲基丙胺)碳 二 亚 胺 ( E D C ) 的作用下同肽段发生粘连。在这个实验中, 采用不同的比例,将 H A -PPIX-Pd[ n ] 与 《_H A 或者谷胱甘肽转移酶的抗体( Sigma) 相混合后进行孵育,后者是一种不与H A -PPIX-Pd[ n ] 结合的抗体。于是就可以看到 交联试剂的选择作用:在 a-H A 与 H A -PPIX-Pd[ n ] 之间交联程度很高,而 H A -PPIXPd[ n ] 与 《-G S T 之间则未发生交联( 图 10. 28)。实验中所用的蛋白质浓度和肽偶联物 浓度要保持在一个较低的水平(< l〇 ng),以避免由外源H A -PPIX-Pd[ n ] 引起的蛋白 质非特异性交联。 这个实验的结果见图10. 29。由图可以清楚地看到,在加入过硫酸铵( S2C t ) 后 , 经过光裂解,《-H A 发生了特异性交联。有趣的是, H A -PPIX-P d[ n ] 与抗体即使在 1 0 0 0 : 1 的比例下反应,都不会导致H A -PPIX-Pd[ n ] 与 《 -G ST的交联。另一个有意思 的地方是过硫酸铵在交联反应的起始是发挥作用的。这有可能是因为氧气通过一种未知 机制,活化了交联反应。 - + - + + + Ru(bpy)2+/hv/S20 |-

来源:丁香实验

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