Name: プルダウンカルモジュリン結合タンパク質の (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-01-23T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 51 s
Description: 学ぶカルモジュリンプルダウンアッセイによるカルシウム依存的タンパク質相互作用解析法。CaMセファローズビーズを用いてCaM結合タンパク質を効率的に同定し、細胞内シグナル伝達メカニズムを解明する。

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著者は、このプロトコルを最適化する上で彼女の助けでティファニーチェリーに感謝したいと思います。この作品は、国立老化研究所（AG032320）だけでなく、健康なウィスコンシン州を進めることによって資金を供給された。

ホモジネートで始まる手続きの基本的な回路図は図1を参照してください。細胞抽出物の作成からCAM -結合タンパク質の溶出に要する時間は約6〜7時間です。 1。組織の準備<ol><li>目的の組換えタンパク質を発現するプラスミドを含有するウイルスと器官型海馬スライス（この例では、緑色蛍光タンパク質（GFP）タグ付きng）を注入し、組織が一晩タンパク質を発現することができます。 </li><li>ウイルス注射後約12〜18時間（ウイルス発現時間に応じて）、組織を収集するための準備。ペトリ皿に1mLの解剖バッファー（10mMのグルコース、4mmのKClを、26ミリメートルNaHCO3水溶液、233mMスクロース、5％CO 2 95％O 2でガス処刑さ5mMのMgCl 2を 、1mMのCaCl 2で 、0.1％フェノールレッドを、）を追加します。ペトリ皿に培養組織/インサートを移し、水没に挿入組織に2mLの解剖のバッファを追加します。 </li><li> Collec軽くメスを用いてインサート膜の自由な組織を掻きによるT器官型海馬組織（5〜10スライス）。特に関心のある特定の地域（例：CA1）を削除することもオプションです。反転パスツールピペットを用いて1.5ml微量遠心チューブに中断組織を転送する。 </li><li>解剖のバッファから別の組織への1分間に1,500 rcfで、サンプルを遠心分離します。慎重に吸引して上清を取り除く。ペレットを妨害しないことを確認してください。 </li><li>使用するスライスごとに、均質化緩衝液（150MMのNaCl、20mMのトリスpH7.5、1mMのDTT、1μg/mlのロイペプチン、1μg/mlのchemostatin、1μg/mlのアンチパイン、1μg/mlのペプスタチン、および1％トリトンXの30〜60μLの組織-100）とは、乳棒で十分にホモジナイズする。 </li><li>細胞残渣を除去するためには、10分1,100 rcfで、残りのホモジネートを遠心し、ペレットからの汚染を回避しながら慎重に吸引して上清を取り除く。 </li><li>入力のサンプル（サンプル1）として、上清の10％を取る。ステップ3で使用するためのCAM -セファロースビーズの調製中に氷の上の残りの上清を保存する。 </li></ol>注：ここで使用される組織は器官型海馬スライスです。ただし、1つ解離神経細胞やその他の細胞培養システムを使用することができます。このような場合には、適切な方法であなたの組織を収集した後、ステップ1.4から始まります。 2。プルダウン用のビーズの調製ビーズを扱うには、ビーズをサルベージし、チューブの両側に乾燥からビーズを防ぐことによって、反応の効率を最大化するために重要です。そのためには、それは解決策がすぐに遠心分離する前に、チューブの壁にビーズを湿らせることができます、彼らの側にしてチューブを回転させることが最善です。 <ol><li>各プルダウンのため、相対的にFLAで2 mlのマイクロチューブに懸濁カルモジュリン-セファロースビーズのピペット400μLあなたのインキュベーションの間のビーズを使用してソリューションの表面積との相互作用を最大化するためにT -底。 </li><li> 30秒21,000 RCFでビーズを遠心し、慎重に吸引して上清を取り除く。ビーズを邪魔しないようにしてください。 </li><li>ビーズを洗浄するためには、Ca 2プルダウンビーズ用+ - CaMの結合タンパク質および2mM EDTAを（既知のCa 2 +キレート剤）プルダウンするために使用されているものに2mMのCaCl 2のいずれかを含むそれぞれの均質化緩衝液100μLを加えるApoCaM結合タンパク質。ゆっくりと1分間に1,500 rcfで再びサスペンドビーズや遠心するチューブをタップします。慎重にビーズを邪魔しないことを確認し、吸引して上清を取り除く。 </li></ol>注：すべての吸引の手順については、それがビーズを除去することなく、溶液の除去を可能にするために微細な開口部を（例えば、ゲルローディングチップ）を持つピペットチップを使用することをお勧めします。 3。タンパク質のCAM -セファロース結合<ol><li>等量を含む二つの条件にして上清を分割する。あなたの条件に応じて、各2 mMの濃度にして上清にCaCl 2またはEDTAの適切な量を追加します。 </li><li>ステップ1.7から対応する均質化緩衝液で洗浄したビーズに上清を追加。穏やかに混合するためにチューブをタップします。 </li><li>シェーカーで3時間4℃でサンプルをインキュベートする。結合の効率性を高めるために毎30分ほどビーズを再懸濁する。 </li><li> 3分1,500 rcfで、サンプルとビーズを含むチューブを遠心する。 </li><li>非結合タンパク質のサンプル（サンプル2）として、上清の50μLを取り、慎重に吸引し、廃棄によって、残りの上清を取り除く。 </li><li>それぞれの均質化緩衝液の100μLを用いて、ステップ2.3で説明したようにビーズを3回洗浄する。 </li></ol> 4。溶出<ol><li>反対の条件（10mMのCを含む溶出バッファー（50mMトリス - 塩酸pH7.5の、および150mmのNaCl）の50μLを追加ビーズにACL 2または10mMのEDTA）。例えば、 カルシウムを含む緩衝液中でホモジナイズし、バインドされていたサンプルは+ EDTAおよびその逆を含む溶出バッファーで溶出されています。 </li></ol>オプション：° Cビーズに添加する前に37に溶出バッファーのウォーミングは、歩留まりを高めることができる。 <ol start="2"><li>シェーカーで30分間室温でビーズを備えたソリューションをインキュベートする。静かに5分ごとに約チューブをタップしてビーズを混ぜる。 </li><li> 3分1,500 rcfでビーズを遠心し、慎重に吸引によって結合タンパク質（サンプル3）のために上清の50μLを削除します。ビーズを邪魔しないようにしてください。 </li><li>すべてのサンプル（すなわちホモジネート、非結合および結合蛋白質だけでなく、それらはまだビーズに結合）するタンパク質のローディングバッファーを追加。 </li></ol>注：、（特に非効率的な溶出の場合）溶出を最大限に対応する溶出バッファー（EDTAを含む、bufを追加するなどの50μLを追加する残りの結合蛋白質と、残りの結合タンパク質を除去するために4.3で説明した手順を繰り返しますを溶出するためのサンプルを加熱する前に、ビーズに）のCaCl 2にバインドされているビーズのFER。 5。 SDS - PAGEおよびウェスタンブロット SDS - PAGEを行い、陽性対照として、反対の条件でCAMを結合することが知られているタンパク質の関心とプローブのタンパク質に対するプロービングによるウェスタンブロットを用いて分析する。 6。代表的な結果図2Bは、内因性の呉に比べてGFP -タグ付き呉のCAMの結合をテストするのCaM -プルダウンアッセイの例を示しています。そのためには、GFP - NGは一晩私たちの器官型海馬切片において過剰発現され、組織をホモジナイズした。ホモジネートを、Ca 2 +またはEDTAのいずれかの存在下でカルモジュリン-セファロースビーズとインキュベートした。ホモジネート入力は、GFP - NGは、内因性NgとのCa 2 + /カルモジュリン依存性キナーゼIIに加えて、発現していることを示しています。（CaMKII）。として内因性NG（図2Aに示す）の既知の結合に基づいて予想される、呉はCa 2 +（EDTA結合タンパク質）の有無およびCa 2 +の存在下で結合していない（図2B）で溶出されたGFPタグ。対照的に、制御、CaMKIIは、唯一のCa 2 +（結合タンパク質）の存在下で溶出され、その不在（EDTA）にバインドされていないていた。これは、CAMのビーズが正しく機能していたと溶出が効率的であったことを示しています。最も重要なことは、GFP - ngは内因性のフォームに類似した方法でApoCaMに結合することをこのショーは、GFPタグが私たちの組換えタンパク質の機能を変化させなかったことを示唆している。 <img src="/files/ftp_upload/3502/3502fig1.jpg" alt="図1" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="図1"> CaMとプルダウンアッセイの図1。概要 （A）組織ホモジネートは、細胞残渣を除去するためにスピンダウンされています。上清の約10％は、入力のサンプル（1）として取られます。残りの上清を別のために均等に分割されます条件と適切な試薬（CaCl 2またはEDTA）は、これらの条件で結合テストするために追加されます。 （CaCl 2またはEDTAのいずれかを含む）それぞれの上清には、それぞれ準備のCaM -セファロースビーズにロードされ、（B）結合できるようにインキュベートされる。未結合のタンパク質は削除されます（2）及び（C）結合蛋白質（3）結合として反対の条件を含む溶出バッファー（EB）を使用してビーズのオフ溶出される。これら3つのタンパク質試料のタンパク質組成はSDS - PAGEおよびウェスタンブロット分析を用いて分析することができます。 <img src="/files/ftp_upload/3502/3502fig2.jpg" alt="図2" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="図2"> 図2 A.）プルダウンアッセイの例ではCa 2 +依存性のCaMの結合と溶出の回路図は、Ca 2 +依存的にタンパク質の2種類のそのバインドCAMの与えられている。ニューログラニン（Ngは）バインドAPO - CaMとCaMKIIは、Ca 2 + -リッチに結合するタンパク質を表しているタンパク質を表しますカルモジュリン。 CAMは、ホモジネートのタンパク質とのインキュベーションに先立って、その解離状態で表示されます。一度高いCa 2 +濃度（2mM）をの条件下でインキュベートまたはCa 2 +キレート剤、EDTA（2mMの）の存在下で、タンパク質は、それに応じてCAMにバインドします。 NgはないのCa 2 +現在はほとんどがあるとしてEDTAの条件でCAMを結合し、Ca 2 +の存在下でのCaM -セファロースビーズから溶出される。 CaMKIIは、しかし、 カルシウムの多量の存在下でCAMにバインドします+とCa 2 +をキレート化された後に解離するでしょう。 B.）例CaMとプルダウンアッセイの結果。この図は、CAM -セファロースの予想される最終結果サンプルNgとCaMKII用プローブでプルダウンを示しています。内因性NgとGFP - NGの両方は、EDTAの存在下でCAMに結合したタンパク質のレーンに存在する。サンプルはそのNを示す、Ca 2 +の存在下でカルモジュリンとインキュベートしているときにンがバインドされgは唯一のアポ- CAMをバインドします。私たちのポジティブコントロール、CaMKIIは、その一方で、唯一のCa 2 +の存在下でカルモジュリンと結合する。

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</ol>

利害の衝突は宣言されません。

提供するプロトコルは、CAM -結合蛋白質のCa 2 + -依存性を調査するようにCAM -セファロースビーズを利用しています。多くのタンパク質は、Ca 2 +依存的にカルモジュリンを結合する。これらの相互作用は、多くのシグナル伝達経路におけるカルモジュリン結合タンパク質およびそれらの重要な役割の数は与えられた非常に重要です。このプロトコルでは、CAM -セファロースビーズを、Ca 2 +の存在下または非存在下で組織ホモジネートからのCaM結合タンパク質を分離するために使用されています。このシンプルなアプローチの結果は、タンパク質は、Ca 2 +依存的にカルモジュリンと相互作用することができる方法の理解を深めるだろう。このアプローチは、結合試験、カラムクロマトグラフィーは、そのでCAM -セファロースビーズが溶液ではなく、マトリックスに固定されているタンパク質で、一般的に使用されるテクニックとは異なります。 列なしでプロトコルが少ない時間がかかるので、何もNEがないので、列の使用を避けることが、...

<table border="1"><tr><td> 製品 </td><td> 会社 </td><td> カタログ番号 </td><td> ノート </td></tr><tr><td>カルモジュリンセファロースビーズ</td><td> GEヘルスケア</td><td> 17-0529-01 </td><td></td></tr><tr><td>アンチCamKIIアルファ</td><td>シグマアルドリッチ</td><td> C6974 </td><td></td></tr><tr><td>抗ニューログラニン</td><td>ミリポア</td><td> 07から425 </td><td></td></tr><tr><td>ゲルローディングピペットチップ</td><td>フィッシャー</td><td> 02-707-138 </td><td>上清の吸引のために使用します。 </td></tr><tr><td>マイクロ遠心チューブ（2.0 mL）を</td><td>フィッシャー</td><td> 05-408-146 </td><td>カルモジュリン-セファロースビーズを含むすべてのステップのために使用します。 </td></tr></table>

プルダウンカルモジュリン結合タンパク質の

Pull-down of Calmodulin-binding Proteins

カルシウム（Ca 2 +）は、さまざまなメカニズムを通じて細胞機能の調節に重要なイオンで ​​す。多くのCa 2 +のシグナリングは、カルモジュリン（CaM）1,2として知られているカルシウム結合タンパク質によって媒介される。 CAMは、アポトーシス、代謝、平滑筋収縮、シナプス可塑性、神経の成長、炎症と免疫応答を含むほぼすべての細胞プロセス、内の複数のレベルで関与している。タンパク質の数は、CAMとの相互作用を介してこれらの経路を調節するのに役立ちます。これらの相互作用の多くは、Ca 2にバインドされたときに明らかに異なっているCAMのコンフォメーション、+（のCa 2 + - CaMの）としてのCa 2 + -フリー状態（ApoCaM）3とは対照的に依存する。 ほとんどの標的タンパク質は、Ca 2 + - CaMのをバインドしながら、特定のタンパク質だけApoCaMに結合する。ニューロ4、ニューログラニン（呉）5、および特定のミオシンを含む彼らのIQ -ドメインを介して、いくつかのバインドCAM、 <sup&gt; 6。これらのタンパク質はそれぞれ、前シナプス機能7、シナプス機能8、および筋収縮9の重要な役割を果たすことが示されている。結合し、Ca 2 +の存在下または存在下でCAMをリリースする+能力は、それらの機能に極めて重要である。対照的に、多くのタンパク質は唯一のCa 2 + - CaMの結合し、それらの活性化のため、このバインディングを必要とする。例としては、ミオシン軽鎖キナーゼ10のCa 2 + /カルモジュリン依存性キナーゼ（CaMKs）11とホスファターゼ（例えばカルシニューリン）12、及び直接的および下流効果14のバリエーションがスペクトリンキナーゼ13を 、含まれています。 細胞機能に対するこれらのタンパク質の効果は、通常のCa 2 +依存的にCAMに結合する能力に依存しています。例えば、我々は、シナプス機能とどのように異なる突然変異は、この結合に影響を与えるのNG - CaMの結合の妥当性をテストした。我々は、GFPタグ付き伍CONを生成のCa 2 +依存的にCAMをバインドするために呉の能力を変更するようなIQ -ドメイン内の特定の変異を持つ構造体。これらの異なる突然変異の研究は、シナプス機能8,15に関与する重要なプロセスに私たちに偉大な洞察力を与えた。しかし、このような研究で、それは変異タンパク質が予想されるのCaMへの結合を変更していることを証明するために不可欠です。 ここで、我々は、例としてCaMKIIとngを使用して、Ca 2 +の存在下または非存在下でCAMに結合するタンパク質の能力をテストするための手法を提案する。このメソッドは、CaMとプルダウンアッセイと呼ばれるアフィニティークロマトグラフィーの形です。それは、CaMと+この結合に対するCa 2 +の影響に結合するタンパク質をテストするためのCaM -セファロースビーズを使用しています。それは、効率的なかなり多くの時間であり、カラムクロマトグラフィーおよび他のアッセイの相対少ない蛋白質を必要とします。完全に、これはでているのCa 2 + /カルモジュリンのシグナル伝達やタンパク質を探索するために貴重なツールを提供します。CAMとteract。

カルモジュリン（CaM）プルダウンアッセイは、様々なタンパク質とカルモジュリンの相互作用を調査するために効果的な方法です。このメソッドは、CAM -結合タンパク質の効率的かつ特定の分析のためのCaM -セファロースビーズを使用しています。これは、細胞機能のCAM信号を探索するための重要なツールが用意されています。

カルシウム（Ca2+）は、さまざまなメカニズムを通じて細胞機能を調節する上で極めて重要なイオンである。Ca2+シグナリングの多くは、...を介して伝達される。

この手順の全体的な目的は、カルシウム依存的にCal Modlinに結合するタンパク質を試験することです。これは、まず目的のタンパク質を回収し、次にタンパク質結合用のカルモジュリンセロビーズを調製することによって達成されます。次に、タンパク質をカルモジュリンビーズとともにインキュベートします。最後に、カルシウム依存的に結合するタンパク質を溶出させます。最終的に、ウェスタンブロッティング解析を通じて、カルシウムの存在下または不在下でカルモジュリンに結合するタンパク質を示す結果を得ることができます。この手法の、カラムクロマトグラフィーや免疫沈降などの他の既存手法に対する主な利点は、必要となるタンパク質量が少なく、時間も短縮できる点にあります。この方法は、どのようなタンパク質がカルシウム依存的にcow modlinに結合するのか、また、翻訳後修飾がcow modlinへの結合にどのような影響を与えるのかなど、cow modlinシグナリング分野における重要な疑問を解決するのに役立ちます。ビーズのハンドリングステップが不可欠であり、ビーズの再懸濁と回収についての記述は実際に見なければ理解しにくいため、この手法を視覚的に提示することは極めて重要です。組織を準備し、目的の組換えタンパク質を発現するプラスミドを含むウイルスを、均質な注入・器官培養海馬スライスに導入します。本例では、組換えタンパク質としてGFPタグ付きNeuro Grandinを使用します。ウイルス注入後、約12～18時間のオーバーナイトで組織にタンパク質を発現させた後、シャーレに1 mLの解剖バッファーを加えます。インサートに入った培養組織をペトリ皿に移し、メスを用いて、組織が浸るようにインサートに2 mLの解剖バッファーを加えます。逆向きのパスツールピペットでインサート膜から組織を静かに掻き出し、5〜10枚の海馬オルガノタイプ組織切片を回収します。懸濁した組織を1.5 mLマイクロ遠心チューブに移します。次に、サンプルを1500 RCFで1分間遠心分離します。組織を解剖バッファーから分離させるため、上清を吸引して慎重に除きます。その際、ペレットを乱さないように注意してください。使用する各スライスについて、先端を切断した1 mLピペットを用いて組織を30～60 µLのホモジナイズ緩衝液に加え、ペッスルで十分にホモジナイズした後、ホモジナイズ液を元のチューブに戻します。細胞残渣を除去するため、残りのホモジナイズ液を1100 RCFで10分間遠心分離し、ペレットによる混入を避けながら吸引して上清を慎重に回収します。上清の10%をインプットサンプルとして分注します。cal seroビーズの使用準備を行う間、残りの上清は氷上で保存します。その後、各プルダウンにおいて、懸濁させたcal Modlin Seroビーズ4

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マイクロコンタクトプリンティングは、材料の表面にパターンの蛋白質と他の分子に広く使用されています。我々は、ガラス上にフィブロネクチンのパターンをスタンプする、このプロセスの基本的な手順を示します。...

細胞生物学のためのタンパク質のマイクロコンタクトプリンティング

学ぶカルモジュリンプルダウンアッセイによるカルシウム依存的タンパク質相互作用解析法。CaMセファローズビーズを用いてCaM結合タンパク質を効率的に同定し、細胞内シグナル伝達メカニズムを解明する。

プルダウンカルモジュリン結合タンパク質の

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