Search

The aim of this work was to test modifications of the standard protocol for the sample preparation of cell/tissue lysate before performing the affinity isolation of lysate protein partners for the target protein (bait protein) which is covalently immobilized on an inert sorbent (e.g. BrCN-, SH-Sepharose 4B) or a carrier (e.g. paramagnetic nanoparticles). The series of our previous works on applying the approach to direct molecular fishing procedure with combination of affinity chromatography and LC-MS/MS analysis using a number of proteins, encoded by the genes of human chromosome 18, have shown that there are at least two problems affecting the specificity and the effectiveness of this procedure. These include: (i) redundancy of the background proteins in the eluates from an affinity sorbent (carrier) due to isolation of multiprotein complexes “labeled” with a direct protein partner which binds with a bait protein immobilized on the sorbent; (ii) low enrichment of the eluates with appropriate protein partners due to the fact that some direct protein partners in the lysate exist in stable “wild type” complexes with the bait protein itself. This means that latter group of protein partners will not be sufficiently isolated from lysate. Therefore, in order to increase the specificity and efficiency of affinity isolation of protein partners for the bait protein, we modified the standard protocol of lysate preparation and the preliminary step on dissociation of lysate protein complexes was added. Several model experiments for the choice of regeneration solution, assessment of their efficiency in the dissociation of lysate protein complexes as well as the stability and binding capacity of proteins were performed under the control of surface plasmon resonance (SPR) biosensor Biacore 3000 using HepG2 cell lysate. It was shown that acid treatment and incubation of the cell lysate for one min on ice (final lysate dilution 20 times) and subsequent neutralization (pH shift from 2.0 to 7.4) resulted in maximal dissociation of the lysate protein complexes without significant negative effects on the protein-protein interactions tested., Целью работы было экспериментальное тестирование модификации стандартного протокола пробоподготовки клеточного/ тканевого лизата перед выполнением процедуры аффинного выделения из него белков-партнеров для целевого белка (белка-наживки), иммобилизованного на инертном сорбенте или парамагнитных наночастицах. Цикл наших предыдущих работ, посвященных прямому молекулярному фишингу с сопряжением хроматографических и масс-спектрометрических методов и технологии парамагнитных наночастиц c использованием ряда белков 18-ой хромосомы человека и также других белков показал, что существуют, по крайне мере, две проблемы, влияющие на специфичность и эффективность данной процедуры: (i) избыточность фоновых белков в элюатах с аффинного сорбента, обусловленная выделением мультибелковых комплексов, меченых прямым партнером, который связывается с целевым белком на сорбенте; (ii) низкая обогащенность элюатов белками-партнерами целевой группы обусловленная тем, что та или иная часть прямых белков-партнеров в лизате находится в составе стабильных комплексов «дикого типа» с самим белком-наживкой и не будет в достаточной степени выделена из лизата. Поэтому для повышения специфичности и эффективности аффинного выделения белков-партнеров целевого белка нами предложена модификация стандартной пробоподготовки, заключающаяся в предварительной диссоциации белковых комплексов лизата. Модельные эксперименты по выбору регенерационного раствора, оценке стабильности и связывающей способности белков при его воздействии, а также оценка эффективности диссоциации комплексов в лизате были выполнены под контролем оптического биосенсора Biacore 3000 («GE Healthcare», США) с использованием лизата клеточной культуры гепатокарциномы человека (HepG2) и рекомбинантных препаратов белков, кодируемых генами 18-ой хромосомы человека, Показано, что кислотная обработка разбавленного в 20 раз лизата с кратковременной экспозицией в течение 1 мин на льду и с последующей нейтрализацией (с рН 2.0 до рН 7.4) приводила к максимальной диссоциации белковых комплексов лизата, не оказывая существенного негативного влияния на тестируемые белок- белковые взаимодействия.

The concentration of ciliary neurotrophic factor (CNTF) was measured in lacrimal fluid (LF) using Human CNTF Quantikine ELISA kit (“R&D Systems”, USA) on a ChemWell 2910 automatic analyzer (“Awareness Technology Inc.”, USA). We initially attempted to use commercial kits, designed for serum and plasma CNTF detection, to quantify lacrimal CNTF. The results, however, were rarely above the minimum detection level of the kits, most likely due to matrix complexity and low concentrations of CNTF in diluted LF (LF had to be diluted because of the small volume of collected samples). The optimal sensitivity and the lowest background for the best minimum quantifiable value were determined empirically. Phosphate buffer solution containing 1% bovine serum albumin was selected as an optimal diluent for CNTF measurements in small fluid samples. A standard curve was produced using the calibrating solutions 0-250 pg/ml. Acid treatment of LF samples before the analysis allowed to increase the detectable concentration of the CNTF two-fold. The 1:3 dilution was selected based on the available volume of collected LF and a reasonable variation coefficient. The described protocol allowed to develop a sandwich ELISA optimized for lacrimal CNTF., Определение цилиарного нейротрофического фактора – ciliary neurotrophic factor (CNTF) в слёзной жидкости (СЖ) человека рутинными лабораторными методами затруднено из-за его низкой концентрации в структурах глаза и недостаточного количества материала для анализа. Были подобраны условия для определения CNTF в СЖ твердофазным методом иммуноферментного анализа (ИФА) на основе набора Human CNTF Quantikine ELISA Kit (“R&D Systems”, США) с использованием автоматического иммуноферментного анализатора ChemWell 2910 Combi (“Awareness Technology Inc.”, США). Предварительная кислотная обработка проб СЖ позволила вдвое повысить концентрацию CNTF. Полностью автоматизированная система проведения анализа и выбор разбавителя с низкой оптической плотностью бланка (0.011) обеспечили линейную зависимость калибровочного графика от 0 до 250 пг/мл с возможностью его использования для расчета концентрации CNTF в области низких значений. Рабочие характеристики оптимизированной тест-системы ИФА (линейность метода, предел обнаружения, воспроизводимость, интерференция матрицы) в указанном диапазоне концентраций соответствовали критериям приемлемости для используемого метода определения. Разведение образцов СЖ в четыре раза, совмещённое с кислотной обработкой проб, оказалось оптимальным для получения стабильных результатов при проведении анализа. В этом случае концентрация CNTF в пробе составляла в среднем 10.4±0.4 пг/мл с коэффициентом вариации 4.2% и близостью определяемых значений к ожидаемым величинам на уровне 104%.

The development of the integral platform “From Gene to Lead”, consolidated computer methods, bioinformatics researches, and experimental approaches, significantly accelerated and optimized base structure search in the field of drug design. The necessity of the experimental verification of hundreds virtual structure hypothesis (results of molecular data base selections or de novo construction) requires demands the usage of the high-through out and sensitive methods for validation possible interaction between numerous of selected compounds and particular molecular targets and evaluation of affinity, kinetics and thermodynamics. Surface plasmon resonance (SPR) technology makes it possible to solve all these problems. In this article the methodical aspects of the optical SPR-biosensor usage in the field of drug prototypes selection are described using the human cytochrome P450(51) catalyzing one of the key step of cholesterol biosynthesis as an example., Интеграция различных компьютерных, биоинформатических и экспериментальных технологий в единую платформу, покрывающую путь “от гена до прототипа лекарства”, значительно ускорила и оптимизировала поиск базовых структур для создания новых лекарственных препаратов. При этом необходимость экспериментальной проверки найденных компьютерными методами сотен структурных гипотез, представляющих собой выборки из молекулярных баз данных или сконструированных de novo соединений, требует привлечения быстрых и чувствительных скрининговых методов анализа их возможных взаимодействий с белком-мишенью. А в случае позитивного результата и возможности количественной оценки аффинности, кинетики и термодинамики межмолекулярного взаимодействия. Технология поверхностного плазмонного резонанса (SPR) позволяет решать все перечисленные задачи. В данной статье рассматриваются методические аспекты применения оптического SPR биосенсора для поиска прототипов лекарственных средств на примере цитохрома Р450(51) человека, катализирующего ключевую стадию биосинтеза холестерина.

Determination of protein concentration in biological samples is an important task for biological research, as well as for medicine and routine clinical biochemistry. The introduction of stable isotope-labeled peptide standards (SIS) made it possible to determine accurately absolute protein concentrations in proteomic studies. The correct choice of SIS and the systematic way to develop a s method for selected reaction monitoring (SRM) are very important steps that are crucial for further identification and measurements of protein concentration. In this paper, we summarize our experience of selecting SIS for measuring the protein concentration by SRM. The results are presented in the form of an algorithm that describes the main stages of the SIS selection and the main points in the development of SRM methods for the targeted protein detection and determination of protein concentrations in biological samples., Определение концентраций белков является важной задачей в биологии и медицине, а также используется в клинической лабораторной практике для диагностики заболеваний. Измерения абсолютных концентраций белков в масс-спектрометрии стали возможны благодаря внедрению в практику внутренних стандартов, которые в точности соответствуют химической структуре измеряемого вещества, но синтезированы с использованием изотопно-меченых молекул. Правильный выбор внутреннего стандарта и систематических подход в разработке методики мониторинга выбранных реакций (Selected Reaction Monitoring, SRM) определяет качество идентификации и точность измерения концентрации таргетного белка. В данной работе суммирован наш опыт по выбору пептидного стандарта для измерения концентрации белков. Результаты представлены в виде алгоритма, который учитывает основные стадии выбора внутреннего стандарта и основные моменты разработки методов детекции и определения концентрации белков

The program MOLTRA-II, created on the basis of the CHEmical Databases management system CHED, is supplemented by the possibility of calculating new descriptors based on the three-dimensional structure and hydrogen bond parameters. The program calculates PSA descriptors (Polar Surface Area), OSA (Optimal Structure Area) and energy of the hydrogen bond., Программа MOLTRA-II, созданная на основе системы управления химическими базами данных CHED, дополнена возможностью расчёта новых дескрипторов на основе трёхмерной структуры и параметров водородной связи. Программа рассчитывает дескрипторы PSA (Polar Surface Area), OSA (Optimal Structure Area) и энергию водородной связи.