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Articolo metodologico

In Vitro Ubiquitination e Deubiquitination Saggi di Istoni Nucleosomici

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DOI:

10.3791/59385

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25 luglio 2019

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Maisonneuve-Rosemont Hospital Research Center and Department of Medicine, University of Montréal, 2Lunenfeld-Tanenbaum Research Institute, Sinai Health System

* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

L'ubiquitinazione è una modifica post-traduzionale che svolge un ruolo importante nei processi cellulari ed è strettamente coordinata dalla deubiquitinazione. I difetti in entrambe le reazioni sono alla base delle patologie umane. Forniamo protocolli per condurre l'ubiquitinazione e la reazione di deubiquitinazione in vitro utilizzando componenti purificati.

Abstract

L'ubiquitinazione è una modifica post-traduzionale che svolge un ruolo importante in vari percorsi di segnalazione ed è particolarmente coinvolta nel coordinamento della funzione della cromatina e dei processi associati al DNA. Questa modifica comporta un'azione sequenziale di diversi enzimi, tra cui E1 ubiquitin-activating, E2 ubiquitin-conjuging e E3 ubiquitin-ligase ed è invertita da deubiquitinaes (DUB). L'ubiquitinazione induce la degradazione delle proteine o l'alterazione della funzione proteica, compresa la modulazione dell'attività enzimatica, l'interazione proteina-proteina e la localizzazione subcellulare. Un passo fondamentale nella dimostrazione dell'ubiquitinazione proteica o della deubiquitinazione è quello di eseguire reazioni in vitro con componenti purificati. Un'efficace ubiquitinazione e reazioni di deubiquitinazione potrebbero essere fortemente influenzate dai diversi componenti utilizzati, dai co-fattori enzimatici, dalle condizioni di buffer e dalla natura del substrato.  Qui, forniamo protocolli passo-passo per condurre reazioni di ubiquitinazione e deubiquitinazione. Illustriamo queste reazioni utilizzando componenti minimi del mouse Polycomb Repressive Complex 1 (PRC1), BMI1, e RING1B, un E3 ubiquitin ligase che monoubiquizza istone H2A sulla lisina 119. La deubiquitinazione del nucleosomal H2A viene eseguita utilizzando un complesso minimo Polycomb Repressive Deubiquitinase (PR-DUB) formato dal deubiquitinase BAP1 umano e dal dominio DEUBiquitinase ADaptor (DEUBAD) del suo co-fattore ASXL2. Questi saggi di ubiquitinazione/deubiquitinazione possono essere condotti nel contesto di nucleosomi ricombinanti ricostituiti con proteine purificate dai batteri o nucleosomi nativi purificati dalle cellule dei mammiferi. Mettiamo in evidenza la complessità che può avere un impatto significativo su queste reazioni e proponiamo che i principi generali di questi protocolli possano essere rapidamente adattati ad altri legamenti e deubiquitinasi E3.

Introduzione

L'ubiquitinazione è una delle modifiche post-traduzionali più conservate ed è fondamentale per un'ampia varietà di organismi, tra cui lievito, piante e vertebrati. L'ubiquitinazione consiste nell'attaccamento covalente dell'ubiquitina, un polipeptide da 76 amminoacidi altamente conservato, per colpire le proteine e si verifica in tre fasi sequenziali che coinvolgono tre enzimi, vale a dire, l'attivazione di E1, la coniugazione E2 e la ligase1: 2,3. Questa modifica post-traduzionale svolge un ruolo centrale in un ampio spettro di processi biologici. Infatti, i legamenti E3, che forniscono la specificità della reazione, costituiscono una grande superfamiglia di enzimi e sono gli enzimi più abbondanti del sistema di ubiquitina4,5,6. Gli effetti a valle dell'ubiquitinazione proteica dipendono dalla natura della modificazione: monoubiquitinazione, multimonoscanto e poliubiquitinazione lineare o ramificata. La monoubiquitinazione è raramente associata alla degradazione proteasomica, ma questa modifica è coinvolta nella mediazione di vari eventi di segnalazione. La poliubiquitinazione coinvolge i residui di lisina o di lisina nella molecola di ubiquitina stessa, e il destino di una proteina poliubificata dipende da quale residuo è coinvolto nell'estensione della catena di ubiquitina. È noto da tempo che la poliubiquitinazione mediata dalla lisina 48 dell'ubiquitina induce la degradazione proteasomica. Al contrario, la poliubiquitinazione via lisina 63 di ubiquitina è spesso associata all'attivazione della proteina7,8,9. Simile ad altre importanti modifiche post-traduzionali, l'ubiquitinazione è reversibile e la rimozione dell'ubiquitina dalle proteine è garantita da proteasi specifici rivolte deubiquitinase (DUB), che sono emerse come importanti regolatori dei processi cellulari 2 Il nome del sistema , 10. È importante sottolineare che molti DUB sono altamente specializzati e regolano, attraverso la deubiquitinazione, substrati specifici, indicando che un sottile equilibrio tra ubiquitazione e deubiquitinazione è fondamentale per la funzione proteica. Gli E3 e i DUB, insieme ai meccanismi proteasomeri di degradazione e ai fattori accessori, formano il sistema Ubiquitin Proteasome System (UPS, con geni >1200) che regola i principali percorsi di segnalazione, molti dei quali sono associati alla crescita cellulare e alla proliferazione, determinazione del destino cellulare, differenziazione, migrazione cellulare, e la morte delle cellule. È importante sottolineare che la deregolazione di diverse cascate di segnalazione che coinvolgono l'ubiquitazione promuove la tumoralgenesi e le malattie di neurodegenerazione5,11,12,13, 14.

L'ubiquitazione svolge ruoli pervasivi nella biologia della cromatina e nei processi dipendenti dal DNA15,16,17. Per esempio, la monoubiquitinazione dell'istono H2A sulla lisina 119 (qui dopo H2A K119ub) è una modifica fondamentale post-traduzionale coinvolta nella repressione trascrizionale e nella riparazione del DNA18,19,20, 21,22. H2A K119ub è catalizzato dal Polycomb Repressive Complex 1 (PRC1), che svolge un ruolo chiave nel mantenimento delle informazioni epigenetiche ed è altamente conservato dalla Drosophila all'uomo. Canonical PRC1 è costituito in particolare dal RING1B e BMI1, che sono il complesso principale E3 ubiquitin ligase responsabile del suddetto evento di ubiquitinazione22,23. In Drosophila, la monoubiquitinazione H2A (H2A K118ub che corrisponde a H2A K119ub nei mammiferi) è invertita dal DUB Calypso, che interagisce con Additional Sex Comb (ASX) formando il complesso DUB policomb-repressivo (PR-DUB)24. L'ortologo mammifero di calypso, BAP1, è un soppressore tumorale cancellato o inattivato in varie neoplasie umane25,26,27,28, 29 del 22 221 , 30 milio , 31 Milia , 32 Milia risse , 33.BAP1 regola i processi dipendenti dal DNA nel nucleo e l'apoptosi mediata dalla segnalazione del calcio al reticolo endoplasmico33,34,35,36, 37 Mi lasa' di , 38 Mi lasa , 39 mila: l'altro , 40 anni ( , 41 del sistema , 42. BAP1 assembla complessi proteici multi-subunità contenenti regolatori di trascrizione in particolare ASXL1, ASXL2 e ASXL3 (ASXL), tre ortologhi di ASX38,43. Gli ASXL utilizzano il dominio DEUBiquitinase ADaptor (DEUBAD), anche chiamato dominio ASXM, per stimolare l'attività BAP1 DUB35,36,44. Quindi, gli ASXL svolgono un ruolo importante nel coordinare l'attività di BAP1 DUB alla cromatina e più in generale la sua funzione di soppressore tumorale.

Esistono diversi metodi per studiare i processi di ubiquitinazione e deubiquitinazione. In particolare, i saggi biochimici che utilizzano proteine purificate dai batteri rimangono molto potenti nel dimostrare l'ubiquitinazione diretta o la rimozione dell'ubiquitina da substrati specifici. Questi esperimenti possono essere condotti per studiare una serie di parametri come la determinazione del requisito di complessi minimi, la determinazione della cinetica delle reazioni, la definizione delle relazioni struttura/funzione e la comprensione dell'impatto mutazioni genetiche. Qui, forniamo protocolli per condurre reazioni di ubiquitinazione e deubiquitinazione su substrati di cromatina con componenti purificati. Come sistema modello, viene presentata l'ubiquitinazione in vitro e la deubiquitinazione della proteina H2A nucleosomica. Le proteine purificate dai batteri assemblate in complessi minimi di RING1B/BMI1 e BAP1/DEUBAD vengono utilizzate rispettivamente per l'ubiquitinazione o la deubiquitinazione del nucleosomal H2A.

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Protocollo

1. GSH-agarose Affinity Purification del GST-RING1B(1-159)-BMI1(1-109) E3 Ubiquitin Ligase Complex

  1. Utilizzare il costrutto di espressione batterica pGEX6p2rbs-GST-RING1B (1-159 aa) - BMI1 (1 -109aa) per trasformare i batteri BL21 (DE3) (vedere Tabella deimateriali)23. Questo costrutto consente l'espressione del dominio murine RING1B 1-159 fuso al dominio BMI1 1-109 con il tag GST nella backbone pGEX-6P-2.
  2. Eseguire una coltura di avviamento durante la notte inoculando RIL-batteri esprimendo GST-RING1B (1-159 aa) - BMI1(1 -109 aa) in 20 mL di mezzo di brodo LB in presenza di 100 g/mL di ampicillina e 50 g/mL chloramphenicol. Incubare agitando a 37 gradi durante la notte. Il giorno successivo, aggiungere la coltura di avviamento a un pallone da 1 L contenente 500 mL di brodo LB fresco (1/26 diluizione) con ampicillina e incubare la coltura nello shaker a 37 gradi centigradi per 2-4 h.
  3. Durante il periodo di incubazione, misurare l'OD a 600 nm con uno spettrometro. Quando la coltura batterica raggiunge 0,6 unità OD a 600 nm, prendere una aliquota da 1 mL in un tubo da 1,5 mL come campione non indotto. Aggiungere al 1 L l'espressione proteica al numero di isopropilei il z-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG) alla coltura da 1 L. Incubare i batteri a 25 gradi centigradi per 6 h durante la notte.
    1. Centrifugare 1 mL di aliquote a 14.000 g per 30 s, scartare il supernatante, rimettere in sospensione il pellet in 200 -L di buffer campione Laemmli, e mantenere per SDS-PAGE e Coomassie blu analisi di induzione delle proteine.
  4. Trasferire la coltura batterica indotta dal flacone in una bottiglia di centrifugazione pulita e girare verso il basso a 3.500 x g per 15 min a 4 gradi centigradi. Scartare il supernatante e risospendere il pellet con 40 mL di PBS freddo e scendere a 3.500 x g per 15 min a 4 gradi centigradi.
  5. Scartare il supernatante e congelare il pellet a -80 gradi centigradi o procedere al passo successivo. Se le proteine sono indotte al peso molecolare previsto, procedere al passo successivo.
  6. Risospendere il pellet batterico in 25 mL di ilttante a freddo A (50 mM Tris-HCl pH 7.5, 100 mM NaCl, 1 mM EDTA, 1% NP40, 1 mM PMSF, 0,5 mM DTT e 1/100 cocktail anti-proteasi contenenti AEBSF, Aprotin, Bestatin, E-64, Leupeptin e Pepstatin A). Assicurarsi che tutti i batteri pellet è risospeso. PMSF e cocktail anti-proteasi devono essere aggiunti al buffer di lisi, solo al momento della lisi batterica.
    ATTENZIONE: Tenere sempre il campione sul ghiaccio.
    NOT: Lysozyme a 100 g/mL può essere aggiunto per migliorare la lisi batterica.
  7. Incubare i batteri lise sul ghiaccio per 15 min.
    ATTENZIONE: Durante la sonicazione, tenere sempre i campioni sul ghiaccio.
  8. Durante il periodo della centrifugazione, prendere 500 perline GSH-agarose imballate 50 in un tubo da 15 mL e aggiungere 10 mL di tampone A senza PMSF e anti-proteasi. Mescolare brevemente e girare a 2.500 g per 3 min a 4 gradi centigradi, ripetere questa fase di lavaggio altre due volte e tenere le perline sul ghiaccio.
  9. Seguendo la centrifugazione lisatea batterica, raccogliere il supernatante e trasferirlo in un tubo conico 50 mL. Prendere un aliquota di 100 ll come lisato totale e aggiungere 100 L di 2x buffer di campione Laemmli per l'analisi SDS-PAGE e Coomassie blue.
  10. Filtrare il lisato attraverso il filtro di siringa di pori 0,45 m e mescolare con le perline GSH. Incubare a 4 gradi centigradi con agitazione per 5 h. Ruotare le perline a 2.500 x g per 3 min, rimuovere e salvare il supernatante come il flusso attraverso. Lavare le proteine-GSH legato perline 6 volte (5 mL ciascuna) con tampone A contenente cocktail anti-proteasi e PMSF.
  11. Dopo l'ultimo lavaggio, trasferire le perline insieme a 10 mL di tampone in una colonna di cromatografia vuota, aggiungere 1,5 mL tampone A contenente 25 mM glutathione, e raccogliere l'elusione per gravità in 1.5 mL microtubi. Ripetere la procedura di eluizione 4 volte.
    NOT: La soluzione stock Glutathione è preparata a 200 mM di concentrazione in 50 mM Tris-HCl, pH 7.5
  12. Prendere un'aliquota di 10 gradi da ciascuna delle 4 eluzioni e aggiungere 10 -L di 2x buffer di campione Laemmli. Questi campioni saranno utilizzati per l'analisi blu SDS-PAGE e Coomassie per determinare la presenza e la purezza delle proteine purificate.
    NOT: Dopo l'ultima elusione, tenere le perline in tampone a 4 gradi centigradi per il riciclaggio e l'uso futuro.
  13. Scegli le frazioni eluite che mostrano quantità ragionevoli di proteine purificate per un'ulteriore analisi. Fare piccole aliquote della preparazione. Conservare le proteine purificate in -80 gradi centigradi. Di solito, la concentrazione delle proteine varia da 0,5 g a 2 g per luna e i campioni possono essere conservati in questo stato.
  14. FACOLTATIVO: Concentrare il campione o modificare il buffer utilizzando un'unità filtro centrifuga 10K

2. Purificazione del complesso BAP1/DEUBAD (ASXL2) Deubiquitinase

  1. Utilizzare i costrutti di espressione batterica pET30a-His-BAP138 e pDEST-MBP-DEUBAD (ASXL2)35 per trasformare i batteri RIL BL21 (DE3) rispettivamente per la produzione di His-BAP1 e MBP-DEUBAD.
  2. Eseguire due colture di avviamento notturne separate incubando His-BAP1 e MBP-DEUBAD (ASXL2) esprimendo batteri in 20 mL di brodo LB di mezzo di ampicillina contenente 50 g/mL di chloramphenicol e l'antibiotico corrispondente per ogni plasmide, 100 g/ mL di kanamycin o rispettivamente di 100 g/mL di ampicillina. Mettere sullo shaker a 37 gradi centigradi.
  3. Eseguire i passaggi da 1.3 a 1.6.
  4. Risospendere i batteri pellet in 25 mL di lisi ghiacciata Tan B (50 mM Tris pH 7,3, 500 mM NaCl, 3 mM-Mercaptoetanool, 0.2% Triton X-100, 1 mM PMSF e 1/100 cocktail anti-protease). Mescolare volumi uguali del His-BAP1 con le lisate MBP-DEUBAD e incubare sul ghiaccio per 15 min. Sonicato e quindi centrifugare il lisato come indicato nel protocollo 1 (fase 9).
    1. Durante la centrifugazione, preparare 500 perline di agarose Ni-NTA compresse (50% di liquami) lavandole tre volte con buffer B senza PMSF e cocktail anti-proteasi.
  5. Seguendo la centrifugazione lisatea batterica, raccogliere il supernatante e trasferirlo in un tubo conico 50 mL. Prendere un aliquota di 100 ll come lisato totale e aggiungere 100 L di 2x buffer di campione Laemmli per l'analisi SDS-PAGE e Coomassie blue.
  6. Filtrare il lisato attraverso il filtro di siringa di pori 0,45 m e mescolare con le perline Ni-NTA. Incubare a 4 gradi centigradi con agitazione per 5 h. Ruotare le perline a 2.500 x g per 3 min, rimuovere e salvare il supernatante come il flusso attraverso.
    1. Lavare le perline 6 volte (5 mL ciascuna) con il buffer B contenente 20 mMM 1,3-Diaza-2,4 ciclidi (Imidazolo).
      NOTA: Creare una soluzione stock di 2 M imidazolo a pH 7.3.
  7. Dopo l'ultimo lavaggio, trasferire le perline con 10 mL di tampone in una colonna di cromatografia vuota, aggiungere 1 tampone B contenente 200 mM Imidazole e raccogliere l'eluzione per gravità in microtubi da 1,5 mL contenenti 10 DTT l(500 mM) e 2 EDTA (500 mM , pH: 8). Ripetere la procedura di eluizione 4 volte. Prendere 10 l di ogni frazione di eluizione e aggiungere 10 L di 2x Laemmli buffer campione per l'analisi blu SDS-PAGE e Coomassie. Mettere in comune le frazioni eluite desiderate.
    NOT: Tenere le perline in tampone a 4 gradi centigradi per il riciclaggio e l'uso futuro.
  8. Diluire il complesso eluito 3 volte con il buffer C (50 mM Tris pH 7.3, 300 mM NaCl, 1% Triton X-100, 5 mM DTT, 1 mM EDTA, 1 mM PMSF e 1/100 protease inhibitor cocktail) prima dell'incubazione con le perline di amiloaro aga.
    1. Preparare le perline di agarose di amilosio (500 o L imballate) lavandole 2 volte con il tampone C senza aggiungere il PMSF e il cocktail anti-proteasi. Aggiungere le perline all'eluizione diluita e incubare pernottamento a 4 gradi centigradi.
  9. Centrifuga a 2.500 x g per 3 min e mantenere il flusso attraverso. Lavare le perline legate alle proteine con 5 mL di buffer C (5–6x).
  10. Mantenere il complesso His-BAP1/MBP-DEUBAD purificato sulle perline di agarose amylose nel buffer D (50 m HEPES pH 8.0, 50 mM NaCl, 10% Glycerol e 1 mM DTT) e conservare a -80 . Prendere 20 l della frazione di perline (soluzione 50% perline) e aggiungere 20 -L di 2x Laemmli buffer campione per l'analisi SDS-PAGE e Coomassie blu.

3. Purificazione dei Nucleosomes dalle cellule HEK293T

  1. Coltura HEK293T cellule in completo Dulbecco modificato mezzo di Eagle (DMEM) integrato con 5% neonatale siero vitello (NBS), 2 mM L-glutamina, e 1% penicillina / streptomicina.
  2. Piatto intorno 12 x 106 cellule HEK293T in 20 mL di supporti completi per piatto di coltura 15 cm un giorno prima della trasfezione (sono stati utilizzati 10 piatti). Prima della trasfezione, modificare il mezzo della cellula a 12 mL di mezzo senza sieri e trasfecare le cellule con 21 g di pCDNA-Flag-H2A utilizzando 63 l di polietilenimina (PEI) a 1 mg/mL36. Passare al supporto completo 12 h in un secondo momento.
  3. Tre giorni dopo la trasfezione, lavare le cellule con 15 mL di PBS ghiacciato (due volte) e raccoglierle in 3 mL di PBS ghiacciate utilizzando un raschietto cellulare. Centrifuga a 2.100 x g per 8 min a 4 gradi centigradi. Eliminare il PBS e procedere al passo della lisi o congelare il pellet cellulare a -80 gradi centigradi.
  4. Risospendere il pellet cellulare in circa 10 volumi di buffer E (50 mM MM Tris-HCl pH 7.3, 420 mM NaCl, 1% NP-40, 1 mM MgCl2, 1 mM PMSF, 1/100 proteasi inhibitor cocktail, e 20 mM di N-methylmaleimide (NEM)) e incubare su 20 m. N-metilmaleimide (NEM) è fondamentale per inibire i DUB che co-purificano con i nucleosomi.
  5. Dopo la centrifugazione a 3.000 x g per 5 min, scartare il supernatante e risospendere il pellet cromatina in 10 volumi di tampone E. Mix per inversione e centrifuga a 3.000 x g per 5 min.
    1. Ripetere la fase di lavaggio un'altra volta utilizzando il buffer E e due volte utilizzando il buffer F "MNase Buffer" (20 mM Tris-HCl pH 7.5, 100 mM KCl, 2 mM MgCl2, 1 mM CaCl2, 0,3 M di saccarosio, 0,1% NP-40, 1 mM PMSF e 1/100 proteasi inibitore cocktail).
      AMMONImento: Pellet fluttuerà durante i fusti e la centrifugazione.
  6. Risospendere la cromatina in un buffer F da 5 mL e trattare il pellet con nucleale micrococcale (MNase) (3 U/mL per 10 min a temperatura ambiente).
    NOT: La reazione può essere aiutata mescolando utilizzando un Omogenizer Dounce.
  7. Dopo l'incubazione, prendi un 40 o Ll della miscela per l'analisi dei frammenti di DNA nucleosomico. Mescolare questa aliquota con 40 lun di Phenol/cloroformio e 20 -L di 6x tamburo di carico del DNA, vortice, girare a 18.000 x g per 2 min, e caricare il DNA su un gel di agarose 2%.
    1. Quando il DNA è prevalentemente un frammento di 147 bp corrispondente ai mononucleosomi, arrestare la reazione aggiungendo 5 mM EDTA alla concentrazione finale.
  8. Dopo la centrifugazione a 21.000 x g per 20 minuti a 4oC, incubare la frazione di cromatina solubile con resina anti-bandiera durante la notte a 4 gradi centigradi. Lavare le perline con 6x Buffer G (50 mM Tris-HCl, pH 7.3, 5 mM EDTA, 150 mM NaCl, 1% NP-40, 1 mM PMSF, 1 mM DTT, 1/100 cocktail di inibitori proteasi).
  9. Trasferire le perline con buffer G da 5 mL in una colonna di cromatografia vuota. Elutare i nucleosomi legati alle perline con 200 g/mL di peptide di eluizione Flag. Utilizzare un buffer di elusione composto da un buffer G contenente 200 peptidi di eluizione del flag g/mL (vedere Tabella dei materiali) e 1/5 (vol:vol) 1 M Tris, pH 8.0. Elutizzare i nucleosomi 3x con 260 buffer di eguagliazione flag (2 h ogni eluizione).
  10. Testare le 3 eluzioni prendendo un per l'estrazione del fenolo-cloroformio e caricare il DNA in un gel di aliquota agarose del 2%. Prendere 10 l di ogni frazione di eluizione e aggiungere 10 L di laemmli buffer campione 2x per l'analisi blu SDS-PAGE e Coomassie e caricare ogni elusione per il rilevamento Western Blot di H2A onniquiterato. Conservare l'eluizione a -80 gradi centigradi. In generale, la purificazione dalle cellule umane produce una quantità inferiore di proteine rispetto a quella dei batteri, con concentrazioni che vanno da 0,1 a 0,5 g/l.

4. Nucleosome Ubiquitination Assay Using BMI1/RING1B E3 Ubiquitin Ligase Complex

  1. Centrifugare i nucleosomi attraverso 10K poro 0,5 mL filtri centrifughi per cambiare il substrato dal buffer di eluzione al buffer di reazione H (25 mM Tris, pH 7.5; 10 mM MgCl2e 5 mM ATP). In alternativa, i nucleosomi disponibili in commercio possono essere utilizzati per il saggio.
    NOT: La modifica della soluzione di sospensione del substrato al buffer di reazione garantisce la riproducibilità e previene la potenziale inibizione delle ligasi E3 da parte dei composti presenti nella miscela di elusione della bandiera.
  2. Incubare 1 g di nucleosomi in 40:L volume totale del buffer H. Aggiungere gli enzimi Ub Activating Enzyme (UBE1) (250 ng), Ub (50 ng/L) e gli enzimi coniugati E2 Ub-coniugati (672 ng) e 1 g di BMI1/RING1B E3 ubiquitina ligase complesso. Incubare la reazione per 3 h a 37 gradi centigradi con scosse occasionali.
    NOT: Diversi controlli possono essere condotti in parallelo, tra cui l'omissione, E1, E2, E3, ATP e ubiquitina. Ciò garantisce la specificità della reazione di ubiquitinazione.
  3. Fermare la reazione aggiungendo 40 lofun di 2x laemmli buffer campione e analizzare l'istone H2A K119 ubiquitination by SDS-PAGE e gonfiore occidentale, secondo le procedure standard. Utilizzare gli anticorpi anti-H2A o Anti-H2A K119ub (vedere Tabella dei materiali).

5. In Vitro Nucleosomal H2A DUB Saggio utilizzando BAP1/DEUBAD

  1. Utilizzare i nucleosomi purificati per il saggio di deubiquitinazione in vitro. Risospendere 100-500 ng di nucleosomi nel buffer I da 40 mM, pH 7,3, 1 mM MgCl2, 50 mM NaCl e 1 mM DTT). Aggiungete 1 g di His-BAP1, purificati dai batteri BAP1 e MBP-DEUBAD. Eseguire la reazione di deubiquitinazione per 3 h a 37 gradi centigradi con scosse occasionali.
  2. Fermare la reazione in vitro aggiungendo 40 luna di 2x laemmli tampone e analizzare con immunoblotting.

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Risultati

Le proteine GST-BMI1 e RING1B sono ben prodotte nei batteri e possono essere facilmente estratte nella frazione solubile. La figura 1A mostra una colorazione blu Coomassie per una tipica purificazione del complesso GST-BMI1-RING1B. Le bande GST-BMI1 e RING1B migrano al peso molecolare previsto, rispettivamente 45 kDa e 13 kDa. In particolare il complesso della ligia E3 è altamente omogeneo con livelli molto bassi di contaminanti proteici batterici e/o prodott...

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Discussione

Ci sono diversi vantaggi di stabilire robusti saggi di ubiquitinazione in vitro e deubiquitinazione per le proteine di interesse. Questi saggi possono essere utilizzati per: (i) stabilire condizioni ottimali e definire requisiti minimi per queste reazioni, (ii) determinare costanti cinetiche e biochimiche enzimatiche, (iii) definire i ruoli dei cofattori o inibitori che possono influenzare queste reazioni, (iv) identificare le interfacce di interazione, (v) testare l'impatto di mutazioni artificiali o associate alla mala...

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Dichiarazioni

Gli autori non dichiarano interessi finanziari concorrenti.

Ringraziamenti

Ringraziamo Diana Adjaoud per l'assistenza tecnica. Questo lavoro è stato sostenuto da sovvenzioni del Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (2015-2020), Genome Quebec (2016-2019) e Genome Canada (2016-2019) a E.B.A. E.B.A. è uno studioso senior del Fonds de la Recherchetchedu duébec-Santé (FRQ-S). L.M e N.S.K. hanno una borsa di dottorato dal FRQ-S. H.B ha ricevuto una borsa di studio presso il Ministero dell'istruzione superiore e dalla ricerca scientifica della Tunisia e dalla Fondazione Cole.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Perle di agarosio amilosioNew England Biolabs#E8021
Amicon Ultra 0,5 mL filtri centrifughi 10KSigma-Aldrich#UFC501096
Anti-H2AK119ub (H2Aub)Tecnologia di segnalazione cellulare#8240
Perline di agarosio anti-bandieraSigma-Aldrich#A4596
cocktail anti-proteasiSigma-Aldrich
BL21 (DE3) CodonPlus-RIL batteriTecnologie Agilent#230240
DMEMWisent#319-005-CL
Colonna cromatografica vuotaBiorad#731-1550
Flag peptideSigma-Aldrich#F3290
Perle di GSH-agarosioSigma-Aldrich#G4510
HEK293TATCC#CRL-3216
ImidazoleSigma-Aldrich#I5513
Nucleasi micrococcica (MNasi)Sigma-Aldrich#N3755
Perle di agarosio Ni-NTAThermoFisher Scientific#88221
N-metilmaleimmide (NEM)Bioshop#ETM222
Filtro per siringa per pori 0,45 μ mSarstedt#83.1826
Polietilenimmina (PEI)Polysciences Inc#23966-1
pGEX6p2rbs-GST-RING1B(1-159)-Bmi1(1-109)Addgene#63139
Enzima attivante Ub (UBE1)Boston Biochem#E-305
UBCH5C (UBE2D3)Boston Biochem#E2-627
#P8340

Riferimenti

  1. Ye, Y., Rape, M. Building ubiquitin chains: E2 enzymes at work. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 10, 755-764 (2009).
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