חלבונים משפחתי קטן הקשורות אוביקוויטין צירוף (סומו) הם מצומדת ל ליזין שאריות לחלבונים היעד כדי לווסת תהליכים תאיים שונים. מאמר זה מתאר פרוטוקול איתור רטינובלסטומה (Rb) חלבון SUMOylation בתנאים אנדוגני, אקסוגני בתאים אנושיים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
חלבונים משפחתי קטן הקשורות אוביקוויטין צירוף (סומו) הם מצומדת ל ליזין שאריות לחלבונים היעד כדי לווסת תהליכים תאיים שונים. מאמר זה מתאר פרוטוקול איתור רטינובלסטומה (Rb) חלבון SUMOylation בתנאים אנדוגני, אקסוגני בתאים אנושיים.
השינויים post-translational של חלבונים חיוניים לוויסות תקין של אותות תאיים. בין השינויים האלה, צירוף הקשורות אוביקוויטין קטן (סומו) הוא חלבון כמו אוביקוויטין שאליו מחובר covalently שאריות ליזין מגוון רחב של חלבונים היעד כדי לווסת תהליכים תאיים, שעתוק גנים, תיקון ה-DNA, חלבונים האינטראקציה השפלה, תחבורה subcellular ו מעבר אותות. הגישה הנפוצה ביותר כדי זיהוי חלבונים SUMOylation מבוסס על הביטוי ולטיהור מתויג חומרים של חיידקים, המאפשרות במבחנה הביוכימי לתגובה וזה פשוט מתאימים למיעון מכניסטית שאלות. עם זאת, בשל המורכבות של התהליך של SUMOylation ויוו, זה יותר מאתגר כדי לזהות ולנתח חלבון SUMOylation בתאים, במיוחד כאשר תחת תנאים אנדוגני. מחקר שנערך לאחרונה על ידי מחברי המאמר חשף רטינובלסטומה אנדוגני (רובידיום) חלבון, מדכאי מהווה מרכיב ברגולציה השלילית של ההתקדמות מחזור התא, הוא במיוחד SUMOylated בשלב G1 מוקדם. מאמר זה מתאר פרוטוקול זיהוי, ניתוח של Rb SUMOylation בתנאים אנדוגני והן אקסוגני בתאים אנושיים. פרוטוקול זה מתאים החקירה פנוטיפיות שהיו קיימות בעבר ופונקציונליים של הסומו-השינוי של Rb, כמו גם רבים אחרים, ממוקדות סומו חלבונים, בתאים אנושיים.
שליטה מדויקת של מחזור התא. להתקדם בתוך התאים האיקריוטים מבוסס על רשת רגולציה הדוקה, אשר מבטיח כי האירועים מתקיימים בצורה מסודרת1,2. אחד השחקנים מפתח רשת זו הוא החלבון רטינובלסטומה (Rb), הראשון משובטים הגידול משתיק קול1,3. חלבון Rb נחשב מווסת שלילי של התקדמות מחזור התא, במיוחד עבור ה-G0/G1 מעבר פאזה S ולאחר גידול צמיחה4,5. כישלון של פונקציה Rb גם ישירות מוביל גידול ממאיר תוך-עיני הנפוצות ביותר אצל ילדים, רטינובלסטומה, או תורם להתפתחות של סוגים רבים אחרים של סרטן5. יתר על כן, Rb מעורב משעולים הסלולר רבים כולל תאית התמיינות, כרומטין שיפוץ של אפופטוזיס המיטוכונדריה בתיווך3,6,7.
שינויים post-translational לשחק תפקיד מרכזי בוויסות RB פונקציה8,9. זרחון הוא אחד שינוי כזה, זה בדרך כלל מוביל Rb איון. בתאים G0 השבתה הדרגתית, Rb פעילה עם רמה נמוכה זירחון. כמו תאים התקדמות דרך שלב G0/G1, Rb הוא ברצף היפר-phosphorylated על ידי סדרה של חלבון cyclin תלוית kinases (CDKs), cyclins, כגון cyclin E/CDK2, cyclin D/CDK4/6, אשר בטל Rb ולחסל את יכולתו לדכא את מחזור התא הקשורים גנים ביטוי4,10. Rb יכול גם להיות שונה על-ידי צירוף הקשורות אוביקוויטין קטן (סומו)11,12,13.
סומו הוא חלבון כמו אוביקוויטין שאליו מחובר covalently מגוון רחב של חלבונים היעד. . זה קריטי עבור תהליכים תאיים מגוונים, כולל תקנה מחזור התא, שעתוק, לוקליזציה הסלולר חלבון, השפלה, תחבורה ו DNA תיקון14,15,16, 17 , 18. סומו ההטיה מסלול מורכב dimeric סומו E1 הפעלת האנזים SAE1/UBA2, יחיד E2 conjugating האנזים Ubc9, ligases E3 מרובים, פרוטאזות סומו ספציפיים. באופן כללי, חלבונים סומו nascent יש לעבד proteolytically כדי ליצור את הטופס בוגרת. בגלל הסומו בוגרת מופעל על ידי heterodimer E1, הועבר לאחר מכן האנזים E2 Ubc9. בסופו של דבר, גליצין C-מסוף של סומו הוא covalently מצומדת על פי ליזין היעד של מצע, תהליך זה בדרך כלל בהנחייתם של E3 ligases. החלבון סומו ניתן להסיר את המצע ששונה על-ידי פרוטאזות ספציפיים. מחקר קודם על ידי מחברי המאמר חשף כי SUMOylation של Rb מגביר שלה מחייב CDK2, שמוביל hyper-זרחון בשלב G1 מוקדם, תהליך אשר יש צורך מחזור התא התקדמות13. גם להדגים כי האובדן של Rb SUMOylation גורמת שגשוג תאים ירד. יתר על כן, לאחרונה הוכח כי SUMOylation של Rb מגן על חלבון Rb תחלופת proteasomal, ובכך מגדילים את רמת חלבון Rb תאים19. לכן, SUMOylation ממלא תפקיד חשוב בתפקוד Rb בתהליכים הסלולר השונות. כדי להמשיך לחקור תוצאה פונקציונלית והרלוונטיות פיזיולוגיים של Rb SUMOylation, חשוב לפתח שיטה יעילה כדי לנתח את מצב סומו Rb תאים אנושיים או רקמות החולה.
SUMOylation הוא תהליך הפיך, דינמי מאוד. לכן בדרך כלל קשה לזהות את החלבונים סומו-השתנה בתנאים לחלוטין אנדוגני. מאמר זה מציג שיטה לגילוי SUMOylation Rb אנדוגני. יתר על כן, זה מראה איך מזהים SUMOylation Rb אקסוגני של פראי-סוג Rb והן המוטציה שלה לקויה סומו11. בפרט, ג'ייקובס. ואח תיאר שיטה להגדיל את השינוי סומו של מצע נתון במיוחד על ידי SUMOylation (UFDS) מכוון היתוך של Ubc920. מבוסס על שיטה זו, פרוטוקול זה מתאר כיצד לנתח SUMOylation כפויה של Rb והשלכותיה פונקציונלי. בהתחשב בכך מאות סומו סובסטרטים שתוארו קודם לכן, נוסף בשם דיאלקטריים סומו זוהו של מבחני רבים מבוססי פרוטיאומיה מבנית, פרוטוקול זה ניתן להחיל לנתח הסומו-השינוי של אלה חלבונים בתאים אנושיים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1-זיהוי של אנדוגני Rb SUMOylation בשלב G1 מוקדם
2. ניתוח של מתויג 6XHis SUMOylation Rb אקסוגני בתאי אדם
3. כתם המערבי
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
לזיהוי SUMOylation Rb אנדוגני במהלך מחזור התא התקדמות, מחקר זה קודם מסונכרנים תאים HEK293-חמישה שלבים שונים של מחזור התא (G0, מוקדם G1, G1, S ו- G2/M) כמתואר בסעיף פרוטוקול של מאמר זה. האיכות של סינכרון אושר באמצעות חומצות גרעין הכתם עם יודיד propidium שלאחריה יבוא ניתוח cytometry זרימה (איור 1). בשלב הבא, התאים שנאספו, lysed על ידי denaturing ריפה מאגר. מעכבי פרוטאזות סומו, N-Ethylmaleimide, נוספה ריכוז סופי של 20 מ מ כדי לשמר את האות סומו יליד במהלך הניסויי...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מאמר זה מתאר פרוטוקול לזהות ולנתח SUMOylation אנדוגני של Rb בתאים אנושיים. כפי בשיטה זו מתמקדת באופן ספציפי חלבון Rb אנדוגני ללא כל ההתחלפות של האות הגלובלית הקשורות סומו, זה כלי חשוב עבור חוקרים Rb-סומו שינוי בנסיבות הפיזיולוגיות טבעי לחלוטין.
כדי להשיג מטרה זו, חשוב לזכור כי: 1) למרות סומו כוללת ארבעה איזופורמים (SUMO1-4, אחד מקודד על ידי גנים שונים) בהשוואה ubiquitination, כל המינים סומו נפוצים הרבה פחות; 2) עבור רוב חלבונים היעד סומו, רק חלק קטן של חלבון נתון הוא SUMOylated על מצב יציב, אש...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין לחשוף.
מחקר זה נתמך על ידי מענקים מן המדע, הטכנולוגיה עמלה של שנגחאי (מענק מס 14411961800) הלאומי מדעי הטבע קרן של סין (מענק מס 81300805).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) | Thermo Fisher Scientific | 11995065 | |
| Opti-MEM | Thermo Fisher Scientific | 31985070 | |
| סרום בקר עוברי (FBS) | Thermo Fisher Scientific | 26140079 | |
| פניצילין-סטרפטומיצין | Thermo Fisher Scientific | 15140122 | |
| מלח חוצץ פוספט (PBS) | Thermo Fisher Scientific | 10010023 | |
| Trypsin-EDTA | Thermo Fisher Scientific | 25200056 | |
| תימידין | סיגמא | T9250 | |
| נוקודאזול | סיגמא | M1404 | |
| פרופידיום יודיד | תרמו פישר סיינטיפיק | P3566 | |
| טריטון X-100 | אמרסקו | 694 | |
| RNase A | תרמו פישר סיינטיפיק | EN0531 | |
| N-אתילמלימיד | סיגמא | E3876 | |
| נתרן דודציל סולפט (SDS) | תחליף AMRESCO | M107 | |
| Nonidet P-40 (NP-40) | מעכב פרוטאז AMRESCO | M158 | |
| אימונוגלובולין עכבר | |||
| Rb נוגדנים | איתות תאים | #9309 | |
| חלבון A/G-חרוזי ספרוז | סנטה קרוז ביוטכנולוגיה | SC-2003 | |
| ליפופקטמין-2000 | Thermo Fisher Scientific | 11668019 | |
| חומצה ניטרילוטריאצטית ניקל (Ni-NTA) חרוזי אגרוז | Qiagen | 30230 | |
| Imidazole | Sigma | I0250 | |
| 4%-20% שיפוע SDS-PAGE ג'ל | BIO-RAD | 4561096 | |
| פוליווינילידן דיפלואוריד (PVDF) ממברנה | Millipore | IPVH00010 | |
| Tween-20 | AMRESCO | נוגדן M147 | |
| טובולין | Abmart | M30109 | |
| SUMO1 נוגדן | Thermo Fisher Scientific | 33-2044 | |
| נוגדן GFP | Abmart | M20004 | |
| חזרת פרוקסידאז (HRP) נוגדן משני | Jackson ImmunoResearch Laboratories | 715-035-150 | |
| ערכת כימילומינסנציה משופרת (ECL) | תרמו פישר מדעי | 32106 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.