يصف هذا البروتوكول إجراءات الكشف عن التغيرات في تعديلات الفسفرة للبروتينات المستهدفة باستخدام الرحلان الكهربائي لجل Phos-tag في العينات السريرية وفحوصات كيناز في المختبر .
مقالة منهجية
يصف هذا البروتوكول إجراءات الكشف عن التغيرات في تعديلات الفسفرة للبروتينات المستهدفة باستخدام الرحلان الكهربائي لجل Phos-tag في العينات السريرية وفحوصات كيناز في المختبر .
الفسفرة هي تعديل كلاسيكي بعد الترجمة ينظم وظيفة البروتين. تحتوي البروتينات عادة على العديد من مواقع الفسفرة المحتملة ، والتي يمكن تعديلها بواسطة كينازات مختلفة في مواقع مختلفة. غالبا ما تتطلب دراسة تغيرات الفسفرة للبروتينات المستهدفة في المرض أجساما مضادة خاصة بالفوسفو. ومع ذلك ، قد تقتصر الخيارات التجارية على موقع واحد أو غير متاحة تماما. هنا ، يتم وصف طريقة للكشف عن التغيرات في تعديلات الفسفرة للبروتينات المستهدفة في العينات السريرية باستخدام الرحلان الكهربائي لجل Phos-tag وتحديد مواقع الفسفرة التفصيلية من خلال فحوصات كيناز في المختبر . تظهر البروتينات الفسفرية المرتبطة بعلامة Phos-tag معدلات هجرة أبطأ في الرحلان الكهربائي للهلام SDS-PAGE ، مما يتيح التحليل شبه الكمي لتغيرات الفسفرة في أنسجة المرض بناء على متوسط شدة البكسل للنطاقات المهاجرة ببطء. من خلال الجمع بين Phos-tag SDS-PAGE مع النشاف المناعي باستخدام الأجسام المضادة الخاصة بالعموم ضد العديد من البروتينات المرشحة ، يمكن للباحثين تحديد البروتينات المستهدفة بكفاءة مع تغييرات الفسفرة. بعد فحص الكينازات المرشحة ، يتم إجراء فحوصات كيناز في المختبر باستخدام البروتين المستهدف ، وتخضع المنتجات الفسفرة الناتجة لقياس الطيف الكتلي لتحديد الموقع بدقة. لا تتطلب هذه الطريقة أجساما مضادة محددة للبروتين الفسفري ، مما يسمح بفحص عينات الأنسجة على نطاق واسع لتحديد حالات الفسفرة المتغيرة في المرض. علاوة على ذلك ، يمكن استخدام مواقع الفسفرة المحددة لتطوير أجسام مضادة محددة للتحليل الكمي والتوطين في أنسجة المرض ، مما يوفر رؤى أعمق حول أدوارها الوظيفية.
الفسفرة هي تعديل رئيسي بعد الترجمة لتعديل التوطين تحت الخلوي ونشاط كيناز ونشاط النسخ للبروتينات. تم العثور على أكثر من 500 جين من جينات كيناز البروتين في الجينوم البشري ، والتي تشارك في نقل الإشارة ، والتعبير الجيني ، وتفاعل البروتينوالبروتين 1. تخضع الفسفرة وإزالة الفسفرة لسيطرة العديد من الكينازات ، والتي يمكن عكسها بسرعة لتنظيم التصاق الخلايا وتكاثر الخلايا وتمايز الخلايا2. ومع ذلك ، فإن تعديلات فسفرة البروتين غير الطبيعية مسؤولة عن العديد من الأمراض البشرية ، بما في ذلك تكوين الأورام واضطرابات المناعة الذاتية والتنكس العصبي وشدة الخصوبة3،4،5.
ينتج عن التنميط الفوسفوروبروتيني للعينات السريرية العديد من البروتينات الفسفرية المرشحة تفاضليا6. للكشف عن تعديلات الفسفرة الرئيسية في الأمراض البشرية ، من الضروري وجود طريقة سهلة وفعالة للكشف عن حالة الفسفرة للبروتينات المستهدفة المحددة. يمكن أن تؤدي الفسفرة في مواقع مختلفة إلى تغييرات وظيفية مميزة في البروتين. ومن ثم ، فإن استخدام الأجسام المضادة الخاصة بالفسفرة التي تستهدف مواقع معينة من الأحماض الأمينية هو بلا شك أفضل طريقة للكشف عن التغيرات في فسفرة البروتين. ومع ذلك ، فإن الأجسام المضادة الخاصة بالفوسفو المميزة جيدا غائبة للعديد من البروتينات. بالإضافة إلى ذلك ، هناك حاجة إلى نهج أكثر ملاءمة لتحديد مواقع الفسفرة المحتملة الجديدة. غالبا ما يغير الفسفرة في بقايا معينة من الأحماض الأمينية معدل هجرة البروتين في الرحلان الكهربائي للهلام ، ويمكن أن تعكس النطاقات البطيئة الهجرة التغيرات في حالة الفسفرة7. ومع ذلك ، عادة ما تكون هذه التحولات في التنقل دقيقة ، مما يجعل من الصعب تمييزها. Phos-tag هو مركب كيميائي مركب مصمم من مجال تحفيزي للفوسفاتيز القلوي كنموذج ، والذي يمكنه التقاط بقايا Ser / Thr / Tyr و His / Asp / Lys الفسفرة. لذلك ، يؤدي اقتران علامة الفوسفورة بشكل فعال إلى تضخيم الاختلافات في معدل الهجرة بين البروتينات الفسفرة وغير الفسفرة ، مع تمييز الاختلافات في عدد مواقع الفسفرة8.
توفر هذه المنهجية القائمة على علامة الفوس للكشف عن تغيرات فسفرة البروتين المستهدف في عينات الأنسجة مزايا مميزة مقارنة بالأساليب التقليدية. بشكل حاسم ، أنه يلغي الحاجة إلى الأجسام المضادة الخاصة بالفوسفو ، وبدلا من ذلك يستخدم الأجسام المضادة القياسية الخاصة بالبروتين من الدرجة WB للكشف. يتم حل الأشكال الفسفرة وغير الفسفرة للبروتينات المستهدفة كنطاقات متميزة أثناء Phos-tag SDS-PAGE ، مما يتيح التقييم شبه الكمي لتغيرات مستوى الفسفرة في حالات المرض من خلال تحليل شدة النطاق المقارن. يتضمن سير العمل في هذا البروتوكول: (1) فصل Phos-tag SDS-PAGE لعينات البروتين ، (2) فحص اللطخة المناعية للأهداف الفسفرية ، (3) فحوصات كيناز في المختبر مع الكينازات المرشحة التي تم التحقق منها بواسطة الأجسام المضادة phospho-Ser / Thr. يحدد تحليل قياس الطيف الكتلي اللاحق (الذي يتم إجراؤه بواسطة منصة خدمة خارجية) مواقع الفسفرة لتمكين تطوير الأجسام المضادة الخاصة بالموقع. المنهجية التفصيلية غير مدرجة في البروتوكول الحالي. والجدير بالذكر أن هذا النهج تم تطبيقه بنجاح للكشف عن تغيرات الفسفرة Nur77 في العينات السريرية ، وتحديد Mst1 كيناز باعتباره منظم المنبع لفسفرة Nur77 وتطوير جسم مضاد فوسفوي خاص بالموقع للكشف السريري عن الفسفرة في ثريونين 366 من Nur779. لذلك ، يثبت هذا النهج أنه ذو قيمة خاصة خلال مراحل البحث الأولية عند التحقيق في العديد من البروتينات المرشحة ، لأنه يسمح بفحص واسع النطاق لتغيرات حالة الفسفرة عبر العديد من الأهداف باستخدام الأجسام المضادة المتاحة تجاريا.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وافقت مجالس المراجعة المؤسسية في مستشفى نانجينغ درام تاور على البحث البشري (2013-408081-01). تم إنشاء البروتوكول الحالي باستخدام أنسجة بطانة الرحم كنموذج تمثيلي. مع التحسين المناسب ، يمكن توسيع هذه المنهجية لتشمل عينات سريرية أخرى ، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر أنسجة الورم لاستخراج البروتين والتحليلات اللاحقة. يتم إجراء خزعة بطانة الرحم في مرحلة منتصف الإفراز من النساء الخصوبات (المجموعة الشاهدة) والنساء المصابات بفشل زرع الأجنة المتكرر اللواتي يخضعن للتخصيبفي المختبر - نقل الأجنة (مجموعة المرض). قدم جميع المرضى موافقة مستنيرة قبل إجراء أخذ العينات. الكواشف والمعدات المستخدمة مدرجة في جدول المواد.
1. تحضير العينات
2. تحضير جل جل Phos-tag SDS-PAGE
3. الرحلان الكهربائي ل Phos-tag SDS-PAGE
4. النشاف المناعي والتحليل
5. الترسيب المناعي للبروتين المستهدف
6. فحص كيناز في المختبر لتحديد الأحماض الأمينية الفسفرة
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
حدد التنميط الأولي للعينات الفوسفورية للعينات البشرية من المجموعة الضابطة ومجموعة المرض Nur77 كبروتين فسفري مرشح تفاضليا. لتقييم فعالية Phos-tag SDS-PAGE في الكشف عن فسفرة بروتين Nur77 ، تم إجراء تجربة Mn2 + -Phos-tag SDS-PAGE. بعد استخراج البروتين الكلي من عينات الأنسجة ، تم تحميل 30 ميكروغرام من البروتين وفصله عن طريق الرحلان الكهربائي لجل Mn2 + -Phos-tag ، متبوعا بالنقل إلى غشاء PVDF. تم إجراء النشاف المناعي باستخدام جسم مضاد أولي Nur77 متبوعا بجسم مضاد ثانوي مضاد للأرانب مترافق ب HRP ، مع الكشف ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يوفر النهج القائم على علامة الفوس للكشف عن تغيرات الفسفرة للبروتينات المستهدفة في الأنسجة السريرية مزايا كبيرة لأبحاث فسفرة البروتين. تظهر البروتينات الفسفرة حركية كهربائية منخفضة بسبب ارتباط علامة الفوس، مما يتيح الفحص عالي الإنتاجية لحالة الفسفرة للبروتينات المرشحة دون الحاجة إلى أجسام مضادة خاصة بالفوسفو. هذا ذو قيمة خاصة للتنميط الأولي على نطاق واسع للبروتينات المرشحة المتعددة. يمكن إعطاء الأولوية للبروتينات ذات تعديلات الفسفرة المتغيرة لاختبار كيناز اللاحق في المختبر لتحديد...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن المؤلفون عدم وجود تضارب محتمل في المصالح.
تم دعم هذا العمل من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (82271698) ومؤسسة العلوم الطبيعية في مقاطعة جيانغسو (BK20231117).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 10٪ SDS Solution | Sangon Biotech | B548118 | |
| 10x Tris / Glycine / SDS | BIO-RAD | ||
| 4 مرات ؛ عازلة عينة البروتين Laemmli | BIO-RAD | 1610747 | |
| أكريلاميد | سانجون التكنولوجيا الحيوية | A601032 | |
| بيركبريتات الأمونيوم | سانجون التكنولوجيا الحيوية | A100486 | |
| جل التقارب المضاد | ل FLAG M2 Millipore | A2220 | |
| طقم تلألؤ كيميائي محسن | ThermoFisher | 32106 | |
| FLAG الجسم المضاد | CST | 14793 | |
| FLAG الببتيد | Millipore | F3290 | |
| الأجسام المضادة الثانوية المترافقة | تقنية Bioworld | BS13278 | |
| Lipofectamine 3000 | ThermoFisher | L3000015 | |
| Mini Trans-Blot Cell | BIO-RAD | 1703930 | |
| Mini-PROTEAN Tetra Vertical Electrophorestic Cell | BIO-RAD | 1658005 | |
| Mst1 الأجسام | المضادةCST | 3682 | |
| N ، N'-methylene-bisacrylamide | Sangon Biotech | A600025 | |
| N ، N ، N '، N '، N'-TETRAMETHYLETHYLENEDIAMINE (TEMED) | Sangon Biotech | A610508 | |
| Nur77 الجسم المضاد | CST | 3960 | |
| كوكتيل مثبطات الفوسفاتيز 2 | Sigma | P5726 | لتثبيط فوسفاتيز بروتين التيروزين والحمض و الفوسفاتيز القلوي |
| كوكتيل مثبط الفوسفاتيز 3 | سيجما | P0044 | لتثبيط بروتين الفوسفاتيز 2A ، الفوسفاتيز القلوي ، بروتين الفوسفاتيز 1 و 2A |
| الأجسام المضادة للفوسفو سيرين | سيجما | P5747 | |
| الأجسام المضادة فوسفو ثريونين | سيجما | P6623 | |
| فوس-تاغ أكريلاميد | واكو | 304-93526 | لإعداد علامة الفوسفات SDS PAGE جل |
| بيرس BCA بروتين الفحص كيت | Thermo | 23227 | |
| كوكتيل مثبط البروتياز | Sigma | S8830 | EDTA-Free ، قرص ، لتثبيط غشاء PVDF للسيرين والسيستين والأسبارتيك والمعادن |
| ؛ | Roche | 3010040001 | |
| ThermoMixer | Eppendorf | 2231001127 | |
| Tissue Disperser | IKA | T 10 & nbsp ؛ | للحصول على تجانس الأنسجة |
| عازلة Tris-HCl (0.5 متر ، درجة الحموضة 6.8) | Sangon Biotech | B546020 | |
| Tris-HCl Buffer (1.5 م ، درجة الحموضة 8.8) | Sangon Biotech | B546019 | |
| ThermoFisher | 5311-0250 | لإزالة الغاز من محلول الهلام | |
| & -Mercaptoethanol | Sigma | M3148 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن