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Rekonstitution von β-Catenin-Abbau in Xenopus Egg Extract

DOI:

10.3791/51425

June 17th, 2014

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Erratum

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Formal Correction: Erratum: Reconstitution Of β-catenin Degradation In Xenopus Egg Extract
Posted by JoVE Editors on 1/01/1970. Citeable Link.

A correction was made to Reconstitution Of β-catenin Degradation In Xenopus Egg Extract. At the time of publication there were some instances where an incorrect volume notation was used. These instances were corrected from:

2.1.2. Add extract to 1/10 the volume of pelleted antibody or affinity beads (e.g., 20 ml pelleted beads to 200 ml extract). In order to minimize dilution of the extract, withdraw as much liquid from the beads as possible before addition of the extract using gel loading tips with long, tapered tips.

2.2.5. Aliquot the appropriate volumes for degradation assay into pre-chilled microfuge tubes on ice. For radiolabeled β-catenin degradation assays, withdraw 2-5 ml extract for each time point.

3.2.3. At the designated time point, remove 1-5 ml of the sample and mix immediately with SDS sample buffer (5x volume) to stop the reaction. To make sure the degradation reaction is completely terminated, flick tube several times and vortex vigorously.

3.2.4. Perform SDS-PAGE/autoradiography. Run 1 ml equivalents (~50 mg of protein) of the extract for each time point/lane. Degradation of β-catenin in Xenopus egg extract should be evidenced by the time-dependent decrease in intensity of the radiolabeled β-catenin band Figure 2. Quantify results using ImageJ, ImageQuant, or other preferred imaging software if necessary.

4.2.2. Add in vitro-translated β-catenin-luciferase fusion (from 4.1) into prepared Xenopus reaction mix (from 2.2) on ice and mix well as in 3.2.1. NOTE: The activity of the β-catenin luciferase that is added to the extract is typically between 20 - 50,000 relative luminescence units (RLU)/ml of extract (based on measurements obtained from 4.1.2). Starting signal should be approximately 100,000 RLU (2-5 ml of the in vitro-translated β-catenin-luciferase fusion).

to:

2.1.2. Add extract to 1/10 the volume of pelleted antibody or affinity beads (e.g., 20 µl pelleted beads to 200 µl extract). In order to minimize dilution of the extract, withdraw as much liquid from the beads as possible before addition of the extract using gel loading tips with long, tapered tips.

2.2.5. Aliquot the appropriate volumes for degradation assay into pre-chilled microfuge tubes on ice. For radiolabeled β-catenin degradation assays, withdraw 2-5 µl extract for each time point.

3.2.3. At the designated time point, remove 1-5 µl of the sample and mix immediately with SDS sample buffer (5x volume) to stop the reaction. To make sure the degradation reaction is completely terminated, flick tube several times and vortex vigorously.

3.2.4. Perform SDS-PAGE/autoradiography. Run 1 µl equivalents (~50 mg of protein) of the extract for each time point/lane. Degradation of β-catenin in Xenopus egg extract should be evidenced by the time-dependent decrease in intensity of the radiolabeled β-catenin band Figure 2. Quantify results using ImageJ, ImageQuant, or other preferred imaging software if necessary.

4.2.2. Add in vitro-translated β-catenin-luciferase fusion (from 4.1) into prepared Xenopus reaction mix (from 2.2) on ice and mix well as in 3.2.1. NOTE: The activity of the β-catenin luciferase that is added to the extract is typically between 20 - 50,000 relative luminescence units (RLU)/µl of extract (based on measurements obtained from 4.1.2). Starting signal should be approximately 100,000 RLU (2-5 µl of the in vitro-translated β-catenin-luciferase fusion).

Summary

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Es wird ein Verfahren zur Analyse von Protein-Abbau unter Verwendung radioaktiv markiert und die Luciferase-Fusionsproteine ​​in Xenopus-Ei-Extrakt und deren Anpassung für Hochdurchsatz-Screening für Kleinmolekül-Modulatoren der Proteinabbaus beschrieben.

Abstract

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Xenopus laevis-Ei-Extrakt ist eine gut charakterisierte, robustes System zur Untersuchung der Biochemie der verschiedenen zellulären Prozessen. Xenopus-Ei-Extrakt verwendet wurde, um den Proteinumsatz in vielen zellulären Kontexten, einschließlich des Zellzyklus und der Signalübertragungswege 1-3 studieren. Hierin wird ein Verfahren zur Isolierung von Xenopus-Ei-Extrakt, das optimiert wurde, um die Verschlechterung der kritischen Wnt-Komponente, β-Catenin fördert beschrieben. Zwei verschiedene Verfahren werden beschrieben, um β-Catenin Proteinabbau in Xenopus-Ei-Extrakt zu beurteilen. Ein Verfahren ist visuell aussage ([35 S]-radioaktiv markierte Proteine), während das andere leichter für Hochdurchsatz-Assays (Firefly-Luciferase-markierte Fusionsproteine) skaliert. Die beschriebenen Techniken können dazu verwendet werden, ein, sind aber nicht darauf beschränkt, zu beurteilen β-Catenin-Protein zu identifizieren und Umsatz molekularen Komponenten beiträgt, den Umsatz. Zusätzlich wird die Fähigkeit, um große Mengen von homogenen Xenopus-Ei-Extrakt in Kombination mit der quantitativen und einfache Auslesung der Luciferase-markierte Proteine ​​zu reinigen, ermöglicht dieses System leicht für Hochdurchsatz-Screening auf Modulatoren von β-Catenin Abbau angepasst werden.

Introduction

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Xenopus laevis-Ei-Extrakt wurde ausgiebig verwendet, um viele Zell biologischen Prozessen einschließlich Zytoskeletts, Kernanordnung und Import, Apoptose, Ubiquitin-Stoffwechsel, Zellzyklus-Progression, Signaltransduktion und Proteinumsatz 1-17 studieren. Die Xenopus-Ei-Extrakt-System ist offen für die biochemische Analyse einer Legion von zellulären Prozessen, weil Ei-Extrakt stellt im Wesentlichen unverdünnt Zytoplasma, die alle wesentlichen Komponenten zytoplasmatischen notwendig, diese Prozesse auszuführen und ermöglichen Untersuchung enthält. Große Mengen von Ei-Extrakt kann auf einmal zur biochemischen Manipulationen, die große Meng....

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Protocol

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1. Vorbereitung der Xenopus-Ei-Extrakt

HINWEIS: Jeder Frosch ergibt etwa 1 ml der verwendbaren Ei-Extrakt. Extrakte aus 10 Frösche werden typischerweise zu einer Zeit hergestellt wird, und das Volumen der unten beschriebenen Puffer zur Durchführung einer 10 Frosches Xenopus-Ei-Extrakt prep. Das Puffervolumen kann somit für größere oder kleinere Zubereitungen von Ei-Extrakt eingestellt werden. Preps auf diese Weise erzeugte Proteinkonzentrationen konsequent ergeben ≥ 50 mg / ml. Die Erfassung Eier und Verarbeitung zu extrahieren ist am effizientesten, wenn sie von zwei Personen durchgeführt. (Für die Grundhaltung Frosch Tec....

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Results

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Eine schematische Darstellung des β-Catenin-Abbau in Xenopus-Ei-Extrakt ist in 2A gezeigt. 35 S-markierten β-Catenin wurde in Xenopus-Ei-Extrakt inkubiert wurden Aliquots (1 ml Extrakt Äquivalent) zu den entsprechenden Zeiten entnommen und die Proben wurden einer SDS-PAGE, gefolgt von Autoradiographie. β-Catenin Abbau von Komponenten des Wnt-Signalwegs durch das Ubiquitin-Proteasom-System 2 vermittelt wird, und den Abbau von [35 S]-radioaktiv markierten.......

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Discussion

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Xenopus-Ei-Extrakt ist ein robustes System für die Untersuchung von biochemischen β-Catenin-Umsatzes. Die Konzentration von β-Catenin in Xenopus-Ei-Extrakt 25 ~ 2 nM. Unter optimalen Bedingungen ist die Ei-Extrakt, der zum Abbau β-Catenin mit einer Geschwindigkeit von 50-100 Nm / h und ist halb-maximal bei 200 nM 24. Es gibt mehrere wichtige Schritte für eine erfolgreiche Wiederherstellung der β-Catenin-Abbau unter Verwendung von Xenopus-Ei-Extrakt. Dazu gehören 1) die Er.......

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Disclosures

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Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessen konkurrieren.

Acknowledgements

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Wir danken Laurie Lee für das kritische Lesen des Manuskripts. TWC wird von einem American Heart Association Promotionsstipendium (12PRE6590007) unterstützt. MRB wird von einem National Cancer Institute Ausbildungsförderung (T32 CA119925) unterstützt. SSH ist National Institutes of Health (R01DK078640) unterstützt. EL wird von den National Institutes of Health (R01GM081635 und R01GM103926) unterstützt.

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Trächtige Stute Serum Gonadotropin (PMSG)ProSpechor-272-AVor Gebrauch mit destilliertem Wasser rekonstituiert.
Humanes ChoriongonadotropinSigmaCG10-10VL
KaliumchloridFisherBP366-1
NatriumchloridForschungsprodukte InternationalS23020-5000.0
MagnesiumchloridFisherBP214-500
CalciumchloridAcros OrganicsAC42352-5000
HEPESFisherBP310-1
CysteinAcros OrganicsAC17360-1000
LeupeptinSigmaL2884-10MG
AprotininSigmaA1153-10MG
PepstatinSigmaP4265-5MG
Cytochalasin BSigmaC8273-10MG
3 ml Spritze: Luer-Lock-SpitzeBecton Dickinson309657
27 G NadelBecton Dickinson305109
96 Well, feste weiße Polystyrol-Mikroplatte, runder BodenCorning3605
Steady-Glo Luciferase Assay-SystemPromegaE2520Langzeit lagern bei -80 &de; C, kann bis zu 1 Monat bei -20 & Grad lagern; C
TNT Sp6 gekoppeltes Retikulozyten-Lysat-SystemPromegaL4600
TNT Sp6 Hochleistungs-Weizenkeim-Protein-ExpressionssystemPromegaL3260Im Allgemeinen höhere Ausbeute als Retikulozyten-Lysat 
EasyTag Express Proteinmarkierungsmischung [S35]Perkin ElmerNEG772007MC
KreatinphosphatSigma27920-5G
ATPSigma A2383-5G
KreatinphosphokinaseSigmaC3755-35KU
Dimethylsulfoxid (DMSO)SigmaD8418-50ML
Dual-Glo Luziferase Assay-SystemPromegaE2920Gleiche Lagerbedingungen wie Steady-Glo
50 ml ZentrifugenröhrchenFisher Scientific0556214D
Sorvall SS-34 FestwinkelrotorThermo Scientific28020
115 V 50/60 Hz MinizentrifugeFisher Scientific05-090-128
mNachricht mMachine Sp6 kitAmbionAM1340
Anti-Glühwürmchen Luciferase-AntikörperAbcamab16466
Anti-GSK3-AntikörperBD Transduction Laboratories610201
FLUOStar OptimaBMG Labtech
Sorvall RC-6 Plus ZentrifugeThermo Scientific
16 ° C InkubatorPercival Scientific

References

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  1. Glotzer, M., Murray, A. W., Kirschner, M. W. Cyclin is degraded by the ubiquitin pathway. Nature. 349, 132-138 (1991).
  2. Salic, A., Lee, E., Mayer, L., Kirschner, M. W. Control of beta-catenin stability: reconstitution of the cytoplasmic steps of the wnt pathwa....

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Xenopus Egg ExtractBeta catenin DegradationCell free SystemRadioactive LabelingLuciferase AssayProteasome InhibitionGSK3 InhibitionImmunoblottingEnergy Regeneration MixHigh throughput Screening

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