Acyl-PEGyl Exchange Gel Shift Assay pour détermination quantitative de la palmitoylation des protéines de membrane cérébrale

Résumé

La palmitoylation implique l’incorporation d’une noisette palmitate de 16 carbone aux résidus de cystéine des protéines cibles d’une manière réversible. Ici, nous décrivons une approche biochimique, l’essai de gel d’échange d’acyl-PEGyl (APEGS), pour étudier l’état de palmitoylation de toute protéine d’intérêt pour les lysates de cerveau de souris.

Résumé

Les altérations dépendantes de l’activité dans les niveaux des récepteurs synaptiques d’AMPA (AMPA) dans la densité postsynaptique (PSD) sont pensés pour représenter un mécanisme cellulaire pour l’apprentissage et la mémoire. La palmitoylation régule la localisation et la fonction de nombreuses protéines synaptiques, y compris les AMPA-R, les facteurs auxiliaires et les échafaudages synaptiques d’une manière dépendante de l’activité. Nous avons identifié la famille induite par la différenciation synapse (SynDIG) de quatre gènes (SynDIG1-4) codant des protéines transmémbranées spécifiques au cerveau qui s’associent aux AMPARs et régulent la force synapse. SynDIG1 est palmitoylated à deux résidus de cystéine situés aux positions 191 et 192 dans la région de juxta-transmembrane importante pour le développement de synapse excitatrice activité-dépendante. Ici, nous décrivons une approche biochimique innovante, l’essai de changement de gel d’échange d’acyl-PEGyl (APEGS), pour étudier l’état de palmitoylation de toute protéine d’intérêt et démontrer son utilité avec la famille SynDIG des protéines dans les lysates de cerveau de souris.

Introduction

S-palmitoylation est une modification post-translationnelle réversible des protéines cibles qui régule l’association stable de membrane, le trafic de protéine, et les interactions protéine-protéine¹. Il s’agit de l’ajout d’une meety palmitate de 16 carbone aux résidus de cystéine via le lien thioester catalysé par les enzymes palmitoyl acyltransferase (PAT). Beaucoup de protéines synaptiques dans le cerveau sont palmitoylated, y compris AMPA-Rs et PSD-95, d’une manière dépendante de l’activité pour réguler la stabilité, la localisation, et la fonction^2,3,4

Protocole

Toutes les procédures animales ont suivi les lignes directrices établies par les National Institutes of Health (NIH) et ont été approuvées par le Comité institutionnel de soins et d’utilisation des animaux de l’Université de Californie à Davis.

1. Préparation des membranes cérébrales de souris

1. Décapiter la souris à l’aide d’un appareil de guillotine et disséquer le cerveau rapidement (en lt;1 min, si possible, pour minimiser les changements de palmitoylation qui peuvent se produire pendant la procédure de dissection). Homogénéisez immédiatement dans 10 ml de tampon d’homogénéisation(tableau 1) dans un homogénéisat....

Résultats

L’immunoblotting avec des anticorps contre la protéine d’intérêt révèle l’état palmitoylated (non, individuellement, doublement, etc.) dans les lysates de cerveau de souris comme déterminé par décalage de mobilité comparé aux échantillons dans lesquels HAM n’a pas été inclus. Auparavant, nous avions démontré que SynDIG1 était palmitoylated à deux sites en utilisant l’essai ABE^6; cependant, nous n’avons pas pu déterminer si les deux sites ont été modifiés dans le ti.......

Discussion

Dans nos travaux précédents, nous avons utilisé l’essai ABE pour démontrer que SynDIG1 est palmitoylated à deux résidus conservés juxta-transmembrane Cys (trouvés dans toutes les protéines SynDIG) d’une manière dépendante de l’activité pour réguler la stabilité, la localisation, et la fonction⁶. Une limitation est que l’essai ABE nécessite la purification d’affinité avec des résines agarose conjuguées à des moieties avides comme dernière étape dans la procédure, ayant pour résultat la perte signif.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Hydroxylamine (HAM)	ThermoFisher	26103
Methoxy-PEG-(CH2)3NHCO(CH2)2-MAL (mPEG)	NOF	ME-050MA	MW ~5000 kDa
Microfuge	Eppendorf	5415R	ou équipement équivalent
N-ethylmalemide (NEM)	Calbiochem	34115	Hautement toxique.
Imageur optique pour densitométrie	Azure Biosystems	Sapphire Biomolecular Imager	ou équipement équivalent
Tubes en polypropylène avec capuchon	Fisher Scientific	14-956-1D
Pipettes sérologiques (verre)	Fisher Scientific	13-678-27D
Centrifugeuse de table	Beckman	Allegra X-15R	ou équipement équivalent
Tris(2-carboxyéthyl)phosphine-chlorhydrate (TCEP)	EMD Millipore	580560