| Fluorescence Titrations to Determine the Binding Affinity of Cyclic Nucleotides to SthK Ion Channels
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Author:
Date:
2018-10-05
[Abstract] The cyclic-nucleotide modulated ion channel family includes cyclic nucleotide-gated (CNG) and hyperpolarization-activated and cyclic nucleotide-modulated (HCN) channels, which play essential roles in visual and olfactory signaling and the heart pacemaking activity. Functionally, these channels have been extensively characterized by electrophysiological techniques from protein heterologously expressed in Xenopus oocytes and mammalian cells. On the other hand, expression and purification of these proteins for biophysical and structural analyses in vitro is problematic and expensive and, accordingly, only limited information on the purified channels is available in the literature. Here we describe a protocol for binding studies of fluorescently labeled cyclic nucleotides to a ...
[摘要] 环核苷酸调节的离子通道家族包括环核苷酸门控（CNG）和超极化激活和环核苷酸调节（HCN）通道，其在视觉和嗅觉信号传导和心脏起搏活动中起重要作用。在功能上，这些通道已经通过来自非洲爪蟾卵母细胞和哺乳动物细胞中异源表达的蛋白质的电生理学技术进行了广泛的表征。另一方面，这些蛋白质的表达和纯化用于体外生物物理和结构分析是有问题且昂贵的，因此，文献中仅提供关于纯化通道的有限信息。在这里，我们描述了用于将荧光标记的环核苷酸与真核CNG通道的同源物结合研究的方案。此外，我们描述了如何在竞争测定中直接探测未标记的环核苷酸的结合。使用荧光作为配体结合的灵敏探针可减少所需蛋白质的量，并使用标准实验室设备进行快速简便的测量。
【背景】了解蛋白质在分子细节中的功能需要广泛的微观表征。对于配体门控离子通道，需要进行不同的分析以获得有关蛋白质与配体的特异性相互作用，配体结合位点和孔隙之间的通信以及通道特异性特征（如离子通量和失活或脱敏）的信息。属性。与对应于各种功能状态的通道构象的结构数据一起，这允许开发通道功能和调节的完整机械描述。环核苷酸门控（CNG）离子通道是四聚体钾通道，由于它们在嗅觉和视觉信号级联中的功能而特别受关注（Kaupp和Seifert，2002; Craven和Zagotta，2006）。然而，在确定的条件下，纯化的CNG通道的数据非常有限，主要来自单分子力谱（Higgins ...
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| Preparation of Cell-free Synthesized Proteins Selectively Double Labeled for Single-molecule FRET Studies
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Author:
Date:
2018-06-20
[Abstract] Single-molecule FRET (smFRET) is a powerful tool to investigate molecular structures and conformational changes of biological molecules. The technique requires protein samples that are site-specifically equipped with a pair of donor and acceptor fluorophores. Here, we present a detailed protocol for preparing double-labeled proteins for smFRET studies. The protocol describes two cell-free approaches to achieve a selective label scheme that allows the highest possible accuracy in inter‐dye distance determination.
[摘要] 单分子FRET（smFRET）是研究生物分子的分子结构和构象变化的有力工具。 该技术需要蛋白质样品，该样品是特定位点配有一对供体和受体荧光团的。 在这里，我们提供了一个制备smFRET研究的双标记蛋白的详细方案。 该协议描述了两种无细胞方法来实现选择性标记方案，其允许在染料间距离确定中具有最高可能的准确性。
【背景】单分子FRET（smFRET）是结构生物学中最重要的工具之一，特别是用于分析蛋白质的结构和功能构象变化（Michalet等人，2006; Roy等人。，2008; Sustarsic和Kapanidis，2015）。然而，smFRET的广泛应用在许多情况下受限于合适的蛋白质样品的精细生产。这些蛋白质需要配备两个荧光团，位点特异性连接在蛋白质结构内的不同位置。
经典的基于细胞的蛋白质生产需要一系列耗时的步骤，可以通过使用无细胞蛋白质合成（CFPS）系统来克服，允许更快且直接地生产和选择适当的双标记蛋白质。此外，CFPS的另一个优点是由于几类蛋白质如蛋白酶或膜蛋白对活细胞或其他原因有毒，难以在细胞中表达，可以在CFPS系统中成功合成。最后，CFPS是专注于光谱技术如smFRET的实验室的理想工具，因为细胞培养不是必需的，并且不必考虑重组生物的安全规定。
尽管smFRET所需的样本量本质上很低，但迄今为止，在smFRET研究中，CFPS尚未被标准地用于生产样本。这主要是由于与基于细胞的系统相比蛋白质产量低得多，并且缺乏适当的无细胞方法，其允许适当量的双标记蛋白质的方便合成。然而，正如我们的小组所表明的那样，得益于更高效的正交标记方案（Sadoine ...
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