단백질 풍부도는 단백질 합성과 단백질 분해 속도를 모두 반영합니다. 이 기사에서는 단세포 진핵생물인 Saccharomyces cerevisiae(발아 효모)의 단백질 분해를 분석하기 위해 cycloheximide chase 후 western blotting을 사용하는 방법을 설명합니다.
단백질 풍부도는 단백질 합성과 단백질 분해 속도를 모두 반영합니다. 이 기사에서는 단세포 진핵생물인 Saccharomyces cerevisiae(발아 효모)의 단백질 분해를 분석하기 위해 cycloheximide chase 후 western blotting을 사용하는 방법을 설명합니다.
단백질 풍부 규제는 거의 모든 세포 과정에 매우 중요합니다. 단백질 풍부 단백질 합성 및 단백질 분해의 속도의 통합을 반영한다. 단백질 풍부한보고 많은 분석은 단백질 수준에서 번역 및 단백질 분해의 상대적인 효과의 차별을 허용하지 않습니다 (예를 들어, 단일 시점 웨스턴 블로 팅, 세포 계측법 형광 현미경, 또는 성장 기반 기자 분석 흐름). 이 문서는 특히 모델 단세포 진핵 생물의 단백질 분해를 분석하는 서양 블롯 다음 사이클로 헥시 미드 체이스의 사용, 사카로 마이 세스 세레 비지에 (신진 효모)에 대해 설명합니다. 이 과정에서, 효모 세포는 번역 억제제 인 사이클로 헥시 미드의 존재 하에서 배양 하였다. 세포의 분액 후 cycloheximide에 첨가 한 다음에 특정 시점에서 즉시 수집된다. 세포를 용해하고, 용 해물은 fo를 폴리 아크릴 아미드 겔 전기 영동에 의해 분리되고각 시점에서 단백질 풍부의 웨스턴 블롯 분석을 r에. 사이클로 헥 체이스 과정은 세포 단백질의 다양한 정상 모집단의 분해 동태 가시화를 허용한다. 절차는 단백질 분해에 대한 유전 적 및 환경 조건의 영향을 조사하기 위하여 사용될 수있다.
단백질은 거의 모든 세포 과정에 중요한 기능을 수행합니다. 많은 생리 학적 과정은 시간 또는 특정 상황에서 정의 된 기간 동안에 특정 단백질 (또는 단백질)의 존재를 필요로한다. 생물 따라서 모니터링 및 세포 요구 한 사항을 충족하기 위해 단백질 풍부를 조절한다. 예를 들어, 사이클린 (세포 분열 제어 단백질)는 세포주기의 특정 단계에 존재하며, 규제 사이클린 레벨의 손실은 악성 종양이 형성과 관련되어있다. 셀룰러 요구를 충족하기 위해 단백질 레벨을 조절하는 것 외에도, 세포는 잘못 폴딩, 조립되지 않은, 또는 기타 비정상적 단백질 분자 (3)을 제거 degradative 품질 제어 메커니즘을 사용한다. 단백질 풍부의 제어는 고분자 합성 (전사 및 번역) 및 분해 (RNA의 부패와 단백질 분해) 모두의 규정을 포함한다. 장애 또는 과도한 단백질 분해 여러 병리에 기여암, 낭포 성 섬유증, 신경 변성 상태, 및 심혈관 질환을 포함 4-8. 단백질 분해 메커니즘은 따라서 질병 9-12의 범위 유망한 치료 목표를 나타냅니다.
하나의 시점에서 단백질의 분석은 합성 또는 분해의 상대적 기여도를 공개하지 않고 정상 상태의 단백질 풍부의 스냅 샷을 제공합니다 (예를 들어, 웨스턴 블롯 (13)에 의해, 세포 계측법 (14), 또는 형광 현미경 (15) 흐름). 유사 성장 기반 리포터 분석은 합성 및 분해 15-20의 영향을 구별하지 않고 오랜 기간 동안 정상 상태의 단백질 수준을 반영한다. 이는 전에 풍부한 비교 및 약리학 보호 자전거를 비활성화하여, 예 degradative기구 (특정 성분을 억제 후, 정상 상태의 단백질 수준 degradative 프로세스의 기여도를 추정 할 수있다asome 21 가정 유전자를 노크는 분해 13)이 필요합니다. degradative 경로를 억제 한 후 정상 상태의 단백질 수준의 변화는 단백질이 풍부 (13)의 제어에 단백질 분해의 기여에 대한 강력한 증거를 제공합니다. 그러나, 그러한 분석은 아직 단백질 회전율의 동역학에 관한 정보를 제공하지 않는다. 웨스턴 블롯 다음 사이클로 헥시 미드 체이스는 연구자들이 시간이 22 ~ 24에 걸쳐 단백질 분해를 시각화 할 수 있도록함으로써 이러한 약점을 극복한다. 사이클로 헥시 미드 체이스 다음과 같은 단백질의 검출은 일반적으로 서쪽 블로 팅, 방사성 동위 원소 및 긴 면역 침전 단계에서 수행되기 때문에 또한, 또한 단백질 분해 (25)를 시각화하기 위해 수행된다 일반적으로 사용되는 펄스 추적 기술, 달리, 사이클로 헥시 미드 체이스 필요하지 않습니다.
사이클로 헥시 미드 먼저 항진균 적절한 가진 화합물로 확인되었다26, 27 griseus의 그램 양성 박테리아 스트렙토 마이 세스 (Streptomyces)에 의해 생성 된 관계. 이것은 특히 리보솜 전위 28-31을 손상하여 진핵 세포질 (그러나 organellar 생략) 번역을 저해하는 세포 투과성 분자이다. 사이클로 헥 체이스 실험에서 사이클로 헥시 미드는 세포에 첨가하고, 세포의 분취 량을 즉시 및 화합물 (22)을 첨가 한 다음에 특정 시점에서 수집된다. 세포를 용해하고, 각 시점에서의 단백질 존재 량은 전형적으로 웨스턴 블롯에 의해 분석된다. 자신 단백질 분해에 기인 할 수있는 사이클로 헥시 미드의 첨가 다음 단백질 풍부 감소한다. 상대적으로 안정적인 단백질이 풍부 작은 변화를 보이는 반면 불안정한 단백질은 시간이 지남에 풍부하게 감소 할 것이다.
선택적 단백질 분해의 메커니즘은 매우 Eukarya에 걸쳐 보존되어있다. 단백질 분해에 대해 알려진 내용의 대부분은 처음에 알게되었다모델 단세포 진핵 생물, 사카로 마이 세스 세레 비지에 (신진 효모) 25,32-36. 효모와 연구는 단백질 분해에 새롭고 중요한 통찰력을 계속 제공 할 가능성이 높다. 단백질 풍부한 웨스턴 블롯 분석 한 다음 효모 세포에 사이클로 헥시 미드 추격하는 방법이 여기에 표시됩니다.
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효모 세포의 1. 성장과 수확
2. 사이클로 헥시 미드 체이스
3. 후 알칼리성 단백질 추출 (16,40에서 수정)
4. 대표 SDS-PAGE 및 웨스턴 블로 팅 절차 (16에서 적응)
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사이클로 헥시 미드 체이스 방법을 설명하기 위해, Deg1 -Sec62의 안정성 (그림 1), 모델 효모 소포체 (ER) -associated 저하 (ERAD) 기판, 42-44을 분석 하였다. ERAD에서 품질 관리 유비퀴틴 리가 아제 효소는 공유 결합 ER 막에 지역화 된 비정상적인 단백질에있는 작은 단백질의 유비퀴틴의 체인을 연결합니다. 이러한 polyubiquitylated 단백질이어서 ER에서 제거되고 테아 큰, 세포질 프로테아제 (45)에 의해 분해된다. 그것은 지속적으로하고 비정상적으로 translocon, 응급실 루멘 또는 막 (43)에 단백질 전위를 용이하게하는 채널을 결합 후 Deg1 -Sec62 단백질은 분해의 대상이된다. 유사하게, 포유 동물의 아포 B, 저밀도 리포 단백질의 단백질 성분은 지속적 ER의 translocon 결합...
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본 논문에서는 단백질 분해의 동력학을 분석하는 방법이 제시된다. 이러한 기술은 용이하게하는 다양한 메커니즘에 의해 열화 된 단백질의 범위에 적용될 수있다. 또한 사이클로 헥 체이스 실험 주어진 단백질의 정상 풀 분해 동역학보고 것이 중요하다. 다른 기술은 단백질의 특정 집단의 분해 동력학을 분석하는데 사용될 수있다. 예를 들어, 초기 폴리 펩타이드의 degradative 운명은 펄스 추적 분석 (55)에 의해 추적 할 수 있습니다. 이러한 실험에서, 초기 단백질 간단히 펄스 - 표지 (예, 방사성 아미노산)이다. (또는 정상 상태의 단백질 풍부의 변화를 반영하지 않을 수도 있습니다) 표지 된 초기 단백질의 풍부한의 변화는 시간이 지남에 따라 추적 할 수있다.
사이클로 헥 체이스 (즉, 최대 2 시간) 상대적으로 짧은 시간 과정 동안 단백질의 안정성을 분석하기에 적합하다. 긴 시간 C 이상ourses (즉, 이...
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저자는 공개할 것이 없습니다.
저자는 지원적이고 열정적인 연구 환경을 제공한 루벤스타인 연구실의 전현직 구성원들에게 감사를 표합니다. 저자는 시약과 전문 지식을 공유해 준 Mark Hochstrasser(예일 대학교)에게 감사를 표합니다. E.M.R.은 단백질의 동역학 분석에 대한 귀중한 전문 지식을 공유해 준 Stefan Kreft(콘스탄츠 대학)와 Jennifer Bruns(피츠버그 대학)에게 감사를 표합니다. 이 연구는 E.M.R.에 대한 National Institutes of Health 보조금(R15 GM111713), E.M.R에 대한 Ball State University ASPiRE 연구상, Sigma Xi의 Ball State University 지부에서 S.M.E.에 대한 연구상, Ball State University 교무처장 사무실 및 생물학과의 자금 지원으로 지원되었습니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
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| Centrifuge 5430 | Eppendorf | 5427 000.216 | 장치와 함께 판매되는 로터에는 1.5 및 2.0ml 마이크로 원심분리기 튜브가 있습니다. 로터는 15 및 50 ml 코니컬 튜브를 수용할 수 있는 로터로 교체 |
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| 1.5-ml 플렉스 튜브, PCR clean, natural microcentrifuge tubes | Eppendorf | 22364120 | 다양한 제조사에서 구할 수 |
| Analog Dri-bath 히터 | Fisher Scientific | 1172011AQ | 두 개의 히터를 사용할 수 있는 것이 좋습니다(하나는 cycloheximide 처리 중 세포 배양용이고 다른 하나는 단백질을 변성시키기 위해 용해물을 끓이기 위한 것임). 또는 30 ° C 수조는 시클로헥시미드가 있는 상태에서 세포를 배양하는 데 사용할 수 있습니다. 열판이 있는 끓는 물 목욕은 단백질을 변성시키는 데 번갈아 사용할 수 있습니다. |
| 12 x 15 ml 코니컬 튜브용 가열 블록 | Fisher Scientific | 11-473-70 | 시클로헥시미드가 있는 상태에서 세포를 배양하는 동안 Dri-Bath Heater와 함께 사용합니다. |
| 20 x 1.5 ml 코니컬 튜브용 가열 블록 | Fisher Scientific | 11-718-9Q | 단백질 변성을 위해 용해물을 끓이기 위해 Dri-Bath Heater와 함께 사용합니다. |
| SDS-PAGE 실행 및 전송 장치, 전원 공급 장치 및 이미징 장비 또는 SDS-PAGE 및 멤브레인 | 실험실 및 애플리케이션에 따라 다름 | ||
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| 1차 항체 (e. Phosphoglycerate Kinase (Pgk1) 단클론 항체, 마우스 (클론 22C5D8))Life | Technologies | 459250 | 실험실 및 애플리케이션에 따라 다릅니다 |
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