Name: purification of the membrane compartment for endoplasmic reticulum-associated degradation of exogenous antigens in cross-presentation
Uploaded: 2017-08-21T14:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 48 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Purification of the Membrane Compartment for Endoplasmic Reticulum-associated Degradation of Exogenous Antigens in Cross-presentation at JoVE.com

هذا العمل معتمد من قبل جامعة تاكاساكي للصحة والرعاية الاجتماعية.

1-زراعة الخلايا وإضافة المستضدات خارجية المنشأ بوفا <ol><li>تحضير تستخدم وصفها بروتين البيوتين كيت بعد الشركة المصنعة &#39; بروتوكول s. 
	ملاحظة: عادة، بوفا يحتوي على البيوتين م 2 الواحدة 1 "متر البويضات" في المتوسط-</li>
	<li>الخلايا DC2.4 تنمو في ربمي-1640 تستكمل مع مم 2 لتر-الجلوتامين، بيروفات صوديوم 1 مم والأحماض الأمينية غير الأساسية 0.1 مم، 100 يو/مليلتر البنسلين-ستربتوميسين، 55 مم 2-mercaptoethanol، 10 مم حبيس (درجة الحموضة 7.5) ومصل العجل الجنين 10% (يشار إليها فيما بعد ربمي) عند 37 درجة مئوية في 5 % CO 2 في حاضنة هوميديفيد (يشار إليها فيما بعد دون ذكر، الخلايا هي المحتضنة في هذا الشرط). من الممكن أيضا استخدام دميم وتستكمل مع 10% مصل العجل الجنين، 3.7 غرام/لتر ناكو 3 (يشار إليها فيما بعد دميم) بدلاً من ربمي.</li>
	<li>في اليوم قبل تنقية، تقسيم الخلايا إلى ربمي إلى 1 × 10 5 خلايا/مل في صفيحة زراعة الأنسجة. تجنب حفظ الخلايا في دولة المتلاقية. خلايا DC2.4 يمكن إدراج الغاية المستضدات خارجية المنشأ حتى دولة شبه المتلاقية، ولكن تفقد القدرة بسرعة بعد التوصل إلى إقامة دولة روافد الإفراط.</li>
	خلايا <li>قبل DC2.4 شبه المتلاقية وإضافة 250 ميكروغرام/مل من بوفا 1 × 10 6 خلايا/مل واحتضانها حاء – 2-4 
	ملاحظة: أثناء تجارب المصب، كافة المخازن المؤقتة والمواد الكاشفة وتحفظ في 4 درجات مئوية ما لم يبين خلاف ذلك.</li>
</ol> 2. إعداد ميكروسوميس <ol><li>حصاد الخلايا DC2.4 من بيبيتينج رقيقة من لوحة النسيج في أنبوب 50 مل مخروطية الشكل جديد.</li>
	<li>الطرد المركزي في غ س 1,000 لمدة 5 دقائق، 4 درجة مئوية، وإزالة بعناية المتوسطة مع بوفا بتطلع.</li>
	<li>تغسل الخلايا DC2.4 مرتين مع 40 مل من برنامج تلفزيوني المخزن المؤقت (1.37 ملم كلوريد الصوديوم، 8.1 مم نا 2 هبو 4 مم 2.68 بوكل، 1.47 م خ 2 ص 4) باستخدام الطرد المركزي في 1,000 س ز لمدة 5 دقائق، 4 درجة مئوية، وتجاهل المادة طافية في كل مرة بتطلع.</li>
	<li>ريسوسبيند بيليه في الخطوة 2، 3 في 1-2 مل (1/20-1/10 حجم الثقافة المتوسطة) من متوسطة التجانس (0.25 م السكروز، 1 مم يدتا، 10 مم حبيس-هيدروكسيد الصوديوم [الأس الهيدروجيني 7.4]) مع حجم 1/1,000 الكوكتيل مثبط البروتياز ونقل DC2.4 ريسوسبينديد الخلايا في المثلج دونس الخالطون-</li>
	تعطيل <li>الخلايا DC2.4 ريسوسبينديد بلطف من 10-20 السكتات الدماغية مع الخالطون دونس المثلج. 
	ملاحظة: أثناء الخطوة التعطيل، الخالطون دونسي يتم تبريده في مدت</li>
	<li>نقل تعليق تعطلت الخلية إلى أنبوب مخروطي 15 مل جديدة.</li>
	<li>إضافة المتوسطة التجانس مل 8-9 إلى 10 مل مجموع والطرد المركزي الأنبوبة المخروطية لمدة 10 دقائق في 000 2 × ز و 4 درجة مئوية.</li>
	<li>نقل المادة طافية إلى أنبوب 15 مل مخروطية الشكل جديد لإزالة الخلايا غير منقطعة ونوى، والطرد المركزي الأنبوبة المخروطية مرة أخرى لمدة 10 دقيقة في 000 2 × ز و 4 درجة مئوية.</li>
	<li>نقل المادة طافية في أنبوب تنبيذ فائق جديد وجهاز الطرد المركزي لمدة 45 دقيقة في 000 100 × ز و 4 درجة مئوية.</li>
	<li>نضح المادة طافية وريسوسبيند بيليه بعناية في 1-2 مل متوسطة التجانس مع حجم 1/1,000 الكوكتيل مثبط البروتياز التي بيبيتينج الحل صعودا وهبوطاً عدة مرات لجعل جزء ميكروسومي لتجارب المتلقين للمعلومات-</li>
	<li>نقل الكسر ميكروسومي في أنبوب أسفل 5 مل جولة جديدة- 
	ملاحظة: بعد هذه الخطوة، فمن الممكن لإثراء موضوعي ميكروسوميس بكثافة إيوديكسانول التدرج الطرد المركزي وفقا للشركة المصنعة &#39; بروتوكول s، لإزالة ميكروسوميس غير محددة. الكسور الذروة المستضدات خارجية المنشأ وتم جمعها وتعرض ثم انتقل إلى الخطوة التالية لتنقية (الخطوة 3)-</li>
</ol> 3. تنقية ميكروسوميس مع بوفا "أراد تمر" الخرز SA المغناطيسي <ol><li>حجم إضافة 1/100 من جديد لكسر ميكروسومي خطوة 2.11 في 5 مل جولة الأنبوبة السفلي. 
	ملاحظة: قبل هذه الخطوة، أنه من الممكن قبل مسح جزء ميكروسومي بالخرز التحكم المغناطيسي لتقليل التلوث microsomes غير محددة.</li>
	<li>بلطف المزيج جيدا وتدوير أنبوب أسفل جولة ببطء لمدة 30 دقيقة في 4 ° C.</li>
	<li>إضافة 2-3 مل من تجانس المتوسطة لمجموع 4 مل في أنبوب أسفل جولة ولطف مزيج جيد.</li>
	<li>وضع أنبوب أسفل جولة على الوقوف مغناطيسية واحتضان لمدة 10 دقائق في 4 درجات مئوية. منذ الخرز منضمة إلى الحويصلات تنجذب إلى المغناطيس، الخرز الصغير البنى سوف تتراكم تدريجيا على جدار الأنبوبة الأقرب إلى المغناطيس.</li>
	<li>مع الأنبوب المتبقية في موقف المغناطيسي، بعناية تجاهل في supernatants بالتطلع إزالة الحويصلات غير منضم.</li>
	<li>أغسل الخرز المغناطيسي ملزمة للحويصلات مرتين مع 5 مل متوسطة التجانس المغناطيسي الوقوف لمدة 10 دقائق في 4 درجات مئوية وتجاهل المادة طافية في كل مرة بتطلع بعناية. 
	ملاحظة: دون الوقوف المغناطيسي، تنقية قبل سينتريفوجيشنز في 2,000 س ز لمدة 10 دقائق، 4 درجة مئوية يتوفر أيضا.</li>
	<li>الخرز المغناطيسي منضم إلى الحويصلات بعناية في 100 ميليلتر التجانس المتوسطة حسب بيبيتينج الحل صعودا وهبوطاً عدة مرات ريسوسبيند-</li>
	<li>نقل الحويصلات ريسوسبينديد إلى microtube جديد ميكروسومي المنقي لتجارب المتلقين للمعلومات- 
	ملاحظة: عادة، 50 ميليلتر ميكروسومي جزء يحتوي على 5-20 ميكروغرام البروتينات من 1 × 10 7 الخلايا يمكن أن تكون معزولة.</li>
</ol> 4. تحليل Microsomes تنقية <ol><li>ريسوسبيند المغناطيسي الخرز منضمة إلى الحويصلات من 3.8 خطوة 100-200 ميليلتر من TNE المخزن المؤقت (20 مم تريس-HCl الأس الهيدروجيني 7.4، 150 مم كلوريد الصوديوم، يدتا 0.5 M، 1% P-40 نونيديت) بحجم 1/1,000 الكوكتيل مثبط البروتياز بدلاً من المتوسطة التجانس.</li>
	<li>نقل من الخطوة 4، 1 إلى microtube 1.5 مل جديدة.</li>
	<li>تحديد تركيز البروتين من الخطوة 4، 2 باستخدام مجموعة أدوات مقايسة اتفاق التعاون الأساسي للشركة المصنعة &#39; بروتوكول s- 
	ملاحظة: عادة ما يكون 5-10 ميليلتر من الخطوة 4، 2 ما يكفي لتحديد تركيز البروتين.</li>
	<li>نقل من الخطوة 4، 2 (2 ميكروغرام من البروتين لتلطيخ فضية و 10 ميكروغرام من البروتين النشاف الغربية) إلى microtubes الجديدة-</li>
	<li>وضعت في microtubes على كتلة حرارة في البروتينات 95 درجة مئوية، ويغلي في 1 × مخزونات النشر الاستراتيجي جل تحميل المخزن المؤقت (100 ملم تريس-HCl الأس الهيدروجيني 6.8، 200 ملم ديثيوثريتول، الحزب الديمقراطي الصربي 4%، 0.2% بروموفينول الأزرق، والغليسيرول 20 ٪) للحد الأدنى 5</li>
	<li>الطرد المركزي microtubes لمدة 10 دقائق في 21,500 س ز و 4 درجة مئوية. جمع في سوبيرناتانتس إلى microtubes جديدة لإزالة أجزاء غير قابلة للذوبان.</li>
	<li>تحليل البروتينات حلها في خطوة 4.6 (2 ميكروغرام) من صفحة SD القياسية.</li>
	<li>تصور عدة نطاقات البروتين بالفضية التلوين باستخدام صبغة الفضة عقب الشركة المصنعة &#39; بروتوكول s-</li>
	<li>تحليل البروتينات حلها في خطوة 4.6 (10 ميكروغرام) صفحة SD القياسية والنشاف الغربية. استخدام الكاشف (SA-برنامج الصحة الإنجابية) لكل الشركة المصنعة &#39; s البروتوكول وتصور طريق فلوروجرافي-</li>
</ol> 5. في المختبر إعادة تشكيل "أوبيكويتينيشن أراد" من بوفا "استخدام تنقية ميكروسوميس" ميكروسوميس <ol><li>نقل تنقية (5-10 ميكروغرام من البروتين) من الخطوة 3.8 بحجم خلية شبكية ليستي (RL)، 50% في 1 س رد فعل المخزن المؤقت (50 مم تريس الأس الهيدروجيني 7.4، 3 مم ATP، 0.5 مم مجكل 2)، و 12:02 م معلم العلم أوبيكويتين في microtube جديد. الحجم النهائي لهذه التجربة هو ميليلتر 20-40-</li>
	<li>إينكوباتي microtube ح 2 في 37 درجة مئوية. 
	ملاحظة: إذا كان مقدار بوفا أوبيكويتيناتيد في الخطوة 5، 12 صغير جداً للكشف عن طريق النشاف الغربية، إضافة 10 ميكرون من MG132 أو 2 ميكرومتر من لاكتاسيستين تحول دون معالجة بوفا أوبيكويتيناتيد من بروتيسوميس-</li>
	<li>وقف رد الفعل بوضع microtube على مدت</li>
	<li>حل في microsomes بإضافة 500 ميليلتر TNE من المخزن المؤقت بحجم 1/1,000 الكوكتيل مثبط البروتياز.</li>
	<li>الطرد المركزي microtube لمدة 10 دقائق في 21,500 x ز و 4 درجة مئوية. جمع في supernatants في microtube جديدة لإزالة الكسور غير قابلة للذوبان، التي تتضمن بوفا أوبيكويتيناتيد في DC2.4 قبل الفحص في المختبر أوبيكويتينيشن.</li>
	<li>نقل المادة طافية microtube جديدة وإضافة المجلد 1/100 من حبات SA المغناطيسي الجديد (عادة 5 ميليلتر ل 500 ميليلتر من سوبيرناتانتس).</li>
	<li>المزيج جيدا بلطف وتدوير microtube ببطء لمدة 30 دقيقة في 4 ° C.</li>
	<li>الطرد المركزي microtube لمدة 10 دقائق في 21,500 س ز و 4 ° جيم تجاهل المادة طافية بالتطلع استرداد بوفا وأوبيكويتيناتيد بوفا ملزمة مع الخرز سا-المغناطيسية-</li>
	<li>يغسل مرتين الخرز سا-المغناطيسية التي تم جمعها مع 1 مل من TNE المخزن المؤقت باستخدام الطرد المركزي لمدة 10 دقائق في 21,500 س ز و 4 ° جيم تجاهل المادة طافية في كل مرة بتطلع.</li>
	<li>غلى الخرز سا-المغناطيسية في 1 س جل الحزب الديمقراطي الصربي تحميل المخزن المؤقت لمدة 5 دقائق عند 95 درجة مئوية في حرارة كتلة حل البروتينات المنقاة بالخرز سا-المغناطيسية-</li>
	<li>الطرد المركزي microtube لمدة 10 دقائق في 21,500 س ز و 4 درجة مئوية. جمع في supernatants في microtube جديدة لإزالة أجزاء غير قابلة للذوبان.</li>
	تحليل <li>SA المغناطيسي الخرز ملزمة للبروتينات بصفحة SD القياسية والنشاف الغربية. استخدام الأجسام المضادة (المضادة العلم ومكافحة--متعددة--يو بي الماوس المضادة IgG-برنامج الصحة الإنجابية) والكاشف (SA-HRP) كل الشركة المصنعة &#39; بروتوكول s وتصور طريق فلوروجرافي-</li>
</ol>

<ol>
	<li>van Endert, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Providing+ligands+for+MHC+class+I+molecules.">Providing ligands for MHC class I molecules.</a> Cell Mol Life Sci. 68 (9), 1467-1469 (2011).</li><li>Janeway, C., Travers, P., Walport, M., Shlomchik, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. , (2001).</li><li>McDevitt, H. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Discovering+the+role+of+the+major+histocompatibility+complex+in+the+immune+response.">Discovering the role of the major histocompatibility complex in the immune response.</a> Annu Rev Immunol. 18 (1), 1-17 (2000).</li><li>Bedoui, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cross-presentation+of+viral+and+self+antigens+by+skin-derived+CD103++dendritic+cells.">Cross-presentation of viral and self antigens by skin-derived CD103+ dendritic cells.</a> Nat Immunol. 10 (5), 488-495 (2009).</li><li>Segura, E., Villadangos, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antigen+presentation+by+dendritic+cells+in+vivo.">Antigen presentation by dendritic cells in vivo.</a> Curr Opin Immunol. 21 (1), 105-110 (2009).</li><li>Cheong, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microbial+stimulation+fully+differentiates+monocytes+to+DC-SIGN/CD209(+)+dendritic+cells+for+immune+T+cell+areas.">Microbial stimulation fully differentiates monocytes to DC-SIGN/CD209(+) dendritic cells for immune T cell areas.</a> Cell. 143 (3), 416-429 (2010).</li><li>Henri, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CD207++CD103++dermal+dendritic+cells+cross-present+keratinocyte-derived+antigens+irrespective+of+the+presence+of+Langerhans+cells.">CD207+ CD103+ dermal dendritic cells cross-present keratinocyte-derived antigens irrespective of the presence of Langerhans cells.</a> J Exp Med. 207 (2), 189-206 (2010).</li><li>Shortman, K., Heath, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+CD8++dendritic+cell+subset.">The CD8+ dendritic cell subset.</a> Immunol. Rev. 234 (1), 18-31 (2010).</li><li>Carbone, F. R., Kurts, C., Bennett, S. R., Miller, J. F., Heath, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cross-presentation:+a+general+mechanism+for+CTL+immunity+and+tolerance.">Cross-presentation: a general mechanism for CTL immunity and tolerance.</a> Immunol Today. 19 (8), 368-373 (1998).</li><li>Nair-Gupta, P., Blander, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+updated+view+of+the+intracellular+mechanisms+regulating+cross-presentation.">An updated view of the intracellular mechanisms regulating cross-presentation.</a> Front Immunol. , (2013).</li><li>Joffre, O. P., Segura, E., Savina, A., Amigorena, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cross-presentation+by+dendritic+cells.">Cross-presentation by dendritic cells.</a> Nat Rev Immunol. 12 (8), 557-569 (2012).</li><li>Kurts, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Constitutive+class+I-restricted+exogenous+presentation+of+self+antigens+in+vivo.">Constitutive class I-restricted exogenous presentation of self antigens in vivo.</a> J Exp Med. 184 (3), 923-930 (1996).</li><li>Kurts, C., Kosaka, H., Carbone, F. R., Miller, J. F., Heath, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Class+I-restricted+cross-presentation+of+exogenous+self-antigens+leads+to+deletion+of+autoreactive+CD8(+)+T+cells.">Class I-restricted cross-presentation of exogenous self-antigens leads to deletion of autoreactive CD8(+) T cells.</a> J Exp Med. 186 (2), 239-245 (1997).</li><li>Bonifaz, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+targeting+of+protein+antigen+to+the+dendritic+cell+receptor+DEC-205+in+the+steady+state+leads+to+antigen+presentation+on+major+histocompatibility+complex+class+I+products+and+peripheral+CD8++T+cell+tolerance.">Efficient targeting of protein antigen to the dendritic cell receptor DEC-205 in the steady state leads to antigen presentation on major histocompatibility complex class I products and peripheral CD8+ T cell tolerance.</a> J Exp Med. 196 (12), 1627-1638 (2002).</li><li>Heath, W. R., Carbone, F. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cross-presentation+in+viral+immunity+and+self-tolerance.">Cross-presentation in viral immunity and self-tolerance.</a> Nat Rev Immunol. 1 (2), 126-134 (2001).</li><li>Imai, J., Hasegawa, H., Maruya, M., Koyasu, S., Yahara, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exogenous+antigens+are+processed+through+the+endoplasmic+reticulum-associated+degradation+(ERAD)+in+cross-presentation+by+dendritic+cells.">Exogenous antigens are processed through the endoplasmic reticulum-associated degradation (ERAD) in cross-presentation by dendritic cells.</a> Int Immunol. 17 (1), 45-53 (2005).</li><li>Houde, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phagosomes+are+competent+organelles+for+antigen+cross-presentation.">Phagosomes are competent organelles for antigen cross-presentation.</a> Nature. 425 (6956), 402-406 (2003).</li><li>Guermonprez, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ER-phagosome+fusion+defines+an+MHC+class+I+cross-presentation+compartment+in+dendritic+cells.">ER-phagosome fusion defines an MHC class I cross-presentation compartment in dendritic cells.</a> Nature. 425 (6956), 397-402 (2003).</li><li>Burgdorf, S., Scholz, C., Kautz, A., Tampe, R., Kurts, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+and+mechanistic+separation+of+cross-presentation+and+endogenous+antigen+presentation.">Spatial and mechanistic separation of cross-presentation and endogenous antigen presentation.</a> Nat Immunol. 9 (5), 558-566 (2008).</li><li>Liz&#233;e, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+dendritic+cell+cross-presentation+by+the+major+histocompatibility+complex+class+I+cytoplasmic+domain.">Control of dendritic cell cross-presentation by the major histocompatibility complex class I cytoplasmic domain.</a> Nat Immunol. 4 (11), 1065-1073 (2003).</li><li>Basha, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+CD74-dependent+MHC+class+I+endolysosomal+cross-presentation+pathway.">A CD74-dependent MHC class I endolysosomal cross-presentation pathway.</a> Nat Immunol. 13 (3), 237-245 (2012).</li><li>Saveanu, L., Carroll, O., Hassainya, Y., van Endert, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complexity,+contradictions,+and+conundrums:+studying+post-proteasomal+proteolysis+in+HLA+class+I+antigen+presentation.">Complexity, contradictions, and conundrums: studying post-proteasomal proteolysis in HLA class I antigen presentation.</a> Immunol Rev. 207 (1), 42-59 (2005).</li><li>Wiertz, E. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sec61-mediated+transfer+of+a+membrane+protein+from+the+endoplasmic+reticulum+to+the+proteasome+for+destruction.">Sec61-mediated transfer of a membrane protein from the endoplasmic reticulum to the proteasome for destruction.</a> Nature. 384 (6608), 432-438 (1996).</li><li>Hampton, R. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ER-associated+degradation+in+protein+quality+control+and+cellular+regulation.">ER-associated degradation in protein quality control and cellular regulation.</a> Curr Opin Cell Biol. 14 (4), 476-482 (2002).</li><li>Tsai, B., Ye, Y., Rapoport, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retro-translocation+of+proteins+from+the+endoplasmic+reticulum+into+the+cytosol.">Retro-translocation of proteins from the endoplasmic reticulum into the cytosol.</a> Nat Rev Mol Cell Biol. 3 (4), 246-255 (2002).</li><li>Nyathi, Y., Wilkinson, B. M., Pool, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Co-translational+targeting+and+translocation+of+proteins+to+the+endoplasmic+reticulum.">Co-translational targeting and translocation of proteins to the endoplasmic reticulum.</a> Biochim Biophys Acta. 1833 (11), 2392-2402 (2013).</li><li>Varabyova, A., Stojanovski, D., Chacinska, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondrial+protein+homeostasis.">Mitochondrial protein homeostasis.</a> IUBMB Life. 65 (3), 191-201 (2013).</li><li>Shen, Z., Reznikoff, G., Dranoff, G., Rock, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cloned+dendritic+cells+can+present+exogenous+antigens+on+both+MHC+class+I+and+class+II+molecules.">Cloned dendritic cells can present exogenous antigens on both MHC class I and class II molecules.</a> J Immunol. 158 (6), 2723-2730 (1997).</li><li>Imai, J., Otani, M., Sakai, T., Hatta, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purification+of+the+subcellular+compartment+in+which+exogenous+antigens+undergo+endoplasmic+reticulum-associated+degradation+from+dendritic+cells.">Purification of the subcellular compartment in which exogenous antigens undergo endoplasmic reticulum-associated degradation from dendritic cells.</a> Heliyon. , (2016).</li><li>Kovacsovics-Bankowski, M., Rock, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+phagosome-to-cytosol+pathway+for+exogenous+antigens+presented+on+MHC+class+I+molecules.">A phagosome-to-cytosol pathway for exogenous antigens presented on MHC class I molecules.</a> Science. 267 (5195), 243-246 (1995).</li><li>Ackerman, A. L., Giodini, A., Cresswell, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+role+for+the+endoplasmic+reticulum+protein+retro+translocation+machinery+during+cross+presentation+by+dendritic+cells.">A role for the endoplasmic reticulum protein retro translocation machinery during cross presentation by dendritic cells.</a> Immunity. 25 (4), 607-617 (2006).</li><li>Ackerman, A. L., Kyritsis, C., Tamp&#233;, R., Cresswell, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+phagosomes+in+dendritic+cells+form+a+cellular+compartment+sufficient+for+cross+presentation+of+exogenous+antigens.">Early phagosomes in dendritic cells form a cellular compartment sufficient for cross presentation of exogenous antigens.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 100 (22), 12889-12894 (2003).</li><li>Saveanu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=IRAP+identifies+an+endosomal+compartment+required+for+MHC+class+I+cross-presentation.">IRAP identifies an endosomal compartment required for MHC class I cross-presentation.</a> Science. 325 (5937), 213-217 (2009).</li><li>Zehner, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+translocon+protein+Sec61+mediates+antigen+transport+from+endosomes+in+the+cytosol+for+cross-presentation+to+CD8(+)+T+cells.">The translocon protein Sec61 mediates antigen transport from endosomes in the cytosol for cross-presentation to CD8(+) T cells.</a> Immunity. 42 (5), 850-863 (2015).</li></ol>

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

في الدراسات السابقة لحزب المحافظين، تراكمت المستضدات خارجية المنشأ مدرجة في المنطقة المحظورة من دخلول المتأخرة أو ER بالفحص المجهري إيمونوفلوريسسينت16،30،،من3132. ومن المقدر أن أراد مثل النقل والتجهيز من المستضدات خارجي...

MHC أنا يعبر عن الجزيئات على السطح لكافة الخلايا المنواه، مع الببتيدات مستضدي قصيرة مستمدة من المستضدات الذاتية، التي تتم معالجتها بواسطة نظام ubiquitin-بروتوزوم في سيتوسول1. بعد المعالجة، تنقل الناقل الببتيد الصنبور الببتيدات المستضديه في التجويف هيولى (ER). في التجويف ER، سلسلة من مرافقين محددة مساعدة في تحميل الببتيد والطي الصحيحة من MHC أنا معقدة. هذه السلسلة من الجزيئات تسمى مجمع الببتيد-تحميل (PLC)، مشيراً إلى أن لائحة حجرة مركزية الببتيد تحميل عند MHC2. بعد تحميل، ببتيد MHC أنا الجزيئات يتم نقلها إلى سطح الخلية وتلعب دوراً رئيسيا في النظام المناعي التكيفي كعلامات الذاتية، وتمكن CD8+ اللمفاويات T السامة للخلايا (CTLs) للكشف عن الخلايا السرطانية أو العوامل المعدية بمولده الببتيدات من البروتينات غير المتمتعة بالحكم الذاتي3.
في مستضد تقديم الخلايا (APC)، الببتيدات مستضدي من المستضدات خارجية المنشأ كما عرضت عليها MHC أنا4،5،6،،من78 عبر حزب المحافظين، الذي يتم أساسا من قبل وحدات تحكم المجال Dc10،،من911. CP أمر ضروري سواء بالنسبة لتنشيط السذاجة CD8+ تي الخلايا وذاكرة CD8 الخلايا+ تي في مكافحة الأمراض المعدية ومكافحة الأورام CTLs12،13، وفي الحفاظ على التسامح المناعية قبل يخمد من الذاتي بالإنابة السذاجة تي الخلايا14،15. حزب المحافظين يلعب العديد من الأدوار الهامة في النظام المناعي التكيفي، إلا أن الآليات الجزيئية لحزب المحافظين ولم توصف بالتفصيل. وكشفت الدراسات السابقة لحزب المحافظين أن المستضدات خارجية المنشأ كانت المترجمة لائحة ودخلول على حد سواء، وتم معالجتها بواسطة أراد، مما يوحي بأن تنقل المستضدات خارجية المنشأ من دخلول إلى لائحة للتجهيز مثل أراد والببتيد تحميل16 . ومع ذلك، تشير الأدلة تراكم إلى الاضطلاع بتحميل الببتيد CP لا لائحة وإنما في أماكن اندوسيتيك غير الكلاسيكية، التي لديها أيضا السمات المميزة لل ER (الشكل 1)17،18 ،19،،من2021. لتجنب تدهور السلائف ببتيد مستضدي بنشاط أمينوبيبتيداسي عالية يحدث22 في سيتوسول والتجهيز والببتيد تحميل في حزب المحافظين في المنطقة القريبة من هذه المقصورات اندوسيتيك غير الكلاسيكية (الشكل 1). على الرغم من أن الأوصاف من هذه المقصورات اندوسيتيك مثيرة للجدل، وهناك لا جزيئات محددة موجودة عدا المستضدات خارجية المنشأ في هذه المقصورة.
أراد هو مسار خلوية، وعلى وجه التحديد إلى إزالة البروتينات تجمعات لائحة. في مسار أراد، تنقل عبر غشاء ER إلى السيتوبلازم ريتروجراديلي تجمعات البروتينات ومعالجتها بواسطة نظام ubiquitin-بروتوزوم23،24،25. عندما يتم نقل الجزيئات الكبيرة، مثل البروتينات، عن طريق بلير الدهن، هذه الجزيئات المرور عبر جهاز جزيئي يسمى ترانسلوكون، مثل مجمع Sec61 وديرلان المعقدة في أية26، ومجمع توم وتيم المعقدة في 27من الميتوكوندريا. عندما أضيف مناشئ المستضدات تنقل عبر غشاء ER، أنهم يجب أن تخترق bilayer الدهني في المجمع مع ترانسلوكونس، مثل مجمع Sec61. الأسلوب الموصوفة هنا تنقية حويصلة المستهدفة باستخدام هذه الجزيئات اختراق الغشاء كعلامات للمقصورات اندوسيتيك.
الأسلوب الموصوفة هنا بروتوكول تنقية حويصلة جديدة تستخدم في الخلية مثل العاصمة خط DC2.428 وبيوتينيلاتيد أوفالبومين (بوفا) مستضد خارجية. تم تنقية المقصورات اندوسيتيك من ستريبتافيدين (SA)-المغناطيسي الخرز استخدام بوفا اختراق الغشاء كصانع. في هذا ميكروسومي المنقي، بعض مناشئ أضيف بوفا المحافظة لا تزال في غشاء الكسور ولكن نقلها إلى الخارج من ميكروسومي ومن ثم أوبيكويتيناتيد ومعالجتها في المختبر29. هذا المنقي ميكروسومي الواردة اندوسيتيك الخاصة بحجرة البروتينات ليس فقط، بل أيضا البروتينات ER-المقيم أراد والببتيد تحميل المعقدة؛ مما يدل على أن حجرة الخلوية حجرة اندوسيتيك المحتملين لحزب المحافظين29. هذا البروتوكول لا يتوقف على نوع المستضدات خارجية المنشأ، وينطبق أيضا لمجموعات فرعية DC الأخرى وأنواع الخلايا الأخرى، مثل الضامة وخلايا ب وخلايا بطانية، لتوضيح إليه الجزيئي الدقيق لوحدات تحكم المجال Dc CP يتقن.

<table><tbody><tr><td>RPMI 1640</td><td>gibco by life technologies</td><td>11875-093</td><td></td></tr><tr><td>Fetal bovine serum</td><td>Equitech bio</td><td>SFB30</td><td></td></tr><tr><td>Sodium pyruvate</td><td>gibco by life technologies</td><td>11360-070</td><td></td></tr><tr><td>MEM non-essential amino acids</td><td>gibco by life technologies</td><td>11140-050</td><td></td></tr><tr><td>HEPES</td><td>gibco by life technologies</td><td>15630-080</td><td></td></tr><tr><td>2-mercaptoethanol</td><td>gibco by life technologies</td><td>21985-023</td><td></td></tr><tr><td>L-glutamine</td><td>gibco by life technologies</td><td>25030-164</td><td></td></tr><tr><td>Penisicillin-Sreptomycin</td><td>gibco by life technologies</td><td>15140-122</td><td></td></tr><tr><td>DMEM</td><td>gibco by life technologies</td><td>12100-46</td><td></td></tr><tr><td>OVA</td><td>SIGMA</td><td>A5503</td><td></td></tr><tr><td>Biotin-protein labelling kit</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>F6347</td><td></td></tr><tr><td>MG-132</td><td>Santa Cruz Biotechnology</td><td>201270</td><td></td></tr><tr><td>lactacystin</td><td>SIGMA</td><td>L6785</td><td></td></tr><tr><td>Dounce homogenizer</td><td>IUCHI</td><td>131703</td><td></td></tr><tr><td>protease inhibitor cocktails</td><td>SIGMA</td><td>P8340</td><td></td></tr><tr><td>iodixanol</td><td>Cosmo bio</td><td>1114542</td><td></td></tr><tr><td>SA-magnetic beads</td><td>New England Biolabs</td><td>201270</td><td></td></tr><tr><td>control magnetic beads</td><td>Chemagen</td><td>M-PVA012</td><td></td></tr><tr><td>magnetic stand</td><td>BD Biosciences</td><td>552311</td><td></td></tr><tr><td>BCA protein assay kit</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>23225</td><td></td></tr><tr><td>silver staining kits</td><td>Cosmo bio</td><td>423413</td><td></td></tr><tr><td>Reticulocyte Lysate</td><td>Promega</td><td>1730714</td><td></td></tr><tr><td>Flag-tagged ubiquitin</td><td>SIGMA</td><td>U5382</td><td></td></tr><tr><td>anti-ovalbumin (OVA,mouse)</td><td>Antibody Shop</td><td>HYB 094-06</td><td></td></tr><tr><td>ant-multi-ubiquitin (mouse)</td><td>MBL</td><td>D058&amp;minus;3</td><td></td></tr><tr><td>anti-Flag (mouse)</td><td>SIGMA</td><td>F3165</td><td></td></tr><tr><td>trypsin</td><td>SIGMA</td><td>85450C</td><td></td></tr></tbody></table>

purification of the membrane compartment for endoplasmic reticulum-associated degradation of exogenous antigens in cross-presentation

الخلايا الجذعية (DCs) قادرون على درجة عالية من تجهيز وتقديم المستضدات خارجية المنشأ المدخلة على الفئة الرئيسية هيستوكومباتيبيليتي (MHC) أنا جزيئات تعرف أيضا باسم الصليب-العرض التقديمي (CP). CP يلعب دوراً هاما ليس فقط في تحفيز السذاجة CD8+ تي الخلايا وذاكرة CD8+ تي الخلايا للمعدية وحصانة الورم بل أيضا في المنظمة سيلفاكتينج الخلايا السذاجة تي استعطال خلية T أو حذف خلايا T. على الرغم من أن الآلية الجزيئية الحرجة من حزب المحافظين توضيح، تراكم الأدلة تشير إلى أن تتم معالجة المستضدات خارجية المنشأ عن طريق المرتبطة هيولى تدهور (أراد) بعد التصدير غير الكلاسيكية اندوسيتيك الأجزاء الأخرى. الأوصاف لهذه المقصورات اندوسيتيك حتى وقت قريب، كانت محدودة لأن هناك لا علامات جزيئية محددة خلاف المستضدات خارجية المنشأ. الأسلوب الموصوفة هنا هو بروتوكول عزلة حويصلة جديدة، مما يسمح لتنقية هذه المقصورات اندوسيتيك. باستخدام هذا ميكروسومي المنقي، نحن تشكيلها أراد مثل النقل، أوبيكويتينيشن، وتجهيز مستضد خارجية في المختبر، مما يوحي بأن نظام ubiquitin-بروتوزوم معالجة مستضد خارجية بعد التصدير من هذا حجرة الخلوية. يمكن تطبيق هذا البروتوكول كذلك لأنواع الخلايا الأخرى لتوضيح الآلية الجزيئية لحزب المحافظين.

لتوضيح هذه الآلية الجزيئية لحزب المحافظين، من الضروري تحديد المقصورات الخلوية، حيث يخضع المستضدات خارجية المنشأ أراد مثل النقل والتجهيز. بينما حددت ملاحظاتها بالفحص المجهري إيممونوفلوريسسينت أو بواسطة المجهر الإلكتروني حجرة الخلوية حيث تراكمت المستضدات خارجية المنش...

Watch this Scientific Journal Video about Purification of the Membrane Compartment for Endoplasmic Reticulum-associated Degradation of Exogenous Antigens in Cross-presentation at JoVE.com

Purification of the Membrane Compartment for Endoplasmic Reticulum-associated Degradation of Exogenous Antigens in Cross-presentation

الأسلوب الموصوفة هنا هو بروتوكول عزلة حويصلة جديدة، مما يسمح لتنقية المقصورات الخلوية حيث تتم معالجة المستضدات خارجية المنشأ بتدهور هيولى المرتبطة في العرض التقديمي عبر.

تنقية المقصورة غشاء للتدهور المرتبطة هيولى المستضدات خارجية المنشأ في العرض التقديمي عبر

Dendritic cells (DCs) are highly capable of processing and presenting internalized exogenous antigens upon major histocompatibility class (MHC) I ...

purification-membrane-compartment-for-endoplasmic-reticulum

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

8.2K Views.  Takasaki University of Health and Welfare. الأسلوب الموصوفة هنا هو بروتوكول عزلة حويصلة جديدة، مما يسمح لتنقية المقصورات الخلوية حيث تتم معالجة المستضدات خارجية المنشأ بتدهور هيولى المرتبطة في العرض التقديمي عبر.

Video: Purification of the Membrane Compartment for Endoplasmic Reticulum-associated Degradation of Exogenous Antigens in Cross-presentation

Purification and Aggregation of the Amyloid Precursor Protein Intracellular Domain

Amyloid precursor protein (APP) is a type I transmembrane protein associated with the pathogenesis of Alzheimer's disease (AD). APP is characterized by a large extracellular domain and a short cytosolic domain termed the APP intracellular domain (AICD). During maturation through the secretory pathway, APP can be cleaved by proteases termed &alpha;, &beta;, and &gamma;-secretases1. Sequential proteolytic cleavage of APP with &beta; and &gamma;-secretases leads to the production of a small proteolytic peptide, termed A&beta;, which is amyloidogenic and the core constituent of senile plaques. The AICD is also liberated from the membrane after secretase processing, and through interactions with Fe65 and Tip60, can translocate to the nucleus to participate in transcription regulation of multiple target genes2,3. Protein-protein interactions involving the AICD may affect trafficking, processing, and cellular functions of holo-APP and its C-terminal fragments. We have recently shown that AICD can aggregate in vitro, and this process is inhibited by the AD-implicated molecular chaperone ubiquilin-14. Consistent with these findings, the AICD has exposed hydrophobic domains and is intrinsically disordered in vitro5,6, however it obtains stable secondary structure when bound to Fe657. We have proposed that ubiquilin-1 prevents inappropriate inter- and intramolecular interactions of AICD, preventing aggregation in vitro and in intact cells4. While most studies focus on the role of APP in the pathogenesis of AD, the role of AICD in this process is not clear. Expression of AICD has been shown to induce apoptosis8, to modulate signaling pathways9, and to regulate calcium signaling10. Over-expression of AICD and Fe65 in a transgenic mouse model induces Alzheimer's like pathology11, and recently AICD has been detected in brain lysates by western blotting when using appropriate antigen retrieval techniques12. To facilitate structural, biochemical, and biophysical studies of the AICD, we have developed a procedure to produce recombinantly large amounts of highly pure AICD protein. We further describe a method for inducing the in vitro thermal aggregation of AICD and analysis by atomic force microscopy. The methods described are useful for biochemical, biophysical, and structural characterization of the AICD and the effects of molecular chaperones on AICD aggregation.

A method for large-scale purification of the APP intracellular domain (AICD) is described. We also describe methodology to induce in vitro AICD aggregation and visualization by atomic force microscopy. The methods described are useful for biochemical/structural characterization of the AICD and the effects of molecular chaperones on its aggregation.

تنقية وتجميع على البروتين اميلويد السلائف المجال بين الخلايا

Amyloid precursor protein (APP) is a type I transmembrane protein associated with the pathogenesis of Alzheimer's disease (AD). APP is characterized by a ...

Medicine

Mitochondria-associated ER Membranes (MAMs) and Glycosphingolipid Enriched Microdomains (GEMs): Isolation from Mouse Brain

Intracellular organelles are highly dynamic structures with varying shape and composition, which are subjected to cell-specific intrinsic and extrinsic cues. Their membranes are often juxtaposed at defined contact sites, which become hubs for the exchange of signaling molecules and membrane components1,2,3,4. The inter-organellar membrane microdomains that are formed between the endoplasmic reticulum (ER) and the mitochondria at the opening of the IP3-sensitive Ca2+ channel are known as the mitochondria associated-ER membranes or MAMs4,5,6. The protein/lipid composition and biochemical properties of these membrane contact sites have been extensively studied particularly in relation to their role in regulating intracellular Ca2+ 4,5,6. The ER serves as the primary store of intracellular Ca2+, and in this capacity regulates a myriad of cellular processes downstream of Ca2+ signaling, including post-translational protein folding and protein maturation7. Mitochondria, on the other hand, maintain Ca2+ homeostasis, by buffering cytosolic Ca2+ concentration thereby preventing the initiation of apoptotic pathways downstream of Ca2+ unbalance4,8. The dynamic nature of the MAMs makes them ideal sites to dissect basic cellular mechanisms, including Ca2+ signaling and regulation of mitochondrial Ca2+ concentration, lipid biosynthesis and transport, energy metabolism and cell survival 4,9,10,11,12. Several protocols have been described for the purification of these microdomains from liver tissue and cultured cells13,14. 
	Taking previously published methods into account, we have adapted a protocol for the isolation of mitochondria and MAMs from the adult mouse brain. To this procedure we have added an extra purification step, namely a Triton X100 extraction, which enables the isolation of the glycosphingolipid enriched microdomain (GEM) fraction of the MAMs. These GEM preparations share several protein components with caveolae and lipid rafts, derived from the plasma membrane or other intracellular membranes, and are proposed to function as gathering points for the clustering of receptor proteins and for protein&#x2013;protein interactions4,15.

Mitochondria-associated ER Membranes MAMs and Glycosphingolipid Enriched Microdomains GEMs: Isolation from Mouse Brain

This procedure illustrates how to isolate from the adult mouse brain the mitochondria-associated ER membranes or MAMs and the glycosphingolipid-enriched microdomain fractions from MAMs and mitochondrial preparations.

الميتوكوندريا المرتبطة الأغشية ER (MAMs) وGlycosphingolipid Microdomains المخصب (GEMS): عزل من مخ الفأر

Intracellular organelles are highly dynamic structures with varying shape and composition, which are subjected to cell-specific intrinsic and extrinsic ...

Neuroscience

Reconstitution of Msp1 Extraction Activity with Fully Purified Components

As the center for oxidative phosphorylation and apoptotic regulation, mitochondria play a vital role in human health. Proper mitochondrial function depends on a robust quality control system to maintain protein homeostasis (proteostasis). Declines in mitochondrial proteostasis have been linked to cancer, aging, neurodegeneration, and many other diseases. Msp1 is a AAA+ ATPase anchored in the outer mitochondrial membrane that maintains proteostasis by removing mislocalized tail-anchored proteins. Using purified components reconstituted into proteoliposomes, we have shown that Msp1 is necessary and sufficient to extract a model tail-anchored protein from a lipid bilayer. Our simplified reconstituted system overcomes several of the technical barriers that have hindered detailed study of membrane protein extraction. Here, we provide detailed methods for the generation of liposomes, membrane protein reconstitution, and the Msp1 extraction assay.

Here, we present a detailed protocol for reconstitution of Msp1 extraction activity with fully purified components in defined proteoliposomes.

إعادة تشكيل نشاط استخراج Msp1 مع مكونات منقى بالكامل

As the center for oxidative phosphorylation and apoptotic regulation, mitochondria play a vital role in human health. Proper mitochondrial function ...

Biochemistry

Spontaneous Formation and Rearrangement of Artificial Lipid Nanotube Networks as a Bottom-Up Model for Endoplasmic Reticulum

We present a convenient method to form a bottom-up structural organelle model for the endoplasmic reticulum (ER). The model consists of highly dense lipidic nanotubes that are, in terms of morphology and dynamics, reminiscent of ER. The networks are derived from phospholipid double bilayer membrane patches adhering to a transparent Al2O3 substrate. The adhesion is mediated by Ca2+ in the ambient buffer. Subsequent depletion of Ca2+ by means of BAPTA/EDTA causes retraction of the membrane, resulting in spontaneous lipid nanotube network formation. The method only comprises phospholipids and microfabricated surfaces for simple formation of an ER model and does not require the addition of proteins or chemical energy (e.g., GTP or ATP). In contrast to the 3D morphology of the cellular endoplasmic reticulum, the model is two-dimensional (albeit the nanotube dimensions, geometry, structure, and dynamics are maintained). This unique in vitro ER model consists of only a few components, is easy to construct, and can be observed under a light microscope. The resulting structure can be further decorated for additional functionality, such as the addition of ER-associated proteins or particles to study transport phenomena among the tubes. The artificial networks described here are suitable structural models for the cellular ER, whose unique characteristic morphology has been shown to be related to its biological function, whereas details regarding formation of the tubular domain and rearrangements within are still not completely understood. We note that this method uses Al2O3 thin-film-coated microscopy coverslips, which are commercially available but require special orders. Therefore, it is advisable to have access to a microfabrication facility for preparation.

Solid-supported, protein-free, double phospholipid bilayer membranes (DLBM) can be transformed into complex and dynamic lipid nanotube networks and can serve as 2D bottom-up models of the endoplasmic reticulum.

تشكيل عفوية وإعادة ترتيب شبكات أنابيب نانوية اصطناعية الدهن كنموذج التصاعدي هيولى

We present a convenient method to form a bottom-up structural organelle model for the endoplasmic reticulum (ER). The model consists of highly dense ...

Bioengineering

Purification of the Sarco-Endoplasmic Reticulum Ca2+-ATPase from Rabbit Muscle

Some P-type ATPases, such as sarco/endoplasmic reticulum Ca2+-ATPase (SERCA), are inherently labile membrane proteins that require specific physicochemical conditions during purification to obtain them with high purity and structural quality and in a catalytically active form. The disaccharide trehalose is a compatible solute that is synthesized and accumulated in high concentrations in the yeast cytoplasm to stabilize the membranes and proteins. The use of trehalose as an additive in the protocol for the purification of plasma membrane H+-ATPase results in a high-quality preparation, the hexameric structure of which is shown by biochemical analytical methods. Trehalose can, therefore, be used as a stabilizing additive for the purification of membrane proteins (P-ATPases). This protocol describes the modification of the classical protocol for SERCA purification by subjecting SERCA to centrifugation on a trehalose concentration gradient. The inclusion of this carbohydrate led to the purification of SERCA in a catalytically active form with high purity and, importantly, in a stable form. Partial biochemical characterization of the purified SERCA (SDS-PAGE, enzyme kinetics, FITC labeling, circular dichroism spectroscopy) showed that the enzyme is suitable for functional and structural studies. The use of trehalose in the purification protocol of P-type ATPases and other labile membrane (and cytosolic) proteins is suggested.

This protocol describes an improved SERCA purification method, which includes the disaccharide trehalose in the final centrifugation step. This carbohydrate stabilizes proteins under harsh conditions. The purified SERCA was catalytically active and displayed high purity, making it suitable for structural and functional studies.

تنقية الشبكة الإندوبلازمية ساركو Ca2 + -ATPase من عضلة الأرانب

Some P-type ATPases, such as sarco/endoplasmic reticulum Ca2+-ATPase (SERCA), are inherently labile membrane proteins that require specific ...

Visualization of Endoplasmic Reticulum Localized mRNAs in Mammalian Cells

In eukaryotes, most of the messenger RNAs (mRNAs) that encode secreted and membrane proteins are localized to the surface of the endoplasmic reticulum (ER). However, the visualization of these mRNAs can be challenging. This is especially true when only a fraction of the mRNA is ER-associated and their distribution to this organelle is obstructed by non-targeted (i.e. "free") transcripts. In order to monitor ER-associated mRNAs, we have developed a method in which cells are treated with a short exposure to a digitonin extraction solution that selectively permeabilizes the plasma membrane, and thus removes the cytoplasmic contents, while simultaneously maintaining the integrity of the ER. When this method is coupled with fluorescent in situ hybridization (FISH), one can clearly visualize ER-bound mRNAs by fluorescent microscopy. Using this protocol the degree of ER-association for either bulk poly(A) transcripts or specific mRNAs can be assessed and even quantified. In the process, one can use this assay to investigate the nature of mRNA-ER interactions.

Here we describe a method to visualize endoplasmic reticulum-associated mRNAs in mammalian tissue culture cells. This technique involves the selective permeabilization of the plasma membrane with digitonin to remove cytoplasmic contents followed by fluorescent in situ hybridization to detect either bulk poly(A) mRNA or specific transcripts.

تصور mRNAs والشبكة الإندوبلازمية في خلايا الثدييات المترجمة

In eukaryotes, most of the messenger RNAs (mRNAs) that encode secreted and membrane proteins are localized to the surface of the endoplasmic reticulum ...

Biology

Visualization of Endoplasmic Reticulum Subdomains in Cultured Cells

The lipids and proteins in eukaryotic cells are continuously exchanged between cell compartments, although these retain their distinctive composition and functions despite the intense interorganelle molecular traffic. The techniques described in this paper are powerful means of studying protein and lipid mobility and trafficking in vivo and in their physiological environment. Fluorescence recovery after photobleaching (FRAP) and fluorescence loss in photobleaching (FLIP) are widely used live-cell imaging techniques for studying intracellular trafficking through the exo-endocytic pathway, the continuity between organelles or subcompartments, the formation of protein complexes, and protein localization in lipid microdomains, all of which can be observed under physiological and pathological conditions. The limitations of these approaches are mainly due to the use of fluorescent fusion proteins, and their potential drawbacks include artifactual over-expression in cells and the possibility of differences in the folding and localization of tagged and native proteins. Finally, as the limit of resolution of optical microscopy (about 200 nm) does not allow investigation of the fine structure of the ER or the specific subcompartments that can originate in cells under stress (i.e. hypoxia, drug administration, the over-expression of transmembrane ER resident proteins) or under pathological conditions, we combine live-cell imaging of cultured transfected cells with ultrastructural analyses based on transmission electron microscopy.

We describe the imaging approaches we use to investigate the distribution and mobility of the transfected fluorescent proteins resident in the endoplasmic reticulum (ER) by means of the confocal imaging of living cells. We also ultrastructurally analyze the effect of their expression on the architecture of this subcellular compartment.

تصور هيولي باطني شبكية النطاقات الفرعية في الخلايا المستزرعة

The lipids and proteins in eukaryotic cells are continuously exchanged between cell compartments, although these retain their distinctive composition and ...

Cycloheximide Chase Analysis of Protein Degradation in Saccharomyces cerevisiae

Regulation of protein abundance is crucial to virtually every cellular process. Protein abundance reflects the integration of the rates of protein synthesis and protein degradation. Many assays reporting on protein abundance (e.g., single-time point western blotting, flow cytometry, fluorescence microscopy, or growth-based reporter assays) do not allow discrimination of the relative effects of translation and proteolysis on protein levels. This article describes the use of cycloheximide chase followed by western blotting to specifically analyze protein degradation in the model unicellular eukaryote, Saccharomyces cerevisiae (budding yeast). In this procedure, yeast cells are incubated in the presence of the translational inhibitor cycloheximide. Aliquots of cells are collected immediately after and at specific time points following addition of cycloheximide. Cells are lysed, and the lysates are separated by polyacrylamide gel electrophoresis for western blot analysis of protein abundance at each time point. The cycloheximide chase procedure permits visualization of the degradation kinetics of the steady state population of a variety of cellular proteins. The procedure may be used to investigate the genetic requirements for and environmental influences on protein degradation.

Cycloheximide Chase Analysis of Protein Degradation in Saccharomyces cerevisiae

Protein abundance reflects the rates of both protein synthesis and protein degradation. This article describes the use of cycloheximide chase followed by western blotting to analyze protein degradation in the model unicellular eukaryote, Saccharomyces cerevisiae (budding yeast).

سيكلوهيكسيميد تحليل تشيس من تدهور البروتين في<em&gt; خميرة الخباز</em

Regulation of protein abundance is crucial to virtually every cellular process. Protein abundance reflects the integration of the rates of protein ...

The Endoplasmic Reticulum

The endoplasmic reticulum or ER makes up for more than half of the membranes in a cell and accounts for 10% of total cell volume. It is also the primary protein and lipid synthesis factory for most cell organelles, such as the Golgi apparatus, lysosomes, secretory vesicles, and the plasma membrane. Despite being the most extensive and functionally complex subcellular organelle, ER was the last to be discovered. After years of deliberation, Keith Porter and George Palade in the year 1954, produced the first high-resolution electron microscope images to affirm the presence of ER in the eukaryotic cell.
The ER membranes were identified as sites for protein synthesis and crucial for intracellular transport using radio-labeled and fluorescent-labeled amino acids. The isolation of ER is a tricky task as it forms an intricate mesh with other subcellular organelles. However, on cell homogenization, the disrupted ER membranes reseal into small closed vesicles called microsomes. These vesicles form a microsystem capable of sustaining all ER-related functions like protein and lipid synthesis, calcium signaling, and glycosylation. Subcellular fractionation is the best and often-used technique for the purification of these membranes. When separating using a sucrose gradient, the rough ER microsomes sediments at a higher density than smooth ER microsomes.
The ER network in a cell is dynamic. It is constantly shape-shifting along with the cytoskeleton to bolster mechanical support for the cell structure. Despite the distinct cisternae and tubule morphologies of the ER membrane, interconversion between the two is possible and is governed by the expression of membrane proteins. The ER network rearranges by tubule growth, retraction, and fusion of adjacent ER-ER membranes.
As mentioned above, the ER network is required for optimal overall cellular health. Disruption of ER morphology is linked to pathological conditions, including neurological disorders like Alzheimer&#39;s disease, hereditary spastic paraplegia, and viral infections like hepatitis C virus, and dengue virus.

الشبكة الإندوبلازمية

The endoplasmic reticulum or ER makes up for more than half of the membranes in a cell and accounts for 10% of total cell volume. It is also the primary ...

Education

JoVE Core

Cell Biology

Unit 1

Transmembrane Transport in Endoplasmic Reticulum and Peroxisomes

KEY TERMS AND CONCEPTS

ER Retrieval Pathway

In the secretory pathway, vesicles transport proteins from one cellular compartment to another in forward transport to deliver the protein to its correct location. Occasionally, misfolded proteins and incorrect proteins escape their original compartments, and a retrieval pathway is used to return the escaped proteins to their original compartment.
The ER uses many checkpoints to prevent the entry of incorrectly folded or a resident protein as cargo onto a transport vesicle. These mechanisms include cargo selectivity of the receptors, aggregation of functionally similar proteins, and retention sequences on resident proteins.
Biochemical studies characterizing the cargo-sorting receptors have shown that they are ligand-specific and bind only at specific pH (pH 5.0 in yeast and mammals). Functionally similar ER-resident can proteins aggregate to form large complexes that cannot be loaded onto transport vesicles, thus avoiding the accidental escape of these proteins from the organelle. Additionally, the membrane-spanning domain of several ER and Golgi proteins contain a retention sequence that marks these proteins for staying back in the ER, so receptors do not bind them.
If an ER-resident protein escapes these checkpoints and gets loaded onto a Golgi-bound vesicle, a specific amino acid sequence called a retrieval signal helps the protein get recognized and transported back to the ER. The receptors involved in retrieval mechanisms recognize the retrieval signals at the carboxyl terminus of soluble proteins of the ER and in the cytoplasmic domain of some ER and Golgi membrane proteins. The receptors selectively capture such proteins and package them in vesicles that transport them back to the ER.
Two well-characterized retrieval signals are the carboxy-terminal tetrapeptide KDEL and KKXX found in many ER lumen resident proteins. BiP, a molecular chaperone, plays a vital role in preventing the aggregation of misfolded proteins. Interaction between BiP and unfolded proteins is mediated by a substrate-binding domain and a nucleotide-binding domain for ATPase activity. KDEL receptor in the post-ER compartments such as ERGIC and Golgi binds with the carboxyl-terminal retrieval signal of BiP and returns BiP to the ER via COPI vesicles.

مسار استرجاع التقارير الإلكترونية

In the secretory pathway, vesicles transport proteins from one cellular compartment to another in forward transport to deliver the protein to its correct ...

تنقية المقصورة غشاء للتدهور المرتبطة هيولى المستضدات خارجية المنشأ في العرض التقديمي عبر

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video