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Methodenartikel

Visualisierung von Protein-Protein-Wechselwirkung in Kern- und Cytoplasma-Fraktionen durch Co-Immunpräzipitation und

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DOI:

10.3791/55218

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16. Januar 2017

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Protein-Wechselwirkungen können sowohl im Zellkern als auch im Zytoplasma einer Zelle auftreten. Um diese Wechselwirkungen zu untersuchen, werden die traditionelle Co-Immunpräzipitation und der moderne Proximity-Ligationsassay eingesetzt. In dieser Studie vergleichen wir diese beiden Methoden, um die Verteilung der NF90-RBM3-Wechselwirkungen im Zellkern und im Zytoplasma sichtbar zu machen.

Zusammenfassung

Protein-Wechselwirkungen sind an Tausenden von zellulären Prozessen beteiligt und treten in einem bestimmten räumlichen Kontext auf. Traditionell ist die Co-Immunpräzipitation eine beliebte Technik zum Nachweis von Protein-Protein-Wechselwirkungen. Die anschließende Western-Blot-Analyse ist die gebräuchlichste Methode zur Visualisierung von co-immunpräzipitierten Proteinen. In jüngster Zeit hat sich der Proximity-Ligationsassay zu einem leistungsfähigen Werkzeug entwickelt, um Protein-Protein-Wechselwirkungen in situ zu visualisieren und bietet die Möglichkeit, Protein-Protein-Wechselwirkungen mit dieser Methode zu quantifizieren. Ähnlich wie bei der konventionellen Immunzytochemie basiert auch die Proximity-Ligation-Assay-Technik auf der Zugänglichkeit von Primärantikörpern zu den Antigenen, aber im Gegensatz dazu detektiert der Proximity-Ligation-Assay Protein-Protein-Wechselwirkungen mit einer einzigartigen Technik, die die Rolling-Circle-PCR beinhaltet, während die konventionelle Immunzytochemie nur eine Co-Lokalisation von Proteinen zeigt.

Der nukleare Faktor 90 (NF90) und das RNA-bindende Motivprotein 3 (RBM3) wurden bereits als Interaktionspartner nachgewiesen. Sie sind überwiegend im Zellkern lokalisiert, wandern aber auch in das Zytoplasma und regulieren Signalwege im zytoplasmatischen Kompartiment. In dieser Arbeit verglichen wir die NF90-RBM3-Interaktion sowohl im Zellkern als auch im Zytoplasma mittels Co-Immunpräzipitation und Proximity-Ligation-Assay. Darüber hinaus diskutierten wir die Vorteile und Grenzen dieser beiden Techniken bei der Visualisierung von Protein-Protein-Wechselwirkungen in Bezug auf die räumliche Verteilung und die Eigenschaften von Protein-Protein-Wechselwirkungen.

Einleitung

Nuclear factor 90 (NF90) ist ein Multi-Isoform - Proteins mit zahlreichen Funktionen , einschließlich der Reaktion auf eine virale Infektion, die Regulierung von Interleukin-2 post-Transkription und Regulierung der miRNA Biogenese 1-3. RBM3 ist ein RNA-bindendes Protein, involviert in Translation und miRNA Biogenese und kann durch verschiedene Stressoren einschließlich Hypothermie und Hypoxie 4-6 induziert werden. Vor kurzem fanden wir NF90 und RBM3 in einem Proteinkomplex 7. Das Zusammenspiel von NF90 und RBM3 ist essentielles Protein - Kinase - RNA-ähnliche Endoplasmatischen Retikulum - Kinase (PERK) Aktivität in ungefalteten Protei....

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Protokoll

1. Coimmunpräzipitation

  1. Seed HEK293 Zellen bei 2 × 10 5 Zellen pro Vertiefung in eine 6-Well - Platte in 2 ml nach Dulbecco modifiziertem Eagle-Medium (DMEM) Nahrungsergänzungsmittel mit 10% fetalem Rinderserum (FBS) und 100 U / ml Penicillin-Streptomycin (Pen-Strep) .
  2. Wachsen Zellen für 48 Stunden bei 37 ° C mit 5% CO 2.
  3. Wasche die Zellen mit kalter Phosphat-gepufferter Salzlösung (PBS) dreimal. Ernte die Zellen durch Zentrifugation bei 500 xg für 5 min bei 4 ° C.
  4. Bereiten Sie Kern- und Cytoplasma-Fraktionen kommerziellen Kern und Cytoplasma-Extraktion unter Verwendung von Reagenzien. Folgen Sie Anweisun....

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Ergebnisse

Abbildung 1 zeigt , dass NF90 und RBM3 sind beide Kernproteine und nur ein kleiner Teil ist in das Zytoplasma. Bemerkenswert ist, gibt es drei verschiedene Bands für RBM3 positiv gefärbt. Die kleinste knapp unter 20 kDa die richtige Größe der RBM3 reflektiert (das vorhergesagte Molekulargewicht von RBM3 ist 17 kDa). Der Ursprung der beiden anderen Bänder noch untersucht werden. Co-Immunpräzipitationsexperimenten mit RBM3 als Köder-Protein ergab, dass NF90-RBM3 Wechselwir.......

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Diskussion

Es gibt mehrere Vorteile sowie Nachteile für beide Methoden. Als eine relativ neue Technik, ein offensichtlicher Vorteil Proximity Ligation Assay ist die Durchführbarkeit Protein-Protein-Wechselwirkungen auf Einzelzellebene statt einer Charge von heterogenen Zellen aufzuklären. Bilder mit hoher Auflösung und Größe (zB durch konfokale Mikroskop) bieten die Möglichkeit zur Quantifizierung von einzelnen fluoreszierenden Flecken zu zählen. Im Gegensatz dazu kann die herkömmliche Kombination von Co-Immunpräzipitatio.......

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Danksagungen

Diese Studie wurde vom Schweizerischen Nationalfonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (SNF, 31003A_163305) unterstützt.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Dulbeccos modifizierter Adler" s Medium (DMEM)SigmaD6429Hoher Glukose
4.500 mg/l
Fötales Rinderserum (FBS)Gibco, Thermo Fisher Scientific10270106
Penicillin-Streptomycin (PenStrep)BioConcept4-01F00-H
NE-PER Reagenzien für die nukleare und zytoplasmatische ExtraktionThermo Fisher Scientific78833
1,4-Dithiothreitol (DTT)Carl Roth6908.3
Dynabeads Protein GNovex, Thermo Fisher Scientific10003D
DRBP76 (NF90/NF110) AntikörperBD Transduction612154verwenden 1:1.000 für WB und 1:100 für ICC/PLA
RBM3 AntikörperProteinTech14363-1-AP1:1.000 für WB und 1:100 für ICC/PLA
Lamin A/C AntikörperCell Signaling Technology#20321:1.000 für WB verwenden 
Anti-GAPDH-AntikörperAbcamab8245Verwendung 1:1.000 für WB 
normales Kaninchen-IgGSanta Cruzsc-2027
Anti-Kaninchen-IgG, HRP-verknüpfter sekundärer AntikörperCell Signaling Technology#7074Verwendung 1:5.000 für WB 
Anti-Maus-HRP-SekundärantikörperCarl Roth4759.1Verwendung 1:5.000 für WB 
Clarity Western ECL Blotting-SubstratBio-Rad#1705060
NuPAGE Novex 4-12% Bis-Tris GelNovex, Thermo FisherScientific NP0321BOX
NuPAGE LDS Probenpuffer (4x)Novex, Thermo Fisher ScientificNP0007
NuPAGE MES SDS Laufpuffer (20x)Novex, Thermo Fisher ScientificNP0002
NuPAGE Transfer Puffer (20x)Novex, Thermo Fisher ScientificNP00061
Amersham Hypond P 0,2 PVDF-MembranGE Healthcare Life Sciences10600021
Poly-D-Lysin 8 Well Culture SlideCorning BioCoat354632
Paraformaldehyd (PFA)SigmaP6148
Normales Ziegenserum (NGS)Gibco, Thermo Fisher ScientificPCN5000
Ziegen-Anti-Maus-IgG (H+L-Antikörper), Alexa Fluor 488-KonjugatThermo Fisher ScientificA-11001
Ziegen-Anti-Kaninchen-IgG (H+L-Antikörper), Alexa Fluor 568-KonjugatThermo Fisher ScientificA-11011
4′, 6-Diamidin-2-phenylindol (DAPI)SigmaD9542
Duolink PLA-Sonde Anti-Maus PLUSSigmaDUO92001
Duolink PLA   Sonde Anti-Kaninchen MINUSSigmaDUO92005
Duolink Detektionsreagenzien RotSigmaDUO92008
Duolink Waschpuffer FluoreszenzSigmaDUO82049
Duolink Eindeckmedium mit DAPISigmaDUO82040
Mowiol 4-88Sigma81381
MikroskopOlympusAX-70
CCD-KameraSPOTInsight 2MP Firewire
RöntgenfilmFujifilmSuper RX
FilmbearbeitungsmaschineFujifilmFPM-100A
Laboratories

Referenzen

  1. Patiño, C., Haenni, A. L., Urcuqui-Inchima, S. NF90 isoforms, a new family of cellular proteins involved in viral replication? Biochimie. 108, 20-24 (2015).
  2. Shim, J., Lim, H., R Yates, J., Karin, M. Nuclear export of NF90 is required for interleukin-2 mRNA stabilization....

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Nachdrucke und Genehmigungen

Tags

Kern- und ZytoplasmafraktionenWestern-Blot-AnalyseImmunzytochemieHEK293-ZellenNF90-RBM3-InteraktionAnalyse zellulärer KompartimenteFluoreszenzmikroskopie