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Articolo metodologico

Identificazione delle proteine che interagiscono con fosfato inositolo o fosfonositide mediante matricografia affinità accoppiata a Blot occidentale o spettrometria di massa

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DOI:

10.3791/59865

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26 luglio 2019

In questo articolo

Sommario

Questo protocollo si concentra sull'identificazione delle proteine che si legano ai fosfati inositoli o fosforoparassiti. Utilizza la cromatografia di affinità con fosfati inositoli biotinylati o fosforostostodi che vengono immobilizzati tramite streptavidin a agarose o perline magnetiche. Le proteine leganti al fosfato o fosfoinosazione sono identificate da gonfiore occidentale o spettrometria di massa.

Abstract

Fosfati inositoli e fosfoinossidi regolano diversi processi cellulari negli eucarioti, tra cui l'espressione genica, il traffico di vescicle, la trasduzione del segnale, il metabolismo e lo sviluppo. Questi metaboliti svolgono questa attività regolatrice legandosi alle proteine, cambiando così la conformazione proteica, l'attività catalitica e/o le interazioni. Il metodo qui descritto utilizza la cromatografia di affinità accoppiata alla spettrometria di massa o al gonfiore occidentale per identificare le proteine che interagiscono con fosfati inositoli o fosfoinossidi. I fosfati inositoli o fosforosati sono etichettati chimicamente con biotina, che viene poi catturata tramite streptavidina coniugata ad agarose o perline magnetiche. Le proteine sono isolate dalla loro affinità di legame con il metabolita, poi eluite e identificate da spettrometria di massa o gonfiore occidentale. Il metodo ha un flusso di lavoro semplice, non radioattivo, privo di liposomi e personalizzabile, che supporta con precisione l'analisi dell'interazione tra proteine e metaboliti. Questo approccio può essere utilizzato in metodi di spettrometria di massa quantitativa senza etichetta o con elementi aminoacidi per identificare le interazioni proteina-metabolita in campioni biologici complessi o utilizzando proteine purificate. Questo protocollo è ottimizzato per l'analisi delle proteine di Trypanosoma brucei, ma può essere adattato ai relativi parassiti protozoi, lieviti o cellule mammiferi.

Introduzione

I fosfati inositoli (IP) e le fosfoinosti (PI) svolgono un ruolo centrale nella biologia degli eucarioti attraverso la regolazione dei processi cellulari come il controllo dell'espressione genica1,2,3, il traffico di vescicocchi 4, trasduzione del segnale5,6, metabolismo7,8,9, e lo sviluppo8,10. La funzione regolatoria di questi metaboliti deri....

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Protocollo

1. Analisi delle proteine che legano IP o PI mediante cromatografia di affinità e gonfiore occidentale

  1. Crescita cellulare, lisi e cromatografia di affinità
    1. Coltivano le cellule T. brucei fino alla fase intermedia del log e monitorano la vitalità e la densità delle cellule. Un totale di 5,0 x 107 celle è sufficiente per un saggio vincolante.
      1. Per le forme del flusso sanguigno, far crescere le cellule nei media HMI-9 integrati con 10% siero bovino fetale (FBS) a 37 e 5% di CO2. Mantenere la densità delle celle tra 8,0 x 10da 5 a 1,6 x 106 celle/mL.
        NOTA: la densità superio....

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Risultati

Analisi dell'interazione RAP1 e PI(3,4,5)P3 mediante cromatografia di affinità e gonfiore occidentale
In questo esempio viene illustrata l'applicazione di questo metodo per analizzare l'associazione di PI da RAP1 da T. brucei lysate o dalla proteina ricombinante T. brucei RAP1. Lysates di T. brucei forme di flusso sanguigno che esprimono emagglutinina (HA) taggato RAP1 sono stati utilizzati nei saggi vincolanti. RAP1 è una proteina coinvolta nel controllo trascrizionale dei .......

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Discussione

L'identificazione di proteine che si legano a IP o PI è fondamentale per comprendere la funzione cellulare di questi metaboliti. La cromatografia di affinità abbinata alla spettrometria di massa o macchia occidentale offre l'opportunità di identificare le proteine interagenti IP o PI e quindi di ottenere informazioni sulla loro funzione regolatoria. IP o PI etichettati chimicamente [ad esempio, Ins(1,4,5)P3 chimicamente collegati alla biotina] e incrociati alle perline di agarose tramite streptavidina o catturati da perl.......

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Dichiarazioni

L'autore non ha nulla da rivelare.

Ringraziamenti

Questo lavoro è stato sostenuto dal Natural Sciences and Engineering Research Council del Canada (NSERC, RGPIN-2019-04658); NSERC Discovery Launch Supplemento per i ricercatori all'inizio della carriera (DGECR-2019-00081) e dalla McGill University.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
AcetoneSigma-Aldrich 650501Chetone
AcetonitrileSigma-Aldrich271004Solvente 
Bicarbonato di ammonioSigma-AldrichA6141a sali inorganici
Avanti J6-MIBeckman CoulterAvanti J6-MICentrifuga per grandi volumi (ad es. 1L)
Bottiglie per centrifugaSigma-AldrichB1408Bottiglie per centrifugazione di 1L di perle di controllo della coltura
EchelonP-B000-1mlReagente per cromatografia di affinità - controllo
D-(+)-glucosioSigma-AldrichG8270zucchero, aggiunto in PBS per mantenere vitali le cellule
ditiotreitolo (DTT) Bio-Rad1610610Agente riducente
Dynabeads M-270 StreptavidinThermoFisher Scientific65305Perle di streptavidina per il legame ai ligandi della biotina
Inibitore della proteasi senza EDTA CocktailRoche11836170001Inibitori della proteasi Tampone
di corsa per elettroforesiBio-Rad161073225 mM Tris, 192 mM glicina, 0,1% SDS, pH 8,3
Provette da centrifuga coniche Falcon 15 mLCorning Life Sciences430052Per centrifugare colture da 10 mL Acido
formico Acido formicoSigma-Aldrich106526
Acid GlycineSigma-AldrichG7126Terreno
coltura cellulare con aminoacidi HMI-9ThermoFisher ScientificME110145P1Terreno di coltura cellulare per T. brucei forme
del flusso sanguignoImperial Protein StainThermoFisher Scientific24615Colorazione Coomassie per la rilevazione di proteine in SDS/PAGE
Ins(1,4,5)P3 BeadsEchelonQ-B0145-1mlReagente per cromatografia di affinità 
Istantaneo  Senza grassi Asciutto  LatteThomas ScientificC837M64Reagente bloccante per Western blotting
IodoacetamideSigma-AldrichI6125Reagente alchilante per proteine o peptidi
di cisteina Lab  RotatoreThomas Scientific1159Z92Per saggi di legame
Provette per microcentrifuga LoBindThermoFisher Scientific13-698-793Provette a basso legame proteico per spettrometria di massa
Nonidet  P-40 (Igepal CA-630)Sigma-Aldrich21-3277Detergente
PBS, pH 7.4ThermoFisher Scientific10010031Substrato fisiologico della
perossidasi per la chemiluminescenzaThermoFisher Scientific32106Substrato per il rilevamento del Western bloting delle proteine
Compresse cocktail di inibitori della fosfatasiRocheRoche 4906845001Phosphatase inibitori
PI(3)P PIP BeadsEchelonP-B003a-1mlReagente per cromatografia di affinità 
PI(3,4)P2 PIP BeadsEchelonP-B034a-1mlReagente per cromatografia di affinità 
PI(3,4,5)P3 diC8EchelonP-3908-1mgReagente per cromatografia di affinità 
PI(3,4,5)P3 PIP BeadsEchelonP-B345a-1mlReagente per cromatografia di affinità 
PI(3,5)P2 PIP BeadsEchelonP-B035a-1mlReagente per cromatografia di affinità 
PI(4)P PIP BeadsEchelonP-B004a-1mlReagente per cromatografia di affinità 
PI(4,5)P2 diC8EchelonP-4508-1mgReagente per cromatografia di affinità 
PI(4,5)P2 PIP BeadsEchelonP-B045a-1mlReagente per cromatografia di affinità 
PI(5)P PIP BeadsEchelonP-B005a-1mlReagente per cromatografia di affinità 
Soluzione di Ponceau SSigma-AldrichP7170Colorazione delle proteine (0,1% [p/v] in acido acetico al 5%)
Esacianoferrato di potassio (III)Sigma-Aldrich702587Sale di potassio
PtdIns PIP BeadsEchelonP-B001-1mlReagente per cromatografia di affinità 
Membrana in PVDFBio-Rad1620177per Western blotting 
Centrifuga refrigerataEppendorf5910 RMicrocentrifuga per piccoli volumi (ad esempio, 1,5 mL)
Sodio dodecil solfatoSigma-Aldrich862010Detergente
Sodio tiosolfatoSigma-Aldrich72049Chimico 
Concentratori sottovuoto SpeedVacThermoFisher ScientificSPD120-115Concentrazione del campione (ad esempio, per spettrometria di massa)
Palloni T175 per colture cellulari ThermoFisher Scientific159910Per coltivare 50 mL T. brucei coltura
Tripsina, spettrometria di massa GradoPromegaV5280Tripsina per la digestione delle proteine
UreaSigma-AldrichU5128Reagente denaturante
VortexFisher Scientific02-215-418Per reazioni di miscelazione
Western blotting tampone di trasferimentoBio-Rad161073425 mM di Tris, 192 mM di glicina, pH 8,3 con 20% di metanolo
Whatman  Carta da 3 mmSigma-AldrichWHA3030861Carta per trasferimento Wester
2-mercaptoetanolo (14,2 M)Bio-Rad1610710Agente riducente
2x Laemmli Sample BufferBio-Rad161-0737Tampone di caricamento delle proteine
4– 20% Mini-PROTEIFORME  Gel proteici prefabbricati TGXBio-Rad4561094Gel per elettroforesi proteica
4x tampone campione LaemmliBio-Rad161-0747Tampone di caricamento proteico
Centrifuga di

Riferimenti

  1. Cestari, I., Stuart, K. Inositol phosphate pathway controls transcription of telomeric expression sites in trypanosomes. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (21), 2803-2812 (2015).
  2. Odom, A. R., Stahlberg, A., Wente, S. R., York, J. D.

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Ristampe e permessi

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