RU2451024C1 - Analysis of arg-x proteolysis and inhibition thereof in non-histone and histone proteins of supramolecular structures of plant cell nuclei - Google Patents

Analysis of arg-x proteolysis and inhibition thereof in non-histone and histone proteins of supramolecular structures of plant cell nuclei Download PDF

Info

Publication number
RU2451024C1
RU2451024C1 RU2011109505/10A RU2011109505A RU2451024C1 RU 2451024 C1 RU2451024 C1 RU 2451024C1 RU 2011109505/10 A RU2011109505/10 A RU 2011109505/10A RU 2011109505 A RU2011109505 A RU 2011109505A RU 2451024 C1 RU2451024 C1 RU 2451024C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
histone
arg
proteins
cell nuclei
analysis
Prior art date
Application number
RU2011109505/10A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эвилина Алексеевна Иванова (RU)
Эвилина Алексеевна Иванова
Гюльнар Хамидовна Вафина (RU)
Гюльнар Хамидовна Вафина
Original Assignee
Учреждение Российской академии наук Институт биологии Уфимского научного центра РАН (ИБ УНЦ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Учреждение Российской академии наук Институт биологии Уфимского научного центра РАН (ИБ УНЦ РАН) filed Critical Учреждение Российской академии наук Институт биологии Уфимского научного центра РАН (ИБ УНЦ РАН)
Priority to RU2011109505/10A priority Critical patent/RU2451024C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2451024C1 publication Critical patent/RU2451024C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: for analysis of Arg-X proteolysis and inhibition thereof in non-histone and histone proteins of supramolecular structures of plant cell nuclei, nuclei are separated from the endosperm at certain time intervals from the beginning of soaking. The nuclei are preserved. Nuclear fractions are extracted and histone and non-histone proteins are separated through ion-exchange chromatography with amberlite IRC-50 in discontinuous gradient of guanidine hydrochloride. Sites of Arg-X protease- and inhibitor-trypsin activity are determined in the proteins.
EFFECT: high accuracy of analysis.

Description

Изобретение относится к биохимии и молекулярной биологии эукариотической клетки и может быть применено к анализу молекулярно-генетических механизмов формирования структур клеточного ядра и роли белковых компонентов в их организации, что необходимо для получения дополнительной информации в разработках и построении компьютерных моделей организации генных и эпигенных сетей управления.The invention relates to biochemistry and molecular biology of a eukaryotic cell and can be applied to the analysis of molecular genetic mechanisms of the formation of cell nucleus structures and the role of protein components in their organization, which is necessary to obtain additional information in the development and construction of computer models for the organization of gene and epigenic control networks.

Известен способ получения ядерных фракций, обладающих протеиназной и ингибирующей активностью [1], в котором в супраструктурах клеточных ядер растений были определены протеолитическая и ингибиторная активности. Недостатком этого способа является, то что анализ осуществлялся в суммарных фракциях белков, без разделения их на гистоновые и негистоновые белки с помощью ионообменной хроматографии на амберлите ИРЦ-50.A known method of producing nuclear fractions with proteinase and inhibitory activity [1], in which proteolytic and inhibitory activities were determined in the suprastructures of plant cell nuclei. The disadvantage of this method is that the analysis was carried out in total fractions of proteins, without dividing them into histone and non-histone proteins using ion exchange chromatography on amberlite IRC-50.

Известен способ препаративного выделения основных белков клеточных ядер растений [2], в котором был описан способ фракционирования гистонов с помощью ионообменной хроматографии на колонке с амберлитом ИРЦ-50. Недостатком способа является то, что в полученных ядерных фракциях не были определены сайты Арг-Х протеиназо- и ингибитор-трипсиновой активности.There is a method of preparative isolation of the main proteins of plant cell nuclei [2], which described a method for fractionation of histones using ion-exchange chromatography on a column with amberlite IRC-50. The disadvantage of this method is that the sites of Arg-X proteinase and trypsin inhibitor activity were not determined in the obtained nuclear fractions.

Вышеуказанный способ препаративного выделения основных белков клеточных ядер [2] был принят за основу, в котором первоначально в определенные интервалы времени от начала замачивания 0 ч, 3 ч, 6 ч, 9 ч, 12 ч, 15 ч, 18 ч, 21 ч проводят отделение зародышей от эндосперма с последующей консервацией зародышей в забуференном 80-90% глицерине при минус 25°C, выделяют клеточные ядра, проводят экстракцию ядерных фракций возрастающими концентрациями 0,14 М, 0,35 М, 2 М хлористого натрия и 6 М гуанидингидрохлорида с 0,1% (β-меркаптоэтанолом и выделяют из вышеперечисленных фракций основные белки с помощью ионообменной хроматографии с амберлитом ИРЦ-50 в прерывистом градиенте гуанидингидрохлорида: 6%, 8,9%, 10,6%, 13%, 40% на 0,1 М калий-фосфатном буфере, pH 6,8.The above method of preparative isolation of the main proteins of cell nuclei [2] was taken as the basis in which initially, at certain time intervals from the start of soaking, 0 hours, 3 hours, 6 hours, 9 hours, 12 hours, 15 hours, 18 hours, 21 hours separation of the embryos from the endosperm followed by preservation of the embryos in 80-90% glycerol buffered at minus 25 ° C, cell nuclei are isolated, nuclear fractions are extracted with increasing concentrations of 0.14 M, 0.35 M, 2 M sodium chloride and 6 M guanidine hydrochloride with 0.1% (β-mercaptoethanol and isolated from the above RAC basic proteins by ion exchange chromatography with Amberlite IRC-50 in a discontinuous gradient of guanidine hydrochloride 6%, 8.9%, 10.6%, 13%, 40% 0.1 M potassium phosphate buffer, pH 6,8.

Цель изобретения - предлагается способ получения негистоновых и гистоновых белков с сайтами Арг-Х протеазо- и ингибитор-трипсиновой активности из супрамолекулярных структур клеточных ядер растений.The purpose of the invention is a method for producing non-histone and histone proteins with Arg-X sites of protease and trypsin inhibitor activity from supramolecular structures of plant cell nuclei.

Указанная цель достигается тем, что в способе получения негистоновых и гистоновых белков с сайтами Арг-Х протеазо- и ингибитор-трипсиновой активности из супрамолекулярных структур клеточных ядер растений первоначально в определенные интервалы времени от начала замачивания 0 ч, 3 ч, 6 ч, 9 ч, 12 ч, 15 ч, 18 ч, 21 ч проводят отделение зародышей от эндосперма с последующей консервацией зародышей в забуференном 80-90% глицерине при минус 25°C, выделяют клеточные ядра, проводят экстракцию ядерных фракций возрастающими концентрациями 0,14 М, 0,35 М, 2 М хлористого натрия и 6 М гуанидингидрохлорида с 0,1% β-меркаптоэтанолом, выделяют из вышеперечисленных фракций гистоновые и негистоновые белки с помощью ионообменной хроматографии с амберлитом ИРЦ-50 в прерывистом градиенте гуанидингидрохлорида: 6%, 8,9%, 10,6%, 13%, 40% на 0,1 М калий-фосфатном буфере, pH 6,8, и определяют в них сайты Арг-х протеазо- и ингибитор- трипсиновой активности.This goal is achieved by the fact that in the method for producing non-histone and histone proteins with Arg-X sites, protease and inhibitory trypsin activity from supramolecular structures of plant cell nuclei initially at certain time intervals from the start of soaking 0 h, 3 h, 6 h, 9 h 12 hours, 15 hours, 18 hours, 21 hours, the embryos are separated from the endosperm, followed by preservation of the embryos in 80-90% glycerol buffered at minus 25 ° C, cell nuclei are isolated, nuclear fractions are extracted with increasing concentrations of 0.14 M, 0 , 35 M, 2 M chloride about sodium and 6 M guanidine hydrochloride with 0.1% β-mercaptoethanol, histone and non-histone proteins are isolated from the above fractions by ion exchange chromatography with IRC-50 amberlite in a discontinuous guanidine hydrochloride gradient: 6%, 8.9%, 10.6%, 13%, 40% on 0.1 M potassium phosphate buffer, pH 6.8, and the sites of Arg-x protease and trypsin inhibitor activity were determined in them.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.The invention is illustrated by the following example.

Пример. Опыты проводили на элитных семенах пшеницы (Triticum aestivum L.) сортов Артемовка, Мироновская 808 и Мироновская яровая (любезно присланных нам из коллекции ГНУ Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н.И.Вавилова). Проращивание зародышей осуществляли в темноте при 22±1°C. В определенные интервалы времени - 0 ч (воздушно-сухое семя) и от начала замачивания семян: 3 ч, 6 ч, 9 ч, 12 ч, 15 ч, 18 ч, 21 ч проводили отделение зародышей от эндосперма. Клеточные ядра выделяли по методу [3]. Надмолекулярные структуры: нуклеоплазму (Нп), хроматин, непрочно-(Хр-I) и прочно-(Хр-II) связанный с ядерным матриксом (ЯМ), а также ЯМ выделяли из очищенных клеточных ядер соответственно при повышении ионной силы раствора: 0,14 М NaCl, 0,35 М NaCl, 2 М NaCl в 0,01 М трис-HCl буфере, pH 6,8. ЯМ извлекали 6 М гуанидингидрохлоридом (Gu·HCl) с 0,004%-ным (β-меркаптоэтанолом в том же буфере. Количество белка в ядрах и ядерных фракциях определяли методом Бредфорда в нашей модификации [1]. Полученные супраструктуры клеточных ядер пропускали через колонку с амберлитом ИРЦ-50 (полиментакриловая синтетическая смола со свободными карбоксильными группами). Смола использовалась в виде порошка, получаемого при размалывании в шаровой мельнице. Размельченная смола просеивалась через сито 200 меш, после чего многократно промывалась водой для удаления мельчайших частиц, высушивалась и промывалась ацетоном. Для достижения большей хроматографической эффективности проводили циклизацию. К 100 г смолы добавляли 500 мл 4 н. NaOH, перемешивали в течение 3 ч с последующим отмыванием на фильтре водой до нейтральной реакции и переводили в кислую форму, пропуская через нее 500 мл 4 М HCl, избыток HCl удаляли промыванием водой. Этой смолой заполняли колонку размером 0,4×4,5 см. На колонку наносили белок в количестве 20-50 мкг, растворенный в 6% гуанидингидрохлориде на 0,1 М калий-фосфатном буфере, pH 6,8. Скорость элюции составляла 6 мл/ч. Препаративное отделение основных белков протеома клеточных ядер проводили в прерывистом градиенте гуанидин гидрохлорида: 6%, 8,9%, 10,6%, 13%, 40% на 0,1 М калий-фосфатном буфере, pH 6,8. Описанным выше методом удалось разделить белки супраструктур клеточных ядер на 5 фракций, которые по концентрации гуанидингидрохлорида в элюате соответствуют фракциям: 0-фракция, обогащенная негистоновыми белками и белками HMG; фракция, обогащенная гистоном H1; фракция, обогащенная гистонами Н2А и Н2В; фракция, обогащенная гистонами Н3 и Н4 и наконец фракция, содержащая остатки гистонов Н3 и Н4 с примесью белков ядерного матрикса. Содержание белка в элюатах определяли методом Бредфорд в нашей модификации [1]. В полученных фракциях негистоновых и гистоновых белков клеточных ядер растений были определены сайты Арг-Х протеазо- и трипсин-ингибиторной активности. Арг-х протеазоактивность определяли по расщеплению низкомолекулярного белка протамина («Calbiochem», США) [1] (молекула которого состоит из 33 аминокислот: 22-х молекул Arg; 4-х молекул Ser; 3-х молекул Pro; по 2 молекулы Glu и Val). Активность выражали в нмоль аргинина·с-1·мг-1 белка.Example. The experiments were carried out on elite seeds of wheat (Triticum aestivum L.) of the varieties Artemovka, Mironovskaya 808 and Mironovskaya spring (kindly sent to us from the collection of the GNU of the All-Russian Scientific Research Institute of Plant Production named after N.I. Vavilov). Germination was carried out in the dark at 22 ± 1 ° C. At certain time intervals - 0 h (air-dry seed) and from the beginning of seed soaking: 3 hours, 6 hours, 9 hours, 12 hours, 15 hours, 18 hours, 21 hours, the embryos were separated from the endosperm. Cell nuclei were isolated according to the method of [3]. Supramolecular structures: nucleoplasm (Hp), chromatin, weakly (Chr-I) and strongly (Chr-II) bound to the nuclear matrix (NM), as well as NM were isolated from purified cell nuclei, respectively, with an increase in the ionic strength of the solution: 0, 14 M NaCl, 0.35 M NaCl, 2 M NaCl in 0.01 M Tris-HCl buffer, pH 6.8. NMs were extracted with 6 M guanidine hydrochloride (Gu · HCl) with 0.004% (β-mercaptoethanol in the same buffer. The amount of protein in the nuclei and nuclear fractions was determined by the Bradford method in our modification [1]. The obtained superstructures of cell nuclei were passed through an amberlite column IRC-50 (a polymethacrylic synthetic resin with free carboxyl groups). The resin was used in the form of powder obtained by grinding in a ball mill. The crushed resin was sieved through a 200 mesh sieve, and then repeatedly washed with water to remove the smallest particles were dried and washed with acetone. Cyclization was carried out to achieve greater chromatographic efficiency. 500 ml of 4 N NaOH was added to 100 g of the resin, stirred for 3 hours, followed by washing on the filter with water until neutral and transferred to an acid form, passing 500 ml of 4 M HCl through it, excess HCl was removed by washing with water. A 0.4 × 4.5 cm column was filled with this resin. 20-50 μg protein dissolved in 6% guanidine hydrochloride per 0.1 M potassium was applied to the column. phosphate buffer, pH 6.8. The elution rate was 6 ml / h. Preparative separation of the main proteins of the proteome of cell nuclei was carried out in an intermittent gradient of guanidine hydrochloride: 6%, 8.9%, 10.6%, 13%, 40% in 0.1 M potassium phosphate buffer, pH 6.8. Using the method described above, it was possible to separate the proteins of the superstructures of cell nuclei into 5 fractions, which correspond to the fractions according to the concentration of guanidine hydrochloride in the eluate: 0 fraction enriched in non-histone proteins and HMG proteins; fraction enriched in histone H1; fraction enriched in histones H2A and H2B; a fraction enriched in histones H3 and H4; and finally, a fraction containing residues of histones H3 and H4 mixed with proteins of the nuclear matrix. The protein content in the eluates was determined by the Bradford method in our modification [1]. In the obtained fractions of non-histone and histone proteins of plant cell nuclei, the sites of Arg-X protease and trypsin inhibitory activity were determined. Argh-x protease activity was determined by the cleavage of low-molecular-weight protamine protein (Calbiochem, USA) [1] (whose molecule consists of 33 amino acids: 22 Arg molecules; 4 Ser molecules; 3 Pro molecules; 2 Glu molecules and Val). Activity was expressed in nmol arginine · s -1 · mg -1 protein.

Ход анализа: 0,02-0,025% раствор протаминсульфата готовили на 0,1 М фосфатном буфере, pH 7,0. К 0,5 мл ферментного раствора (в 0,1 М фосфатном буфере, pH 7,0) добавляли 0,2 мл протаминсульфата, инкубировали при 37°C в течение 20 мин. Реакцию прекращали добавлением 0,7 мл 20% ТХУ (трихлоруксусная кислота). В контрольные пробы протаминсульфат вносили после добавления ТХУ. Мерой активности фермента служило количество растворимых в ТХУ аргининсодержащих пептидов, образующихся из протаминсульфата при его расщеплении трипсином или трипсиноподобными белками клеточного ядра. После добавления холодной 20% ТХУ опытные и контрольные пробы тщательно перемешивали и центрифугировали при 1500 g в течение 15 мин. Все операции проводили при 0-4°C. К 0,5 мл прозрачного центрифугата добавляли 1,25 мл 0,04% раствора 8-оксихинолина ("Реахим") (приготовленного в день опыта путем пятикратного разведения холодной дистиллированной водой 0,2% раствора 8-оксихинолина, растворенного в 96° этаноле), затем в пробу вносили 0,25 мл 10% NaOH, перемешивали и оставляли стоять в течение 2 мин, после этого добавляли 0,05 мл NaBrO (приготовленного путем растворения 1 г брома в 100 мл 5% NaOH) и через 15 с вносили 0,25 мл 40% мочевины, еще через 40 с - 2,75 мл холодной дистиллированной воды. После 5 мин стояния определяли оптическую плотность растворов при А490 (ФЭК-56 М, СССР).Analysis progress: 0.02-0.025% protamine sulfate solution was prepared on 0.1 M phosphate buffer, pH 7.0. 0.2 ml of protamine sulfate was added to 0.5 ml of the enzyme solution (in 0.1 M phosphate buffer, pH 7.0), incubated at 37 ° C for 20 min. The reaction was stopped by the addition of 0.7 ml of 20% TCA (trichloroacetic acid). Protamine sulfate was added to control samples after addition of TCA. A measure of enzyme activity was the amount of arginine-containing peptides soluble in TCA formed from protamine sulfate when it is cleaved with trypsin or trypsin-like proteins of the cell nucleus. After the addition of cold 20% TCA, the experimental and control samples were thoroughly mixed and centrifuged at 1500 g for 15 minutes. All operations were carried out at 0-4 ° C. 1.25 ml of a 0.04% solution of 8-hydroxyquinoline (Reachim) (prepared on the day of the test by five-fold dilution with cold distilled water of a 0.2% solution of 8-hydroxyquinoline dissolved in 96 ° ethanol was added to 0.5 ml of a clear centrifugate ), then 0.25 ml of 10% NaOH was added to the sample, stirred and left to stand for 2 min, after which 0.05 ml of NaBrO (prepared by dissolving 1 g of bromine in 100 ml of 5% NaOH) was added and after 15 s introduced 0.25 ml of 40% urea, after another 40 s - 2.75 ml of cold distilled water. After 5 minutes of standing, the optical density of the solutions was determined at A 490 (FEK-56 M, USSR).

С помощью калибровочной кривой значения оптической плотности при А490 переводили в количество мкмолей аргинина в пробе. В качестве стандарта для калибровочного графика использовали D,L-аргинин (Reanal, Венгрия). Протеолитическую активность рассчитывали по формулеUsing a calibration curve, the absorbance at A 490 was converted to the number of micromoles of arginine in the sample. D, L-arginine (Reanal, Hungary) was used as a standard for the calibration graph. Proteolytic activity was calculated by the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

Обозначения в формуле:Designations in the formula:

V - объем (мл) ТХУ фильтрата, взятого для диализа;V is the volume (ml) of TCA of the filtrate taken for dialysis;

ΔС - количество аргинина в нг (в ТХУ фильтрате);ΔС is the amount of arginine in ng (in TCA filtrate);

1,4 - общий объем (мл) реакционной смеси;1.4 is the total volume (ml) of the reaction mixture;

Т - время инкубации (с);T is the incubation time (s);

V1 - объем (мл) ядерного экстракта, взятого для инкубации;V 1 - volume (ml) of nuclear extract taken for incubation;

174,2 - молекулярная масса аргинина;174.2 - molecular weight of arginine;

Б - количество белка (мг) в 1 мл ядерного экстракта.B - the amount of protein (mg) in 1 ml of nuclear extract.

Анализ по определению трипсин-ингибиторной активности отличался от вышеизложенного анализа по определению Arg-X протеолитической активности тем, что в инкубационную среду добавлялся 0,0002% трипсин (СПОФА, ЧССР) в объеме 0,2 мл, приготовленный на 0,1 М фосфатном буфере, pH 7,0. В связи с тем, что партии трипсина отличались по ферментативной активности, для каждой партии концентрация искомой активности трипсина (показания оптической плотности реакционной смеси должны находиться в пределах 0,02-0,05 (ФЭК-56М)) подбиралась индивидуально. Активность ингибиторов трипсина выражали в нмоль аргинина·с-1·мг-1 белка. Определение активности ингибиторов трипсина рассчитывали по формулеThe analysis for the determination of trypsin inhibitory activity differed from the above analysis for the determination of Arg-X proteolytic activity in that 0.0002% trypsin (SPOFA, Czechoslovakia) was added to the incubation medium in a volume of 0.2 ml, prepared on 0.1 M phosphate buffer pH 7.0. Due to the fact that the lots of trypsin differed in enzymatic activity, for each batch the concentration of the desired trypsin activity (readings of the optical density of the reaction mixture should be in the range 0.02-0.05 (FEK-56M)) was selected individually. The activity of trypsin inhibitors was expressed in nmol arginine · s -1 · mg -1 protein. The determination of the activity of trypsin inhibitors was calculated by the formula

Figure 00000002
Figure 00000002

ΔСк - нг аргинина, образующегося при инкубации (в течение 20 мин при 37°C) протаминсульфата и трипсина; нг аргинина находили по калибровочной кривой;ΔС к - ng of arginine formed during incubation (for 20 min at 37 ° C) of protamine sulfate and trypsin; ng arginine was found by the calibration curve;

ΔСо - нг аргинина, образующегося при инкубации (в течение 20 мин при 37°C) протаминсульфата, трипсина и ингибитора ядерной фракции трипсина, последний получен из ядерного экстракта; нг аргинина находили по калибровочной кривой;ΔC o - ng of arginine formed during incubation (for 20 min at 37 ° C) of protamine sulfate, trypsin and an inhibitor of the nuclear trypsin fraction, the latter obtained from a nuclear extract; ng arginine was found by the calibration curve;

V - объем (мл) реакционной смеси;V is the volume (ml) of the reaction mixture;

V1 - объем (мл) ТХУ фильтрата, взятого для анализа;V 1 - volume (ml) of TCA of the filtrate taken for analysis;

Т - время инкубации в с;T is the incubation time in s;

V2 - объем (мл) ядерного экстракта;V 2 - volume (ml) of nuclear extract;

174,2 - молекулярная масса аргинина;174.2 - molecular weight of arginine;

Б - количество белка (мг) в 1 мл ядерного экстракта.B - the amount of protein (mg) in 1 ml of nuclear extract.

Эффективность последовательной ступенчатой экстракции гистоновых и негистоновых белков из нуклеоплазмы, обладающих Арг-Х протеазо- и ингибитор-трипсиновой активностью показана на фиг.1. На оси ординат показана активность протеаз (1) и ингибиторов трипсина (2) выраженная в нмоль аргинина на 1 мг белка/с. На оси абсцисс показано время прорастания зародышей пшеницы.The effectiveness of sequential stepwise extraction of histone and non-histone proteins from the nucleoplasm having Arg-X protease and trypsin inhibitor activity is shown in Fig. 1. The ordinates show the activity of proteases (1) and trypsin inhibitors (2) expressed in nmol of arginine per 1 mg of protein / s. The abscissa axis shows the germination time of wheat germ.

На фиг.2 представлена эффективность последовательной ступенчатой экстракции гистоновых и негистоновых белков из хроматина, непрочно связанного с ядерным матриксом (Хроматин-I), обладающих Арг-Х протеазо- и ингибитор-трипсиновой активностью. На оси ординат показана активность протеаз (1) и ингибиторов трипсина (2) выраженная в нмоль аргинина на 1 мг белка/с. На оси абсцисс показано время прорастания зародышей пшеницы.Figure 2 presents the effectiveness of sequential stepwise extraction of histone and nonhistone proteins from chromatin, loosely bound to the nuclear matrix (Chromatin-I), with Arg-X protease and trypsin inhibitor activity. The ordinates show the activity of proteases (1) and trypsin inhibitors (2) expressed in nmol of arginine per 1 mg of protein / s. The abscissa axis shows the germination time of wheat germ.

На фиг.3 представлена эффективность последовательной ступенчатой экстракции гистоновых и негистоновых белков из хроматина прочно связанного с ядерным матриксом (Хроматин-II), обладающих Арг-Х протеазо- и ингибитор-трипсиновой активностью. На оси ординат показана активность протеаз (1) и ингибиторов трипсина (2), выраженная в нмоль аргинина на 1 мг белка/с. На оси абсцисс показано время прорастания зародышей пшеницы.Figure 3 presents the efficiency of sequential stepwise extraction of histone and non-histone proteins from chromatin firmly bound to the nuclear matrix (Chromatin-II) with Arg-X protease and trypsin inhibitor activity. The ordinates show the activity of proteases (1) and trypsin inhibitors (2), expressed in nmol of arginine per 1 mg of protein / s. The abscissa axis shows the germination time of wheat germ.

На фиг.4 представлена эффективность последовательной ступенчатой экстракции гистоновых и негистоновых белков из ядерного матрикса (ЯМ), обладающих Арг-Х протеазо- и ингибитор-трипсиновой активностью. На оси ординат показана активность протеаз (1) и ингибиторов трипсина (2), выраженная в нмоль аргинина на 1 мг белка/с. На оси абсцисс показано время прорастания зародышей пшеницы.Figure 4 presents the efficiency of sequential stepwise extraction of histone and non-histone proteins from the nuclear matrix (NM) with Arg-X protease and trypsin inhibitor activity. The ordinates show the activity of proteases (1) and trypsin inhibitors (2), expressed in nmol of arginine per 1 mg of protein / s. The abscissa axis shows the germination time of wheat germ.

Анализ фиг.1-4 показывает, что в период перехода G1 в S фазу клеточного цикла активно происходят процессы Арг-Х протеолиза и его ингибирования как в негистоновых так и гистоновых белках клеточного ядра. Известно, что аргинин в составе белков активно участвует в процессах, структурирующих упаковку ДНК, особенно при модификации гуанидиновой группы. Сжатие или растяжение нуклеопротеидных супраструктур клеточного ядра способно экранировать гидрофобные или гидрофильные поверхности белка для межмолекулярных взаимодействий и тем самым влиять на плотность упаковки ДНК и ее транскрипционную активность.The analysis of Figs. 1-4 shows that during the transition of G 1 to the S phase of the cell cycle, Arg-X proteolysis and its inhibition processes both in non-histone and histone proteins of the cell nucleus actively occur. It is known that arginine in the composition of proteins is actively involved in the processes that structure the packaging of DNA, especially with the modification of the guanidine group. Compression or stretching of the nucleoprotein superstructures of the cell nucleus can screen the hydrophobic or hydrophilic surfaces of the protein for intermolecular interactions and thereby affect the packing density of DNA and its transcriptional activity.

Данное изобретение рекомендуется для анализа молекулярно-генетических механизмов происходящих на разных уровнях пространственно-временной реорганизации интерфазного хроматина, которая способна выполнять важную роль в функционировании эпигенетических механизмов, работающих не на уровне триплетного кода ДНК, а на уровне N-концевых аргининовых и лизиновых участков, выступающих из нуклеосомной глобулы.This invention is recommended for the analysis of molecular genetic mechanisms occurring at different levels of the spatiotemporal reorganization of interphase chromatin, which is able to play an important role in the functioning of epigenetic mechanisms that work not at the level of the triplet DNA code, but at the level of N-terminal arginine and lysine sites from the nucleosome globule.

Источники информацииInformation sources

1. Иванова Э.А., Вафина Г.Х. Способ получения ядерных фракций, обладающих протеиназной и ингибирующей активностью. Авторское свидетельство №1733471 // БИ 1992. Т.18, С.96.1. Ivanova E.A., Vafina G.Kh. A method of obtaining nuclear fractions with proteinase and inhibitory activity. Copyright certificate No. 1733471 // BI 1992. V.18, S.96.

2. Иванова Э.А.. Вафина Г.Х. Способ препаративного выделения основных белков из супраструктур клеточных ядер растений. Патент №2408602 // Опубликовано 10.01.2011. Бюл. №1.2. Ivanova E.A. Vafina G.Kh. A method for preparative isolation of basic proteins from suprastructures of plant cell nuclei. Patent No. 2408602 // Published on January 10, 2011. Bull. No. 1.

3. Иванова Э.А., Вафина Г.Х. Способ выделения растительных клеточных ядер. Авторское свидетельство 1701747 // БИ №48. 1991. С.98.3. Ivanova E.A., Vafina G.Kh. A method for isolating plant cell nuclei. Copyright certificate 1701747 // BI No. 48. 1991. S. 98.

Claims (1)

Способ анализа Арг-Х протеолиза и его ингибирования в негистоновых и гистоновых белках супрамолекулярных структур клеточных ядер растений, в котором первоначально в определенные интервалы времени от начала замачивания 0 ч, 3 ч, 6 ч, 9 ч, 12 ч, 15 ч, 18 ч, 21 ч проводят отделение зародышей от эндосперма с последующей консервацией зародышей в забуференном 80-90%-ном глицерине при минус 25°C, выделяют клеточные ядра, проводят экстракцию ядерных фракций возрастающими концентрациями 0,14 М, 0,35 М, 2 М хлористого натрия и 6 М гуанидин гидрохлорида с 0,1%-ным β-меркаптоэтанолом, выделяют из вышеперечисленных фракций гистоновые и негистоновые белки с помощью ионообменной хроматографии с амберлитом ИРЦ-50 в прерывистом градиенте гуанидин гидрохлорида: 6%, 8,9%, 10,6%, 13%, 40% на 0,1 М калий-фосфатном буфере pH 6,8 и определяют в них сайты Арг-х протеазо- и ингибитор-трипсиновой активности. The method of analysis of Arg-X proteolysis and its inhibition in non-histone and histone proteins of the supramolecular structures of plant cell nuclei, in which initially at certain intervals from the start of soaking 0 h, 3 h, 6 h, 9 h, 12 h, 15 h, 18 h 21 hours, the embryos are separated from the endosperm, followed by preservation of the embryos in buffered 80-90% glycerol at minus 25 ° C, cell nuclei are isolated, nuclear fractions are extracted with increasing concentrations of 0.14 M, 0.35 M, 2 M chloride sodium and 6 M guanidine hydrochloride with 0.1% β-mer by ethanol, histone and non-histone proteins are isolated from the above fractions using ion exchange chromatography with IRC-50 amberlite in a discontinuous gradient of guanidine hydrochloride: 6%, 8.9%, 10.6%, 13%, 40% per 0.1 M potassium phosphate buffer pH 6.8 and determine the sites of Arg-x protease and trypsin inhibitor in them.
RU2011109505/10A 2011-03-14 2011-03-14 Analysis of arg-x proteolysis and inhibition thereof in non-histone and histone proteins of supramolecular structures of plant cell nuclei RU2451024C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011109505/10A RU2451024C1 (en) 2011-03-14 2011-03-14 Analysis of arg-x proteolysis and inhibition thereof in non-histone and histone proteins of supramolecular structures of plant cell nuclei

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011109505/10A RU2451024C1 (en) 2011-03-14 2011-03-14 Analysis of arg-x proteolysis and inhibition thereof in non-histone and histone proteins of supramolecular structures of plant cell nuclei

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2451024C1 true RU2451024C1 (en) 2012-05-20

Family

ID=46230724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011109505/10A RU2451024C1 (en) 2011-03-14 2011-03-14 Analysis of arg-x proteolysis and inhibition thereof in non-histone and histone proteins of supramolecular structures of plant cell nuclei

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2451024C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB682768A (en) * 1948-04-12 1952-11-19 Allen Francis Reid Fractionation and purification of biological solutions by ion-exchange
SU1701747A1 (en) * 1990-02-13 1991-12-30 Институт Биологии Башкирского Научного Центра Уо Ан Ссср Method for isolation of plant cell nuclei
SU1733471A1 (en) * 1990-02-07 1992-05-15 Институт биологии Башкирского научного центра Уральского отделения АН СССР Method for preparation of nuclear fraction, showing proteinase and inhibiting activity
RU2127761C1 (en) * 1993-06-10 1999-03-20 Институт биологии Уфимского научного центра РАН Method of determining oxidazing-reducing activity of peroxidase system in cell kernels of wheat plantules

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB682768A (en) * 1948-04-12 1952-11-19 Allen Francis Reid Fractionation and purification of biological solutions by ion-exchange
SU1733471A1 (en) * 1990-02-07 1992-05-15 Институт биологии Башкирского научного центра Уральского отделения АН СССР Method for preparation of nuclear fraction, showing proteinase and inhibiting activity
SU1701747A1 (en) * 1990-02-13 1991-12-30 Институт Биологии Башкирского Научного Центра Уо Ан Ссср Method for isolation of plant cell nuclei
RU2127761C1 (en) * 1993-06-10 1999-03-20 Институт биологии Уфимского научного центра РАН Method of determining oxidazing-reducing activity of peroxidase system in cell kernels of wheat plantules

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SIMON JH, BECKER WM. A polyethylene glycol/dextran procedure for isolation of chromatin proteins (histones and nonhistones) from wheat germ. Biochem Biophis Acta. 1976 Nov 12; 454(1):154-71. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kim et al. Automation of protein purification for structural genomics
JP5649800B2 (en) Improved purification of collagenase from Clostridium histolyticum liquid culture
Fesenko et al. Phytohormone treatment induces generation of cryptic peptides with antimicrobial activity in the Moss Physcomitrella patens
RU2013156669A (en) WASHING SOLUTION AND METHOD OF AFFINE CHROMATOGRAPHY
Shahali et al. Allergomic study of cypress pollen via combinatorial peptide ligand libraries
JP2013536683A (en) Culture medium for eukaryotic cells
Heintz et al. An efficient protocol for the identification of protein phosphorylation in a seedless plant, sensitive enough to detect members of signalling cascades
González-García et al. Identification of plum and peach seed proteins by nLC-MS/MS via combinatorial peptide ligand libraries
Lu et al. Separation and identification of ACE inhibitory peptides from lizard fish proteins hydrolysates by metal affinity-immobilized magnetic liposome
JP7110403B2 (en) Preparative Scale Conversion of Gonyautoxin to Neosaxitoxin
US8349770B2 (en) Method for the preparation of a composition based on 4-hydroxyproline and the uses thereof in the agronomical field
Staes et al. Protease substrate profiling by N-terminal COFRADIC
Fröhlich et al. Deep insights into the plant proteome by pretreatment with combinatorial hexapeptide ligand libraries
Patole et al. Plant proteomics: A guide to improve the proteome coverage
RU2408602C1 (en) Method for preparative extraction of basic proteins from superstructures of plant cell nuclei
RU2451024C1 (en) Analysis of arg-x proteolysis and inhibition thereof in non-histone and histone proteins of supramolecular structures of plant cell nuclei
Zhang et al. Protein arginine allylation and subsequent fluorophore targeting
Righetti et al. Low-abundance plant protein enrichment with peptide libraries to enlarge proteome coverage and related applications
RU2518115C1 (en) Method of production of nuclear proteinases of non-histone and histone plant proteins
Cheng et al. Improved performance of proteomic characterization for Panax ginseng by strong cation exchange extraction and liquid chromatography-mass spectrometry analysis
CN106879884B (en) Method for improving royal jelly performance
Wu et al. Selection of goat β-casein derived ACE-inhibitory peptide SQPK and insights into its effect and regulatory mechanism on the function of endothelial cells
Liu et al. A novel ACE inhibitory peptide from Pelodiscus sinensis Wiegmann meat
KR100539389B1 (en) A New Removal Method of Glutelin Storage Proteins for the Proteome Study of Non-Glutelin Proteins in Rice Seeds
CA3114617A1 (en) Peptide ligands for capture of host cell proteins

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160315