이 작품은 ANR-10-IDEX-0001-02, LabEx Cell'n'Scale ANR-11-LBX-0038 및 Institut de 컨버전스 Q-life ANR-17-CONV-0005에 의해 지원되었습니다. CJ는 인스티투트 큐리의 지원을 받고 있습니다. 프랑스 국립연구청(ANR)은 ANR-12-BSV2-0007 및 ANR-17-CE13-0021, 인스티투트 국립 뒤암(INCA) 교부금 2014-PL BIO-11-ICR-1, 그리고 퐁당 부어 라 레쉐메디컬(FRM) 교부금 DEQ2010.30.16. MMM은 퐁도크 알츠하이머 보조금 FR-16055p에 의해 지원되며, 프랑스 알츠하이머 는 AAP SM을 부여 2019 n ° 2023. JAS는 마리 Skłodowska-Curie 보조금 협정 No 675737에 따라 유럽 연합의 호라이즌 2020 연구 및 혁신 프로그램에 의해 지원되었으며, FRM 보조금 FDT201904008210. SB는 FRM 보조금 FDT201805005465에 의해 지원되었다.
우리는 Janke 연구소의 모든 구성원, 특히 J. 수프론뿐만 아니라 G. 라키치 (Institut MICALIS, AgroParisTech) 및 A. Gautreau (에콜 폴리 테크닉대학)의 프로토콜 설립 기간 동안 도움을 주셔서 감사합니다. 우리는 마우스 사육과 관리에 도움을 준 Institut Curie의 동물 시설에 감사드립니다.
J. 프랑켈과 M. 넬슨에 의해 개발 된 항체 12G10은 NICHD의 후원하에 개발된 개발 연구 하이브리드 종 은행에서 얻어졌고 아이오와 대학에 의해 유지되었습니다.

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여기에 설명된 방법은 세포주 및 단일 마우스 뇌에서 중량으로 고품질의 조립 능력이 있는 튜룰린을 신속하게 생성하는 플랫폼을 제공한다. 그것은 오랜 년 동안 분야에서 사용되는 소 뇌에서 튜룰린 정제의 금 표준 프로토콜을 기반으로16,17. 접근법의 한 가지 특별한 장점은 HeLa S3 세포의 현탁액 배양을 사용하는 것입니다. 이는 프로토콜이 임의의 세포생물학 실험실에서 비교적 쉽게 수행될 수 있게 하는 반면, 다른 튜룰린 정제방법(18,19,32,37)은 특정 장비와 전문 지식이 필요하며, 따라서 단백질 정제에 대한 강한 배경을 가진 실험실에서 주로 사용된다. 부착 된 세포주에서 소량의 튜룰린을 생산할 때 다양한 세포주를 사용할 수 있습니다. 우리는 성공적으로 HeLa에서 튜룰린을 정제, U-2 OS, 그리고 HEK-293 세포. 대규모 정화가 필요한 경우, 수확된 세포 또는 뇌는 -80°C에 저장되어 용해 완충제에서 스냅 냉동및 저장될 수 있으며, 다중 세포 펠릿 또는 뇌를 함께 풀링하여 더 많은 양의 튜룰린을 정화할 수 있다.
세포주에서 정제된 투불린은 튜룰린 PTM이 거의 없습니다. 이 티르 튜부린은 쉽게 하나의 간단한 단계25에서detyrosined (deTyr-) 튜룰린으로 변환 할 수 있습니다. 다른 PTM을 사용하여 튜룰린을 생산하기 위해, 특정 튜룰린 변형 효소는 튜룰린 정화 전에 세포에서 과발현될 수 있다. 더욱이, 물질의 근원으로 인간 기원의 세포주를 사용하는 것은 microtubules와 인간 적인 MAPs 사이 상호 작용을 공부할 때 잠재적인 교차 종 문제를 피하는 것을 돕습니다. 또한, 변형되지 않은(HEK293) 또는 변형(HeLa 등) 세포로부터의 튜룰린은 정상 대 종양 세포 소과비에 대한 미세투필 지향 약물(예를 들어, taxanes)의 효과에 대한 정보를 제공할 수 있다.
마지막으로, 우리의 프로토콜은 단일 마우스 뇌에서 튜룰린의 정화를 용이하게. 튜룰린 돌연변이 및 수정의 마우스 모델수가 증가함에 따라, 이 프로토콜은 변경된 튜툴린 동종조성물(38,39,40 또는 튜룰린 PTM31, 41)과마이크로튜블러의 성질 및 상호작용의 직접적인 분석을 허용한다.
접근은 중합화 및 비합화의 주기를 기반으로 합니다. 따라서, 특정 튜룰린 동소형 또는 마이크로투블러의 조립 및 분해 특성에 영향을 미치는 특정 PTM을 가진 튜룰린은 정화 과정에서 그러한 튜룰린 형태의 불균형한 손실 또는 감소를 초래할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 우리는 아세틸화, 황량화, 글루타밀화 및 글리시네이션과 같은 주요 튜룰린 PTM이 튜룰린 정화공정(24)을통해 마이크로튜부에 유지되는 것을 보여주었습니다. 그러나, 세포 또는 조직에서 튜룰린 조성물의 정량적 분석을 위해, TOG 컬럼 계 튜룰린 정제 접근법은 편견, 중합-독립적인 튜룰린정제(18)를허용하기 때문에 더 적절하다는 점에 유의해야 한다. 그 한계에도 불구하고, 우리의 프로토콜은 체외 재헌법 실험에서 세심하게 사용할 수있는 고품질 튜룰린의 큰 양을 생성에 큰 이점을 제공합니다. 특히, 일상적인 실험에서 PTM이 풍부한 뇌 튜룰린의 사용을 용이하게한다.

마이크로튜브는 많은 세포 프로세스에서 중요한 역할을 합니다. 그(것)들은 세포에게 그들의 모양을 주고, 염색체 분리를 위한 메이오제 및 미토Tic 스핀들을 만들고, 세포내 수송을 위한 트랙역할을 합니다. 이러한 다양한 기능을 수행하기 위해 마이크로 튜버는 다른 방식으로 자신을 구성합니다. 이 분야의 흥미로운 질문 중 하나는 구조적으로 진화적으로 보존된 마이크로투블러가 조직과 기능의 이 과다에 적응할 수 있도록 하는 분자 메커니즘을 이해하는 것입니다. 한 가지 잠재적 메커니즘은'튜룰린코드'1,2,3로알려진 개념에 의해 정의되는 마이크로투부의 다양화이다. tubulin 코드는 두 가지 주요 구성 요소를 포함: α-및 β-tubulin 유전자 제품의 차동 통합 (tubulin 등색형) 마이크로 튜부 및 튜룰린 번역 후 수정 (PTM).
1970년대 부터 진화하는 빛 현미경 기술과 결합된 체외 재헌법 실험은 미세투부의 특성에 대한 중요한 발견의 길을 열어주었습니다: 동적 불안정4 및 러닝머신5,그리고 그들의 다른메커니즘및 기능6,7,7,9,11,12,13, 14,14,15. 지금까지 수행된 거의 모든 체외 실험은 중합및 중합제의 반복주기를 사용하여 뇌 조직에서 정제된튜룰린(tubulin)에기초해 왔다16,17. 뇌 조직에서 정제하는 것은 대량(보통 그램 양)으로 고품질 튜룰린을 얻는 이점을 부여하지만, 뇌 조직에서 정제된 튜룰린이 다른 튜룰린 동종형의 혼합물이며 많은 튜룰린 PTM이 풍부하기 때문에 한 가지 중요한 단점은 이질성입니다. 이러한 이질성은 마이크로튜블러 특성 및 기능의 제어에서 특정 튜룰린 PTM 또는 동소형의 역할을 묘사하는 것을 불가능하게 합니다. 따라서, 조절된 튜룰린 PTM 및 균질동형 조성물을 가진 조립 유능한 튜룰린을 생산하는 것은 튜룰린 코드의 분자 메커니즘을 해결하는 데 필수적이다.
최근에는 효모 Stu2p의 마이크로투블러 결합 TOG(종양 과잉 발현 유전자) 도메인을 이용한 친화성 크로마토그래피에 의한 튜블러린을 정화하는 접근법이개발되었다. 이 방법에서, 세포 또는 조직의 조잡한 용해의 튜룰린은 주어진, 심지어 아주 작은, 샘플의 전체 tubulin 풀의 분석을 허용하는 매트릭스 고정 TOG 도메인에 결합하는 컬럼을 통해 전달된다. 재조합 튜룰린을 정화하기 위한 대망의 접근법도 최근 몇 년 동안 설명되어 있습니다. 그것은 α 및 β-tubulin 유전자를 포함하는 bi-cistronic 벡터가 곤충세포(19)에서발현되는 바쿨로바이러스 시스템을 기반으로 한다. 그러나, 이 방법은 매우 번거롭고 시간이 많이 소요되며, 따라서 주로 체외에서 튜룰린 돌연변이20 및 튜룰린 동소형21,22,23의 충격을 연구하기 위해 사용됩니다.
현재 프로토콜에서, 우리는 잘 확립되고 널리 사용되는 중합체-중합화 접근법을 세포주 또는 마우스 뇌조직(24)으로부터다른 수준의 변형으로 튜룰린을 생성하는 청사진으로 사용하는 방법을 설명한다. 이 절차에서, 튜룰린은 수용성(4°C의 튜룰린 이머)과 중합형(구아노신 5'-triphosphate[GTP]의 존재시 30°C의 마이크로튜블러)를 순환한다. 각 형태는 원심분리의 연속단계를 통해 분리된다: 튜룰린 조광기는 감기(4°C) 스핀 후 상부체에 남아 있는 반면, 마이크로튜부는 30°C에서 펠릿화된다. 더욱이, 하나의 중합 단계는 높은 piperazine-N,N-fis(2-에탄설포닉산) (PIPES) 농도에서 수행되며, 이는 마이크로투부에서 마이크로튜버 관련 단백질을 제거할 수 있게 해주며, 따라서, 최종 적으로 정제된 튜룰린으로부터 수행된다. 정지 또는 부착 배양으로 성장 한 HeLa S3 세포로부터 정제 된 Tubulin은 임의의 튜룰린 PTM이 거의 없으며 최근 시험관 내 재분학 실험25,26,27,28에서사용되어 왔다. 우리는 더 하나의 마우스 뇌에서 튜룰린을 정화하는 방법을 적응했다, 이는 튜룰린 등색형 및 PTM의 변화와 마우스 모델의 큰 숫자에 사용할 수 있습니다.
프로토콜에서, 우리는 먼저 원료의 생성을 설명 (세포 질량 또는 뇌 조직), 그것의 lysis(도 1A),튜룰린 중합 및 비합화의 연속 단계 다음 튜룰린정화(도 1B). 우리는 정제된 튜룰린의순도(도 2A, B)및 수량(도3A, B)을평가하는 과정을 더 설명한다. 상기 방법은 튜룰린정제(도 4B)에앞서 세포내 변형 효소를 과발현함으로써 선택된 PTM으로 농축된 튜룰린을 생성하도록 조정할 수 있다. 대안적으로, 튜룰린 변형 효소는 정화 과정에서 튜룰린에 첨가될 수 있다. 마지막으로, 해당 튜룰린 변형효소(도 4B)29에서부족한 쥐의 뇌로부터 특정 동소형 또는 PTM이 부족한 튜룰린을 정화할 수 있다.
여기서 설명하는 방법에는 두 가지 주요 장점이 있습니다: (i) 비교적 짧은 시간에 충분히 많은 양의 튜룰린을 생산할 수 있으며, (ii) 특정 튜룰린 동형 조성물 또는 PTM을 사용하여 고품질의 순수 튜룰린을 생성합니다. 이 원고의 관련 비디오에서는 이 절차와 관련된 몇 가지 중요한 단계를 강조합니다.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1&#160;M MgCl2&#160;</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>#M1028</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-L cell culture vessels</td>
			<td>Techne F7610&#160;</td>
			<td></td>
			<td>Used for spinner cultures. Never stir the empty spinner bottles. When spinner bottles are in the cell culture incubator, always keep the lateral valves of spinner bottles slightly open to facilitate the equilibration of media with incubator&#8217;s atmosphere. After use, fill the spinner bottles immediately with tap water to avoid drying of remaining cells on the bottle walls. Wash the bottles with deionised water, add app 200 ml of deionised water and autoclave. Under a sterile cell culture hood remove the water and allow the bottles to dry completely, still under the hood, for several hours. Never use detergents for cleaning the spinner bottles because any trace amounts of the detergent can be deleterious to the cells.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.5- and 2-ml tubes</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>14-ml round-bottom tubes</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15-cm-diameter sterile culture dishes</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15-ml screw-cap tubes</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-mercaptoethanol&#160;</td>
			<td>Sigma&#160;</td>
			<td>#M3148</td>
			<td>2-mercaptoethanol is toxic and should be used under the hood.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-(2-aminoethyl)-benzenesulfonyl fluoride&#160;</td>
			<td>Sigma&#160;</td>
			<td>#A8456</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>40% Acrylamide&#160;</td>
			<td>Bio-Rad&#160;</td>
			<td>#161-0140</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5-, 10- 20-ml syringes</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5-ml, 10-ml, 25-ml sterile pipettes</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50-ml screw-cap tubes</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium persulfate (APS)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>#A3678</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-alpha-tubulin antibody, 12G10&#160;</td>
			<td>Developed by J. Frankel and M. Nelson, obtained from the Developmental Studies Hybridoma Bank, developed under the auspices of the NICHD, and maintained by the University of Iowa</td>
			<td></td>
			<td>dilution: 1/500</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-glutamylated tubulin antibody, GT335&#160;</td>
			<td>AdipoGen&#160;</td>
			<td>#AG-20B-0020</td>
			<td>dilution: 1/20,000</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aprotinin&#160;</td>
			<td>Sigma&#160;</td>
			<td>#A1153</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Balance (0.1 &#8211; 10 g)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Beckman 1-l polypropylene bottles&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For collecting spinner cultures</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Beckman Avanti J-26 XP centrifuge</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For collecting spinner cultures</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biological stirrer&#160;</td>
			<td>Techne MCS-104L&#160;</td>
			<td></td>
			<td>Installed in the cell culture incubator (for spinner cultures), 25 rpm for Hela S3 and HEK 293 cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bis N,N&#8217;-Methylene-Bis-Acrylamide&#160;</td>
			<td>Bio-Rad&#160;</td>
			<td>#161-0201</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blender IKA Ultra-Turrax&#174;&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For lysing brain tissue, use 5-mm probe, with the machine set at power 6 or 7. Blend the brain tissue 2-3 times for 15 s on ice.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine serum albumin (BSA)</td>
			<td>Sigma&#160;</td>
			<td>#A7906</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bromophenol blue&#160;</td>
			<td>Sigma&#160;</td>
			<td>#1.08122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carboxypeptidase A (CPA)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>#C9268</td>
			<td>Concentration: 1.7&#160;U/&#181;l</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell culture hood</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell culture incubator set at 37&#176;C, 5% CO2</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl sulfoxide (DMSO)</td>
			<td>&#160;Sigma&#160;</td>
			<td>#D8418</td>
			<td>DMSO can enhance cell and skin permeability of other compounds. Avoid contact and use skin and eye protection.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM medium&#160;</td>
			<td>Life Technologies&#160;</td>
			<td>#41965062</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DTT, DL-Dithiothreitol&#160;</td>
			<td>Sigma&#160;</td>
			<td>#D9779</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA</td>
			<td>Euromedex</td>
			<td>#EU0007-C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EGTA</td>
			<td>Sigma&#160;</td>
			<td>#E3889</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol absolute&#160;</td>
			<td>Fisher Chemical&#160;</td>
			<td>#E/0650DF/15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum (FBS)</td>
			<td>Sigma&#160;</td>
			<td>#F7524</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>French pressure cell press&#160;</td>
			<td>Thermo electron corporation</td>
			<td>&#160;#FA-078A</td>
			<td>with a #FA-032 cell; for lysing big amounts of cells. Set at medium ratio, and the gauge pressure of 1,000 psi (corresponds to 3,000 psi inside the disruption chamber).</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycerol</td>
			<td>&#160;VWR Chemicals&#160;</td>
			<td>#24388.295</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycine</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>#G8898</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GTP&#160;</td>
			<td>Sigma&#160;</td>
			<td>#G8877</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating block&#160;</td>
			<td>Stuart&#160;</td>
			<td>#SBH130D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hela cells&#160;</td>
			<td></td>
			<td>ATCC&#174; CCL-2&#8482;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hela S3 cells&#160;</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>ATCC&#174; CCL-2.2&#8482;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid (HCl )</td>
			<td>VWR</td>
			<td>#20252.290</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inverted microscope&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>With fluorescence if cell transfection is to be verified</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropanol&#160;</td>
			<td>VWR&#160;</td>
			<td>#20842.298</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>jetPEI</td>
			<td>Polyplus&#160;</td>
			<td>#101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>JLA-8.1000 rotor&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For collecting spinner cultures</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KOH&#160;</td>
			<td>Sigma&#160;</td>
			<td>#P1767</td>
			<td>KOH is corrosive and causes burns; use eye and skin protection.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-Glutamine&#160;</td>
			<td>Life Technologies&#160;</td>
			<td>#25030123</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laboratory centrifuge for 50-ml tubes</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>4-16 K&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Leupeptin&#160;</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>#L2884</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Liquid nitrogen&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro-pipettes p2.5, p10, p20, p100, p200 and p1000 and corresponding tips</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropestles</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>#0030 120.973</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse brain tissue&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Animal care and use for this study were performed in accordance with the recommendations of the European Community (2010/63/UE). Experimental procedures were specifically approved by the ethics committee of the Institut Curie CEEA-IC #118 (authorization no. 04395.03 given by National Authority) in compliance with the international guidelines.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needles 18G X 1 &#189;&#8221; (1.2 X 38 mm</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>#18G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needles 20G X 1 &#189;&#8221; (0.9 X 38 mm</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>#20G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needles 21G X 4 &#190;&#8221; (0.8 X 120 mm</td>
			<td>B.Braun</td>
			<td>#466 5643</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Parafilm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS&#160;</td>
			<td>Life Technologies&#160;</td>
			<td>#14190169</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin-Streptomycin&#160;</td>
			<td>Life Technologies&#160;</td>
			<td>#15140130</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pH-meter</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phenylmethanesulfonyl fluoride (PMSF)</td>
			<td>Sigma&#160;</td>
			<td>#P7626</td>
			<td>PMSF powder is hazardous. Use skin and eye protection when preparing PMSF solutions.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PIPES&#160;</td>
			<td>Sigma&#160;</td>
			<td>#P6757</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette-boy</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotors</td>
			<td>Beckman 70.1 Ti; TLA-100.3; and TLA 55</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SDS-PAGE electrophoresis equipment&#160;</td>
			<td>Bio-Rad&#160;</td>
			<td>#1658001FC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SDS, Sodium dodecyl sulphate&#160;</td>
			<td>VWR&#160;</td>
			<td>#442444H</td>
			<td>For preparing Laemmeli buffer&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SDS, Sodium dodecyl sulphate&#160;</td>
			<td>Sigma&#160;</td>
			<td>#L5750</td>
			<td>For preparing &#39;TUB&#39; SDS-PAGE gels</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sonicator&#160;</td>
			<td>Branson</td>
			<td>#101-148-070</td>
			<td>Used for lysing cells grown as adherent cultures. Use 6.5 mm diameter probe, set the sonicator at &#8220;Output control&#8221; 1, &#8220;Duty cycle&#8221; 10% and time depending on the cell type used.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tabletop centrifuge for 1.5 ml tubes</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>5417R&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TEMED, N, N, N&#8242;, N&#8242;-Tetramethylethylenediamine&#160;</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>#9281</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trichostatin A (TSA)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>#T8552</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100&#160;</td>
			<td>Sigma&#160;</td>
			<td>#T9284</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trizma base (Tris)</td>
			<td>Sigma&#160;</td>
			<td>#T1503</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin&#160;</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>#15090046</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultracentrifuge rotors&#160;</td>
			<td></td>
			<td>TLA-55, TLA-100.3 and 70.1 Ti rotors</td>
			<td>Set at 4&#176;C or 30&#176;C based on the need of the experiment&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultracentrifuge tubes&#160;</td>
			<td>Beckman</td>
			<td>#357448&#160;</td>
			<td>for using with TLA-55 rotor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultracentrifuge tubes&#160;</td>
			<td>Beckman</td>
			<td>#349622</td>
			<td>for using with TLA-100.3 rotor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultracentrifuge tubes&#160;</td>
			<td>Beckman</td>
			<td>#355631&#160;</td>
			<td>for using with 70.1 Ti rotor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultracentrifuges</td>
			<td>Beckman</td>
			<td>Optima L80-XP (or equivalent) and Optima MAX-XP (or equivalent)</td>
			<td>Set at 4&#176;C or 30&#176;C based on the need of the experiment&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortex mixer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water bath equipped with floaters or tube holders</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Set at 30&#176;C&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

purification of tubulin with controlled posttranslational modifications and isotypes from limited sources by polymerization-depolymerization cycles

미세 투외 세포 골격의 연구의 한 가지 중요한 측면은 체외 재구성 실험에서 미세 tubule 행동의 조사입니다. 그(것)들은 역학과 같은 microtubules의 본질적인 속성의 분석및 microtubule 관련 단백질 (MAPs)와의 상호 작용을 허용합니다. "tubulin 코드"는 마이크로 튜블러 특성 및 기능의 조절자로서 다양한 튜룰린 동종 형 및 다양한 번역 후 변형 (PTM)을 가리키는 새로운 개념입니다. 튜룰린 코드의 분자 메커니즘을 탐구하려면 특정 동종 및 PTM을 사용하여 정제 된 튜룰린을 사용하여 체외 재구성 실험을 수행하는 것이 중요합니다.
현재까지, 이것은 널리 체외 실험에서 사용되는 뇌 튜룰린으로 기술적으로 도전했다, 많은 PTM을 항구하고 정의 된 동종 조성을 가지고. 따라서, 우리는 중합 및 비합화 주기의 고전적인 접근 방식을 사용하여, 다른 소스와 다른 등류 조성 및 제어 된 PTM로 튜룰린을 정화하기 위해이 프로토콜을 개발했다. 선호도 정화에 기초한 기존 방법에 비해, 이러한 접근법은 중합또는 중합화에 내성이 있는 튜룰린이 연속정화 단계에서 버려짐에 따라 순수하고 중합화능력이 있는 튜룰린을 산출한다.
우리는 현탁액또는 부착 배양으로 성장한 세포주에서 튜룰린의 정제를 설명하고 단일 마우스 뇌에서 설명합니다. 이 방법은 먼저 서스펜션 및 부착 설정 모두에서 세포 질량의 생성을 설명하고, 용해 단계, 중합-폴리머화 주기에 의한 튜룰린 정화의 연속적인 단계를 설명한다. 우리의 방법은 관련 단백질과의 마이크로 튜부 및 마이크로 튜블러 상호 작용의 본질적인 특성에 대한 튜룰린 코드의 영향을 다루는 실험에 사용할 수있는 tubulin을 산출합니다.

이 방법의 주요 목표는 정제 된 구성 요소와 함께 반복 된 체외 실험을 수행하기에 충분한 수량으로 고품질의 조립 능력이있는 튜룰린을 생산하는 것입니다. 이 튜룰린에서 조립된 마이크로튜블러는 동적 또는 안정적인 마이크로튜부를 이용한 총 내부 반사 형광(TIRF) 현미경 기술, 미세투부역학, MAP 또는 분자 모터와의 상호 작용 및모터(25)에의한 힘 발생을 테스트하는 실험에서 재구성 된 해석에 사용될 수 있다. 그들은 또한 마이크로 튜블러-MAP 공동 펠릿 분석 및 고체 상태 NMR 분광법28에서사용할 수 있습니다.
정화 공정 전반에 걸쳐 튜룰린의 농축및 순도는 쿠마시 염색 된 SDS-폴리 아크라이알라미드 젤 전기 포근 (PAGE) 젤을 사용하여 모니터링 할 수 있으며, 바람직하게는 'TUB' SDS-PAGE 젤을 사용하여 단일 반밴드로 공동 이동하는 α 및 β 튜룰린의분리를허용합니다. 다양한 단계에서 수집된 용해(최후의 비합화를 제외하고, 프로토콜 참조)는 튜룰린 정제의 성공을 평가하기 위한 비교 가능한 양으로 젤에 적재된다(도2A)24. 매우 귀중한 최종 튜룰린 샘플은 튜부린 농도의 측정을 위해 젤에만 로드됩니다. 중합 및 비합화의 반복 사이클의 과정에서 일부 튜룰린을 잃는 것은 정상입니다. 최종 정제 된 튜룰린의 예상보다 낮은 수율은 (i) 마이크로 투블러의 불완전한 비합화로 인해 될 수 있으며, 분수 P3, P5 및 P7, 또는 (ii) 마이크로튜부로비효율적인 튜룰린 중합화가 존재하는 중요한 양의 튜룰린의 존재에 의해 시각화되며, 이 경우 더 적은 양의 튜룰린이 분획 P2, P4 및 P6 이상분획 SN2, SN4 및 SN6(그림2B)에서존재한다. 중합 단계(P2 및 P4의 더 적은 양)(i)가 중합(ii) GTP의 신선한 알리쿼트를 사용하는 동안 충분한 튜룰린 농도를 보장하고,또는(iii) 중합 반응의 온도를 재확인한다. 투룰린이 비합합 단계(SN3 및 SN5의 더 적은 양)에서 분실되면, 얼음에 혼합의 시간뿐만 아니라 파이펫팅을 증가시면.
정제된 튜룰린의 정량화를 위해, SDS-PAGE에서 소 세럼 알부민(BSA, 0.5 μg – 1 μg – 2 μg – 4 μg)(그림 3A)의알려진 수량과 함께 샘플을 실행한다. 젤은 쿠마시 블라스트 블루, 스캔, BSA 및 튜룰린 밴드의 강도로 염색되어 https://openwetware.org/wiki/Protein_Quantification_Using_ImageJ 설명된 정량적밀도(도 3B)에의해 측정됩니다. 동일한 분석은 피지에서 수행 할 수 있습니다, ImageJ33의업그레이드 된 버전. BSA 대역의 값은 튜룰린 대역에서 단백질의 양을 계산하는 데 사용되었던 선형 회귀 방정식을 결정하는 데 사용되었습니다. BSA 곡선 범위 내에서 튜룰린 밴드 강도만 사용하여 튜룰린 농도를 결정합니다. 계산된 튜룰린 농도에 기초하여, 원하는 부비의 알리쿼트(aliquots)가 액체 질소로 제조되고, 스냅 냉동되어 -80°C에 저장된다. 우리는 일반적으로 HeLa S3 서스펜션 배양물 4 개 스피너 병 (세포의 ~ 15 g), 10 15cm 직경의 요리 (세포 1.2 g)에서 - 250 μg의 튜룰린과 마우스 뇌 조직 1 g에서 - 1 mg의 튜룰린을 얻습니다.
특정 튜불린 이소타입 또는 수정의 농축을 확인하기 위해, 정제된 튜불린의 ~0.1 μg는 각각의 항체를 사용하여 면역블레드될 수 있다34,35. 컨트롤 튜룰린은 관심의 튜룰린에 따라 달라집니다. 변형 효소로 체외에서 변형된 튜룰린의 경우 비처리 된 튜룰린을 제어로 사용하십시오. 변종의 과발현에 의해 셀룰로에서 변형된 튜불린의 경우, 효소를 대조군으로 표현하지 않는 세포로부터 정제된 튜불린을 사용한다(도4A). 녹아웃 마우스 뇌로부터 정제된 튜룰린에 대한 제어 튜룰린은 야생형마우스(도 4B)로부터튜룰린이 될 것이다. 모든 면역블롯 분석에서, PTM 독립적인 α-투룰린 항체(12G10)를 사용하여 동일한 부하의 튜불린이 검증된다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61826/61826fig01.jpg"> 도 1: 중합-중합 주기를 사용하여 다른 소스로부터 의 투룰린 정제. (A)튜룰린의 다른 소스는 특정 전략을 사용하여 lysed. 현탁액에서 배양된 HeLa S3 세포는 프랑스 언론을 사용하여 용액을 제거합니다. HEK-293 세포는 반복적인 파이펫팅에 의해 용해된다. 부착 세포는 조직 균질화를 사용하여 초음파 처리 및 마우스 뇌 조직의 짧은 펄스를 사용하여 용해되었다. (B)냉중합 및 온수 중합의 주기를 이용한 튜룰린 정화 프로토콜의 연속단계의 회로도 표현. 용액과 용액 설명 후, 마이크로 투튜브는 중합및 펠릿화된다. 마이크로튜블은 그 때 중합화되고 그 후에 고어도 완충제에서 중합하게 허용되고, 마이크로튜버와 함께 마이크로투알 관련 단백질(MAP) 공동 침전을 방지합니다. MAP-free 마이크로튜블은 그 후 중합화-중합제의 제3주기를 더 거쳐 고약함 버퍼의 미량을 제거할 수 있다. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/61826/61826fig01large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61826/61826fig02.jpg"> 그림 2: 튜룰린 정화의 성공 평가. 튜룰린 정화 프로토콜의 다른 단계에서 수집된 샘플은 'TUB' 나트륨 도데딜설라테-폴리아크라이알라미드 젤 전기포아증(SDS-PAGE) 젤(자세한 내용의 프로토콜 참조)에서 실행되었으며 쿠마시 브릴리언트 블루로 염색하였다. (A)성공적인 튜룰린 정화에서 α 및 β 튜룰린은 과정 전반에 걸쳐 점진적으로 풍부합니다. 제2 중합 후, 마이크로튜브 펠릿(P4)은 다른 단백질 또는 마이크로튜트 관련 단백질(MAP)으로부터 거의 오염이 없다. 절차 중에 튜룰린을 잃는 것은 정상입니다. (B)실패한 튜룰린 정제에서 최종 튜룰린 수율은 낮으며, 투룰린은 중합 후 또는 중합 후 상부체(red box)에 남아 있다. 여기에 나타난 예에서, 튜룰린은 두 중합 단계에서 효율적으로 중합하지 않았다. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/61826/61826fig02large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61826/61826fig03.jpg"> 그림 3: 쿠마시 염색 나트륨 도데실설페이트-폴리아크라이알라미드 젤 전기포레시스(SDS-PAGE) 젤 및 밀도를 사용하여 정제된 튜룰린의 정량화. (A)쿠마시 스테인드 SDS-PAGE 젤은 소 세럼 알부민(BSA; 0.5, 1, 2 및 4 μg, 회색 그라데이션 라인) 및 정제된 튜룰린의 다른 부피(각각 0.5 및 1 μL, 빛 및 어두운 색상)의 알려진 수량을 가진 겔. 표시된 예에서, 티로시네이트 튜룰린(HeLa S3 tubulin, 밝고 다크 오렌지) 및 탈티로시네이트 튜룰린(Carboxypeptidase A로 처리된 HeLa S3 tubulin, 가볍고 진한 파란색)이 젤에 적재되었다. (B)B) BSA 대역으로부터 (A)는 ImageJ(임의 단위, AU)를 사용하여 정량화하고 적재된 단백질의 양(회색에서 검은 색 점에)에 대하여 플롯하였다. 이러한 점은 겔에 로드된 튜룰린 샘플(빛과 진한 주황색 및 파란색 점)에서 단백질의 양을 계산하는 데 사용된 선형 회귀 선(회색 그라데이션 라인) 및 방정식을 계산하는 데 사용되었습니다. 이것은 튜룰린 샘플의 농도의 계산을 용이하게. BSA 표준 곡선을 초과하는 점을 사용하여 농도(짙은 주황색 및 파란색 점)를 결정해서는 안 됩니다. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/61826/61826fig03large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61826/61826fig04.jpg"> 그림 4: 다른 PTM을 가진 정제 된 튜불린의 면역 블롯 분석. (A)HEK-293 세포로부터 정제된 투굴린: GT335 항체를 이용한 폴리글루타밀화의 특이적 농축을 위해 TTLL5 또는 TTLL7을 과발현하는 세포가 분석되었다. TTLL5 과발현은 α 및 β 튜룰린에서 폴리글루타밀레이션을 증가시지만 TTLL7 과발현은 특히 β-튜룰린 글루타밀레이션을 풍부하게 합니다. (B)투툴린은 야생형 및 ttll1-/-마우스의 뇌 조직으로부터 정제된 글루타밀화 의 패턴을 분석하였다. 주요 뇌 글루타밀라제 TTLL136이부족한 ttll1-/-마우스로부터 튜룰린의 폴리글루타밀화의 강력한 감소를 주목한다. 'TUB' 젤은 α 및 β 튜룰린을 분리하는 데 사용되었습니다. 12G10, 항-α-튜룰린 항체에 의해 동일한 양의 튜룰린 하중이 확인되었다. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/61826/61826fig04large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

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Purification of Tubulin with Controlled Posttranslational Modifications and Isotypes from Limited Sources by Polymerization-Depolymerization Cycles

이 프로토콜은 중합 및 중합 주기를 사용하여 배양 된 세포 또는 단일 마우스 뇌와 같은 중소 규모의 소스에서 튜룰린 정제를 설명합니다. 정제 된 튜룰린은 특정 동종형으로 풍부해지거나 특정 번역 후 변형을 가지며 체외 재관체 검사에서 미세 tubule 역학 및 상호 작용을 연구하는 데 사용할 수 있습니다.

중합-비합화 주기에 의해 제한된 소스에서 제어 된 번역 후 수정 및 동형으로 투불린의 정화

One important aspect of studies of the microtubule cytoskeleton is the investigation of microtubule behavior in in vitro reconstitution experiments. They ...

purification-tubulin-with-controlled-posttranslational-modifications

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Biochemistry

5.0K 조회수.  Institut Curie. 이 프로토콜은 중합 및 중합 주기를 사용하여 배양 된 세포 또는 단일 마우스 뇌와 같은 중소 규모의 소스에서 튜룰린 정제를 설명합니다. 정제 된 튜룰린은 특정 동종형으로 풍부해지거나 특정 번역 후 변형을 가지며 체외 재관체 검사에서 미세 tubule 역학 및 상호 작용을 연구하는 데 사용할 수 있습니다.

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Directed Protein Packaging within Outer Membrane Vesicles from Escherichia coli: Design, Production and Purification

An increasing interest in applying synthetic biology techniques to program outer membrane vesicles (OMV) are leading to some very interesting and unique applications for OMV where traditional nanoparticles are proving too difficult to synthesize. To date, all Gram-negative bacteria have been shown to produce OMV demonstrating packaging of a variety of cargo that includes small molecules, peptides, proteins and genetic material. Based on their diverse cargo, OMV are implicated in many biological processes ranging from cell-cell communication to gene transfer and delivery of virulence factors depending upon which bacteria are producing the OMV. Only recently have bacterial OMV become accessible for use across a wide range of applications through the development of techniques to control and direct packaging of recombinant proteins into OMV. This protocol describes a method for the production, purification, and use of enzyme packaged OMV providing for improved overall production of recombinant enzyme, increased vesiculation, and enhanced enzyme stability. Successful utilization of this protocol will result in the creation of a bacterial strain that simultaneously produces a recombinant protein and directs it for OMV encapsulation through creating a synthetic linkage between the recombinant protein and an outer membrane anchor protein. This protocol also details methods for isolating OMV from bacterial cultures as well as proper handling techniques and things to consider when adapting this protocol for use for other unique applications such as: pharmaceutical drug delivery, medical diagnostics, and environmental remediation.

Directed Protein Packaging within Outer Membrane Vesicles from Escherichia coli: Design, Production and Purification

A protocol for the production, purification, and use of enzyme packaged outer membrane vesicles (OMV) providing for enhanced enzyme stability for implementation across diverse applications is presented.

에서 외부 막 소포 내에서 감독 단백질 포장<em&gt; 대장균</em&gt; : 디자인, 생산 및 정제

An increasing interest in applying synthetic biology techniques to program outer membrane vesicles (OMV) are leading to some very interesting and unique ...

연구

생화학

Tandem Affinity Purification of Protein Complexes from Eukaryotic Cells

The purification of active protein-protein and protein-nucleic acid complexes is crucial for the characterization of enzymatic activities and de novo identification of novel subunits and post-translational modifications. Bacterial systems allow for the expression and purification of a wide variety of single polypeptides and protein complexes. However, this system does not enable the purification of protein subunits that contain post-translational modifications (e.g., phosphorylation and acetylation), and the identification of novel regulatory subunits that are only present/expressed in the eukaryotic system. Here, we provide a detailed description of a novel, robust, and efficient tandem affinity purification (TAP) method using STREP- and FLAG-tagged proteins that facilitates the purification of protein complexes with transiently or stably expressed epitope-tagged proteins from eukaryotic cells. This protocol can be applied to characterize protein complex functionality, to discover post-translational modifications on complex subunits, and to identify novel regulatory complex components by mass spectrometry. Notably, this TAP method can be applied to study protein complexes formed by eukaryotic or pathogenic (viral and bacterial) components, thus yielding a wide array of downstream experimental opportunities. We propose that researchers working with protein complexes could utilize this approach in many different ways.

We describe here a novel, robust, and efficient tandem affinity purification (TAP) method for the expression, isolation, and characterization of protein complexes from eukaryotic cells. This protocol could be utilized for the biochemical characterization of discrete complexes as well as the identification of novel interactors and post-translational modifications that regulate their function.

진핵 세포에서 단백질 복합체의 탠덤 선호도 정화

The purification of active protein-protein and protein-nucleic acid complexes is crucial for the characterization of enzymatic activities and de novo ...

Differential Scanning Calorimetry &#8212; A Method for Assessing the Thermal Stability and Conformation of Protein Antigen

Differential scanning calorimetry (DSC) is an analytical technique that measures the molar heat capacity of samples as a function of temperature. In the case of protein samples, DSC profiles provide information about thermal stability, and to some extent serves as a structural &#8220;fingerprint&#8221; that can be used to assess structural conformation. It is performed using a differential scanning calorimeter that measures the thermal transition temperature (melting temperature; Tm) and the energy required to disrupt the interactions stabilizing the tertiary structure (enthalpy; &#8710;H) of proteins. Comparisons are made between formulations as well as production lots, and differences in derived values indicate differences in thermal stability and structural conformation. Data illustrating the use of DSC in an industrial setting for stability studies as well as monitoring key manufacturing steps are provided as proof of the effectiveness of this protocol. In comparison to other methods for assessing the thermal stability of protein conformations, DSC is cost-effective, requires few sample preparation steps, and also provides a complete thermodynamic profile of the protein unfolding process.

Differential scanning calorimetry measures the thermal transition temperature(s) and total heat energy required to denature a protein. Results obtained are used to assess the thermal stability of protein antigens in vaccine formulations.

시차 주사 열량 - 단백질 항원의 열 안정성과 형태를 평가하기위한 방법

Differential scanning calorimetry (DSC) is an analytical technique that measures the molar heat capacity of samples as a function of temperature. In the ...

Expression, Purification, and Antimicrobial Activity of S100A12

Calgranulin proteins are important mediators of innate immunity and are members of the S100 class of the EF-hand family of calcium binding proteins. Some S100 proteins have the capacity to bind transition metals with high affinity and effectively sequester them away from invading microbial pathogens in a process that is termed "nutritional immunity". S100A12 (EN-RAGE) binds both zinc and copper and is highly abundant in innate immune cells such as macrophages and neutrophils. We report a refined method for the expression, enrichment and purification of S100A12 in its active, metal-binding configuration. Utilization of this protein in bacterial growth and viability analyses reveals that S100A12 has antimicrobial activity against the bacterial pathogen, Helicobacter pylori. The antimicrobial activity is predicated on the zinc-binding activity of S100A12, which chelates nutrient zinc, thereby starving H. pylori which requires zinc for growth and proliferation.

Here, we present a method to express and purify S100A12 (calgranulin C). We describe a protocol to measure its antimicrobial activity against the human pathogen H. pylori.

Calgranulin proteins are important mediators of innate immunity and are members of the S100 class of the EF-hand family of calcium binding proteins. Some ...

Isolation of Intermediate Filament Proteins from Multiple Mouse Tissues to Study Aging-associated Post-translational Modifications

Intermediate filaments (IFs), together with actin filaments and microtubules, form the cytoskeleton &#8211; a critical structural element of every cell. Normal functioning IFs provide cells with mechanical and stress resilience, while a dysfunctional IF cytoskeleton compromises cellular health and has been associated with many human diseases. Post-translational modifications (PTMs) critically regulate IF dynamics in response to physiological changes and under stress conditions. Therefore, the ability to monitor changes in the PTM signature of IFs can contribute to a better functional understanding, and ultimately conditioning, of the IF system as a stress responder during cellular injury. However, the large number of IF proteins, which are encoded by over 70 individual genes and expressed in a tissue-dependent manner, is a major challenge in sorting out the relative importance of different PTMs. To that end, methods that enable monitoring of PTMs on IF proteins on an organism-wide level, rather than for isolated members of the family, can accelerate research progress in this area. Here, we present biochemical methods for the isolation of the total, detergent-soluble, and detergent-resistant fraction of IF proteins from 9 different mouse tissues (brain, heart, lung, liver, small intestine, large intestine, pancreas, kidney, and spleen). We further demonstrate an optimized protocol for rapid isolation of IF proteins by using lysing matrix and automated homogenization of different mouse tissues. The automated protocol is useful for profiling IFs in experiments with high sample volume (such as in disease models involving multiple animals and experimental groups). The resulting samples can be utilized for various downstream analyses, including mass spectrometry-based PTM profiling. Utilizing these methods, we provide new data to show that IF proteins in different mouse tissues (brain and liver) undergo parallel changes with respect to their expression levels and PTMs during aging.

In this method, we present biochemical procedures for rapid and efficient isolation of intermediate filament (IF) proteins from multiple mouse tissues. Isolated IFs can be used to study changes in post-translational modifications by mass spectrometry and other biochemical assays.

노화 관련 post-translational 수정을 공부하기 위해 여러 마우스 조직에서 중간 필라멘트 단백질의 분리

Intermediate filaments (IFs), together with actin filaments and microtubules, form the cytoskeleton &#8211; a critical structural element of every cell. ...

Purification of Hepatocytes and Sinusoidal Endothelial Cells from Mouse Liver Perfusion

This protocol demonstrates a method for obtaining high yield and viability for mouse hepatocytes and sinusoidal endothelial cells (SECs) suitable for culturing or for obtaining cell lysates. In this protocol, the portal vein is used as the site for catheterization, rather than the vena cava, as this limits contamination of other possible cell types in the final liver preparation. No special instrumentation is required throughout the procedure. A water bath is used as a source of heat to maintain the temperature of all the buffers and solutions. A standard peristaltic pump is used to drive the fluid, and a refrigerated table-top centrifuge is required for the centrifugation procedures. The only limitation of this technique is the placement of the catheter within the portal vein, which is challenging on some of the mice in the 18 - 25 g size range. An advantage of this technique is that only one vein is utilized for the perfusion and the access to the vein is quick, which minimizes ischemia and reperfusion of the liver that reduces hepatic cell viability. Another advantage to this protocol is that it is easy to distinguish live from dead hepatocytes by eyesight due to the difference in cellular density during the centrifugation steps. Cells from this protocol may be used in cell culture for any downstream application as well as processed for any biochemical assessment.

The goal of this protocol is to obtain high viability and high yield of hepatocytes and sinusoidal endothelial cells from liver. This is accomplished by perfusing the liver with a type IV collagenase solution via the portal vein, followed by differential centrifugation to obtain hepatocytes and sinusoidal endothelial cells.

Hepatocytes에서 마우스 간 사인 내 피 세포의 정화 관류

This protocol demonstrates a method for obtaining high yield and viability for mouse hepatocytes and sinusoidal endothelial cells (SECs) suitable for ...

Interactions with and Membrane Permeabilization of Brain Mitochondria by Amyloid Fibrils

A growing body of evidence indicates that membrane permeabilization, including internal membranes such as mitochondria, is a common feature and primary mechanism of amyloid aggregate-induced toxicity in neurodegenerative diseases. However, most reports describing the mechanisms of membrane disruption are based on phospholipid model systems, and studies directly targeting events occurring at the level of biological membranes are rare. Described here is a model for studying the mechanisms of amyloid toxicity at the membrane level. For mitochondrial isolation, density gradient medium is used to obtain preparations with minimal myelin contamination. After mitochondrial membrane integrity confirmation, the interaction of amyloid fibrils arising from &#945;-synuclein, bovine insulin, and hen egg white lysozyme (HEWL) with rat brain mitochondria, as an in vitro biological model, is investigated. The results demonstrate that treatment of brain mitochondria with fibrillar assemblies can cause different degrees of membrane permeabilization and ROS content enhancement. This indicates structure-dependent interactions between amyloid fibrils and mitochondrial membrane. It is suggested that biophysical properties of amyloid fibrils and their specific binding to mitochondrial membranes may provide explanations for some of these observations.

Provided here is a protocol for investigating the interactions between native form, prefibrillar, and mature amyloid fibrils of different peptides and proteins with mitochondria isolated from different tissues and various areas of the brain.

아밀로이드 피브릴스뇌 미토콘드리아의 상호 작용 및 막 관과화

A growing body of evidence indicates that membrane permeabilization, including internal membranes such as mitochondria, is a common feature and primary ...

Profiling Ubiquitin and Ubiquitin-like Dependent Post-translational Modifications and Identification of Significant Alterations

Ubiquitin (ub) and ubiquitin-like (ubl) dependent post-translational modifications of proteins play fundamental biological regulatory roles within the cell by controlling protein stability, activity, interactions, and intracellular localization. They enable the cell to respond to signals and to adapt to changes in its environment. Alterations within these mechanisms can lead to severe pathological situations such as neurodegenerative diseases and cancers. The aim of the technique described here is to establish ub/ubls dependent PTMs profiles, rapidly and accurately, from cultured cell lines. The comparison of different profiles obtained from different conditions allows the identification of specific alterations, such as those induced by a treatment for example. Lentiviral mediated cell transduction is performed to create stable cell lines expressing a two-tags (6His and Flag) version of the modifier (ubiquitin or a ubl such as SUMO1 or Nedd8). These tags permit the purification of ubiquitin and therefore of ubiquitinated proteins from the cells. This is done through a two-step purification process: The first one is performed in denaturing conditions using the 6His tag, and the second one in native conditions using the Flag tag. This leads to a highly specific and pure isolation of modified proteins which are subsequently identified and semi-quantified by liquid chromatography followed by tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) technology. Easy informatics analysis of MS data using Excel software enables the establishment of PTM profiles by eliminating background signals. These profiles are compared between each condition in order to identify specific alterations which will then be studied more specifically, starting with their validation by standard biochemistry techniques.

This protocol aims at establishing ubiquitin (Ub) and ubiquitin-likes (Ubls) specific proteomes in order to identify alterations of these kind of post-translational modifications (PTMs), associated with a specific condition such as a treatment or a phenotype.

유비퀴틴 및 유비퀴틴과 같은 종속 적 번역 후 수정 및 중대한 변경 식별 프로파일링

Ubiquitin (ub) and ubiquitin-like (ubl) dependent post-translational modifications of proteins play fundamental biological regulatory roles within the ...

Cell Fractionation of U937 Cells by Isopycnic Density Gradient Purification

This protocol describes a method to obtain subcellular protein fractions from mammalian cells using a combination of detergents, mechanical lysis, and isopycnic density gradient centrifugation. The major advantage of this procedure is that it does not rely on the sole use of solubilizing detergents to obtain subcellular fractions. This makes it possible to separate the plasma membrane from other membrane-bound organelles of the cell. This procedure will facilitate the determination of protein localization in cells with a reproducible, scalable, and selective method. This method has been successfully used to isolate cytosolic, nuclear, mitochondrial, and plasma membrane proteins from the human monocyte cell line, U937. Although optimized for this cell line, this procedure may serve as a suitable starting point for the subcellular fractionation of other cell lines. Potential pitfalls of the procedure and how to avoid them are discussed as are alterations that may need to be considered for other cell lines.

This fractionation protocol will allow researchers to isolate cytoplasmic, nuclear, mitochondrial, and membrane proteins from mammalian cells. The latter two subcellular fractions are further purified via isopycnic density gradient.

아이소피크닉 밀도 구배 정제에 의한 U937 세포의 세포 분획

This protocol describes a method to obtain subcellular protein fractions from mammalian cells using a combination of detergents, mechanical lysis, and ...

Ganglioside Extraction, Purification and Profiling

Gangliosides are glycosphingolipids that contain one or more sialic acid residues. They are found on all vertebrate cells and tissues but are especially abundant in the brain. Expressed primarily on the outer leaflet of the plasma membranes of cells, they modulate the activities of cell surface proteins via lateral association, act as receptors in cell-cell interactions and are targets for pathogens and toxins. Genetic dysregulation of ganglioside biosynthesis in humans results in severe congenital nervous system disorders. Because of their amphipathic nature, extraction, purification, and analysis of gangliosides require techniques that have been optimized by many investigators in the 80 years since their discovery. Here, we describe bench-level methods for the extraction, purification, and preliminary qualitative and quantitative analyses of major gangliosides from tissues and cells that can be completed in a few hours. We also describe methods for larger scale isolation and purification of major ganglioside species from brain. Together, these methods provide analytical and preparative scale access to this class of bioactive molecules.

Gangliosides are sialic acid-bearing glycosphingolipids that are particularly abundant in the brain. Their amphipathic nature requires organic/aqueous extraction and purification techniques to ensure optimal recovery and accurate analyses. This article provides overviews of analytic and preparative scale ganglioside extraction, purification, and thin layer chromatography analysis.

Ganglioside 추출, 정제 및 프로파일링

Gangliosides are glycosphingolipids that contain one or more sialic acid residues. They are found on all vertebrate cells and tissues but are especially ...