Receptor kisspeptyny (KISS1R) jest receptorem sprzężonym z białkiem G, uznawanym za wyzwalacz dojrzewania płciowego oraz regulator kompetencji rozrodczych w wieku dorosłym 1,2,3. Mutacje inaktywujące w KISS1R zidentyfikowane u pacjentów zostały powiązane z idiopatycznym hipogonadotropowym hipogonadyzmem (IHH) 1,2 oraz dojrzewaniem przedwczesnym 4. Badania funkcjonalne tych mutantów są kluczowe dla zrozumienia mechanizmów leżących u podstaw regulacji rozrodu przez ten receptor, a także czynników kształtujących przebieg choroby, która wynika z nieprawidłowego sygnalizowania i funkcji KISS1R. Jednakże sekwencja genu KISS1R, charakteryzująca się wysoką zawartością par GC, sprawia, że wprowadzanie mutacji lub amplifikacja genu kodującego ten receptor za pomocą metody PCR jest dość trudna.
W niniejszym opracowaniu opisujemy metodę wprowadzania wybranych mutacji do tej sekwencji o wysokiej zawartości GC, która została z sukcesem wykorzystana w naszym laboratorium do wygenerowania ponad tuzina mutantów KISS1R. Zoptymalizowaliśmy warunki reakcji PCR, aby ułatwić amplifikację szeregu mutantów KISS1R, obejmujących substytucje, delecje lub insercje w sekwencji KISS1R. Szczególnie pomocne w poprawie amplifikacji okazało się dodanie roztworu wzmacniającego PCR oraz niewielkiego procenta DMSO. Ta zoptymalizowana procedura może być użyteczna również w przypadku innych matryc bogatych w GC.
Wektor ekspresyjny kodujący KISS1R jest wykorzystywany do charakterystyki sygnalizacji i funkcji tego receptora w celu zrozumienia, w jaki sposób mutacje mogą zmieniać funkcję KISS1R i prowadzić do związanych z nimi fenotypów rozrodczych. Odpowiednio, potencjalne zastosowania mutantów KISS1R generowanych poprzez mutogenezę celowaną mogą być zilustrowane w wielu badaniach 1,4,5,6,7,8. Na przykład wykazano, że mutacja typu gain-of-function w KISS1R (Arg386Pro), związana z dojrzewaniem przedwczesnym, przedłuża responsywność receptora na stymulację ligandem 4, a także zmienia tempo degradacji KISS1R 9. Co ciekawe, nasze badania wskazują, że KISS1R jest degradowany przez proteasom, w przeciwieństwie do klasycznej degradacji lizosomalnej opisanej dla większości receptorów sprzężonych z białkiem G 9. W przedstawionym tutaj przykładzie degradacja KISS1R jest badana w ludzkich komórkach embrionalnej nerki (HEK-293) przejściowo ekspresujących KISS1R z tagiem Myc (MycKISS1R) i traktowanych inhibitorami proteasomu lub lizosomów. Lizaty komórkowe są immunoprecypitowane przy użyciu przeciwciała anty-myc sprzężonego z agarozą, a następnie analizowane metodą western blot. Detekcja i kwantyfikacja MycKISS1R na blotach jest wykonywana przy użyciu systemu LI-COR Odyssey Infrared System. To podejście może być użyteczne również w badaniu degradacji innych interesujących białek.