Modificatie van eiwitten met ubiquitine en ubiquitine-achtige moleculen (UBLS) vertegenwoordigt een expansieve biochemisch systeem dat diverse biologische pathways en stress reacties regelt. De covalente binding van UBLS hun doeleiwitten kunnen verschillende uitkomsten regelen van de stabiliteit, lokalisatie, functie of interactoom van het substraat 1. De enzymatische stappen onderliggende UBL modificatie werden voor het eerst vastgesteld voor ubiquitine, en nu dienen als een paradigma voor modificatie met de meeste UBLS, met inbegrip van SUMO, NEDD8, ISG15 en FAT10. Voor wijzigingen voordoen, worden de carboxylaat groep BMW diglycine motief eerst geactiveerd door een E1 activerend enzym een hoge energie-thiol dat wordt overgebracht naar de actieve plaats van een cysteïne E2 conjugerend enzym vormen. De E2 vervolgens interactie met een substraat gebonden E3 ligase overdracht van BMW bemiddelen op (meestal) een doelstelling lysinerest tot een vertakte keten (isopeptide) hefinrichting 2. Opeenvolgende ronden van modificatie kunnen ondergaan isopeptide ketens bouwen op het substraat, die voor ubiquitine kan plaatsvinden via elk van de zeven lysines of door de N-terminale methionine lineaire ubiquitine ketens maken. Deze wijzigingen vormen discrete topologieën met diverse doeleinden, zoals het creëren van nieuwe interactie motieven en targeting eiwitten voor degradatie voorafgaand aan UBL verwijdering door gespecialiseerde proteasen. Bij ubiquitine er twee enzymen E1, E2 30-40 conjugeren enzymen, ten minste 600 E3 ligasen en ongeveer 100 deubiquitylating enzymen (DUBS). Terwijl de paden zijn minder expansief voor de andere 10 of zo UBLS, de complexiteit van het geheel ubiquitome biedt enorme diversiteit in de biologische uitkomst van een bepaald UBL modificatie. Echter, terwijl de grote vooruitgang in de UBL biologie zijn gemaakt, de precieze cellulaire rollen van de meerderheid van deze ubiquitome componenten onbekend blijven.
Het gebruik van korte interfering RNA (siRNA's) is ontstaan als een krachtig instrument reverse genetica vanwege het vermogen van siRNAs specifiek gericht cellulaire mRNA voor vernietiging, waardoor de rol van individuele genen in verschillende biologische 3 contexten worden onderzocht. Hele genoom schermen zijn gebruikt om nieuwe regulatoren van vele cellulaire processen te identificeren en te valideren, en een schat aan bruikbare gegevens toegankelijk zijn voor de bredere wetenschappelijke gemeenschap hebben gecreëerd. Echter, terwijl de hele genoom schermen hebben bewezen zeer nuttig, gerichte schermen worden steeds populairder omdat ze goedkoper, sneller, betrekken minder data management en rapportering uitsluitend betrekking op de leden van het genoom waarin de onderzoeker is het meest geïnteresseerd. Daarom beter begrijpen welke cellulaire processen UBL familie componenten betrokken bij hebben wij een humane bibliotheek siRNA gericht alle bekende en voorspelde elementen van de ubiquitome samengesteld. Dit omvat de UBLS, E1 activerende enzymen, E2 conjugerendeenzymen, E3 ligasen, ubiquitine-bindend domein (UBD)-bevattende eiwitten en dubs. Deze bibliotheek kan worden gebruikt voor het screenen tegen een groot aantal reporter cellijnen van verschillende biologische problemen, waardoor de onpartijdige identificatie van nieuwe BMW onderdelen voor deze routes.
Het volgende protocol wordt beschreven hoe u een strenge gerichte siRNA ubiquitome scherm om nieuwe regelaars van het HIF1a-afhankelijke respons op hypoxie identificeren voeren. Onder normale zuurstofspanning, HIF1a is onderworpen aan prolyl hydroxylering die ervoor zorgt dat het wordt erkend en gericht voor degradatie door het Von Hippel Lindau (VHL) E3 ligase complex 4. Hypoxie remt prolyl hydroxylering leiden tot de stabilisatie van HIF1a en de daaropvolgende binding aan hypoxie respons elementen (hres) om genexpressie. Hier beschrijven we een scherm met U20S osteosarcoomcellen stabiel tot expressie vuurvlieg luciferase onder controle van drie tandem kopieën van de Hypoxia Response Element (U20S-HRE cellen) 5. Dit protocol kan worden aangepast voor elke biologische weg als een robuust aflezing van reporter activiteit haalbaar en kan worden gekoppeld met positieve en negatieve controles.