فسفرة البروتين هي سمة مركزية لكيفية تفسير الخلايا للمعلومات والاستجابة لها في بيئتها خارج الخلية. هنا ، نقدم بروتوكول فحص عالي الإنتاجية باستخدام الكينازات المنقاة من خلايا الثدييات لتحديد الكينازات التي تعمل على الفسفرة في ركيزة (ركيزة) ذات أهمية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
فسفرة البروتين هي سمة مركزية لكيفية تفسير الخلايا للمعلومات والاستجابة لها في بيئتها خارج الخلية. هنا ، نقدم بروتوكول فحص عالي الإنتاجية باستخدام الكينازات المنقاة من خلايا الثدييات لتحديد الكينازات التي تعمل على الفسفرة في ركيزة (ركيزة) ذات أهمية.
قمنا بتطوير منصة الفحص لتحديد مخصصة تحركات البروتينات البشرية للركائز فسفرته والتي يمكن استخدامها لتوضيح رواية مسارات نقل الإشارة. نهجنا ميزات استخدام مكتبة تنقية الموسومة GST تحركات البروتينات البشرية وركيزة البروتين المؤتلف من الاهتمام. وقد استخدمنا هذه التكنولوجيا لتحديد MAP / أنيبيب التنظيم تقارب كيناز 2 (MARK2) كما كيناز لموقع التنظيم الجلوكوز على الخاضعة للرقابة CREB الترانسكربتي Coactivator 2 (CRTC2)، وهو بروتين اللازم لتكاثر الخلايا بيتا، وكذلك الأسرة AXL التيروزين كيناز كما المنظمين من ورم خبيث الخلية عن طريق الفسفرة من البروتين محول ELMO. وصفنا هذه التكنولوجيا ومناقشة كيف يمكن أن يساعد على وضع خريطة شاملة لكيفية استجابة الخلايا للمؤثرات البيئية.
البروتين التعديلات بعد متعدية (PTMs) ضرورية للتواصل بين الخلايا. ولعل أفضل درس لجميع PTMs هو الفسفرة، يحفزه تحركات البروتينات، التي تنظم عدد لا يحصى من وظائف البروتين، بما في ذلك نشاطهم الكيمياء الحيوية، وتوطين التحت خلوية، التشكل، والاستقرار. تحديد المواقع الفسفرة على البروتينات الهدف يمكن تحقيقه عن طريق التعيين phosphopeptide زيتية أو عن طريق تقنيات البروتين الآن القياسية باستخدام عينات المخصب لالببتيدات فسفرته 1،2. في حين من المتوقع أن يتم فسفرته 3 ثلاثة أرباع بروتيوم أعرب وحددت 200،000 مواقع الفسفرة 5، مع تقديرات تصل إلى 1000000 6، وكثير من هؤلاء ليس لهم علم الأحياء المخصصة، مما يشير إلى مسار أو بروتين كيناز.
في حين تحديد المواقع فسفرته واضح ومباشر نسبيا، تحديا أكبر نسبيا هوتحديد كيناز وما شابه ذلك (ق) التي تستهدف هذه المواقع، وهي عملية نطلق عليه رسم الخرائط كيناز: أزواج الركيزة. عدة طرق لتحديد كيناز: وقد وصفت أزواج الركيزة، إما بدءا من كيناز من الفائدة وتبحث عن ركائز، أو بدءا ركيزة من الاهتمام ومحاولة لإيجاد كيناز المعدلة تجريبيا 11/07 أو حسابيا 12. لتحديد تحركات لالركيزة فسفرته معروف، المعلوماتية الحيوية يمكن استخدامها لتحديد البروتينات التي تحتوي على تسلسل الحفظ قصيرة من الأحماض الأمينية المرافقة بقايا فسفرته (موقع الإجماع)، فضلا عن تحديد تحركات التي تشكل مجمع precipitable مع الركيزة. ومع ذلك، هذه الأساليب هي مضيعة للوقت، وغالبا ما لا تفي بالنجاح.
قمنا بتطوير نهج وظيفي منتظم لتحديد بسرعة تحركات التي يمكن أن الفوسفات ركيزة معينة (13). فحص الشاشة تنتج تحديدا ممتازإيتي، مع اختيار واضحة جدا لتحركات المشابهة المحتملة. ونظرا لمركزية الفسفرة إلى الإشارات البيولوجية، والشاشة هي مفيدة لاكتشاف خلية تقريبا في جميع مسارات إشارات 14-16. ينطوي على الشاشة إجراء فحص كيناز على نطاق واسع مع مكتبة من تحركات البروتينات البشرية. تم الموسومة تحركات مع الجلوتاثيون البكتيرية S-ترانسفيراز (GST) البروتين وتنقيته من مقتطفات خلايا الثدييات، وهو ما يعني أن الإنزيمات المؤتلف - على عكس تلك التي أعدت من البكتيريا - تتولد في وجود تحركات البروتينات المنبع في كثير من الأحيان اللازمة ل الانزيمات المؤتلف أن يكون النشاط في المختبر. في الواقع، في حين سيرين، ثريونين، والتيروزين النشاط كيناز اللازمة لتفعيل كيناز المصب الموجودة في الخميرة 10، الجينوم الخميرة بترميز 122 تحركات البروتينات، مشيرا إلى أن kinome الثدييات، مع أكثر من 500 جين 17، أصبحت أكبر بكثير من مجمع ل العاديهالشركة المصرية للاتصالات العمليات الفريدة للكائنات العليا. وعلاوة على ذلك، فإن تأثير المحفزات المختلفة ذات الصلة لبيولوجيا الخلية والأمراض التي تصيب البشر (مثل الجزيئات الصغيرة، عوامل النمو والهرمونات وغيرها) يمكن أن تستخدم ل14،15 تعدل النشاط كيناز في سياق مناسب.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. إعداد الكواشف، لوحات، والخلايا
2. ترنسفكأيشن
ملاحظة: انظر الشكل 1 للاطلاع على سير بروتوكول بأكمله.
المنسدلة 3. GST-كيناز
4. الجري، تلطيخ، والمواد الهلامية التجفيف
ملاحظة: يجب أن يتم تنفيذ جميع الأعمال في منطقة DESIGNAتيد لنشاط إشعاعي.
5. تطوير XAR أفلام
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وتظهر نتائج ممثلة من شاشة في الشكل 2. تم فحص 180 تحركات باستخدام الببتيد الركيزة GST الموسومة الموافق أأ 268-283 من CRTC2 وكذلك البروتين الأساسي الكلاسيكي كيناز فحص الركيزة المايلين (ب ب). اثنين فقط من تحركات، MARK2 وMARK3 كيناز ذات الصلة للغاية مفسفر الببتيد CRTC2. يتم تضمين MBP باعتبارها الرقابة الداخلية في جميع المقايسات، كما أنه يحتوي على العديد من بقايا phosphorylatable ويمتد على 18 كيلو دالتون، نحو الجزء السفلي من هلام. هذا يسمح لتفسير خصوصية: فإن بعض كيناز ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
منذ المنشورات الأصلية واصفا نهج 14،15، تم توسيع المكتبة الأصلي من 180 GST-تحركات إلى 420 عضوا، أو ~ 80٪ من kinome البروتين البشري. مع مكتبة الموسعة، البروتوكول كما هو موضح يستغرق 4-5 أيام ثم 1-4 أيام لتطوير الأفلام (بحسب ما تقتضيه الضرورة)، والتي يمكن اختصارها عن طريق استخدام phosphorimaging وتعزيز الإشارات الرقمية. هناك العديد من الخطوات الرئيسية التي يجب توخي الحذر (انظر الشكل 1 لمحة عامة عن بروتوكول). أولا، هو صحة المخزون من الخلايا ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
وأيد هذا العمل عن طريق منح NSERC 386634. ونود أن نشكر أعضاء مختبر Screaton لإجراء مناقشات مفيدة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| المخزن المؤقت للتحلل | صنع في المنزل | انظر البروتوكول الخطوة 1.1 | |
| 10x المخزن المؤقت كيناز | صنع في المنزل | انظر خطوة البروتوكول 1.2 | |
| 10x M-ATP | صنع في المنزل | انظر خطوة البروتوكول 1.3 | |
| بلازميدات كيناز الإنسان | Orfeome ، Invitrogen ، Origene | GST الموسومة في المنزل | |
| 96 لوحة بئر | Fisher Scientific | CS003595 | |
| 293T الخلايا | ATCC | CRL-11268 | |
| DMEM | فيشر SH3002201 العلمية | مع 100 ؛ U / مل البنسلين ، 100 ؛ μ جم / مل من الستربتومايسين ، مصل ربلة الساق الجنينية 10٪. | |
| حاضنة CO2< / sub> | Sanyo | MCO-17AIC | |
| أطباق زراعة الخلايا 15 سم | فيشر ساينتفيك | 877224 | |
| متوسط مصل مخفض | Invitrogen | 22600-050 | |
| كاشف التعداء القائم على الدهون | Invitrogen | 11668-019 | |
| موزع السوائل الآلي | Thermo Scientific | 5840300 | |
| مرفق كاسيت صغير | Thermo Scientific | 24073295 | |
| مرفق كاسيت قياسي | Thermo Scientific | 14072670 | |
| 4 mM pervanadate | صنع في المنزل | انظر خطوة البروتوكول 3.1 | |
| 0.25 M CaCl2 | ماصة متعددة القنوات مصنوعة في المنزل | ||
| (20-200 &# 956; ل) | Labnet | p4812-200 | |
| ماصة متعددة القنوات (1-10 &# 956 ؛ ل) | Thermo Scientific | 4661040 | |
| V-bottom 6-well ألواح | Evergreen Scientific | 290-8116-01V | |
| الجلوتاثيون المطلية بألواح 96 بئر | فيشر Scientific | PI-15240 | |
| فرن تهجين Biostad | 350355 | ||
| GST موسومة الركيزة | صنع في المنزل | ||
| بروتين المايلين الأساسي (MBP) | ماصة مكرر سيجما | M1891 | |
| (1 مل) | Eppendorf | 22266209 | |
| 32P gamma-ATP | Perkin Elmer | BLU502Z500UC | |
| 2x SDS Lysis Buffer (100 & nbsp; مل) | صنع في المنزل | انظر خطوة البروتوكول 1.4 | |
| 26 بئر المواد الهلامية TGX مسبقة الصب | BioRad | 567-1045 | النسبة المئوية للهلام المطلوبة تعتمد على الوزن الجزيئي للركيزة ذات الأهمية |
| Coomassie | صنع في المنزل | 0.1٪ Coomassie R250 ، 10٪ حمض الأسيتيك ، 40٪ ميثانول | |
| Coomassie destain | صنع في المنزل | 10٪ حمض الأسيتيك ، 20٪ ميثانول | |
| حاويات هلام مصنفة | مصنوعة في المنزل | أغطية بلاستيكية مستعملة من صناديق ذات أطراف فارغة ، كبيرة بما يكفي لاحتواء ورق ترشيح واحد هلام | |
| واتمان | صفائح السيلوفان فيشر Scientific | 57144 | |
| (2) | BioRad | 165-0963 | |
| جل مجفف | Labconco | 4330150 | |
| فيلم التصوير الشعاعي الذاتي المستحلب المزدوج | VWR | IB1651454 | |
| كاسيت فيلم | فيشر Scientific | FBAC-1417 | |
| مكثفة | فيشر Scientific | FBIS-1417 | |
| لوحة ختم الأسطوانة المطاطية | Sigma | R1275 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.