1. Zasoby do oczyszczania kinaz i ogólny rurociąg immunoprecypitacji
UWAGA: Kinazy do użycia z tym testem mogą być pozyskiwane z immunoprecypitatów hodowanych komórek lub za pomocą środków rekombinowanych, takich jak oczyszczanie z tagiem powinowactwa6. Poniżej znajduje się ogólny protokół immunoprecypitacji oznaczonej flagą, który może wymagać modyfikacji w zależności od kinazy będącej przedmiotem zainteresowania. Jeśli to możliwe, wszystko powinno być trzymane na lodzie.
- Dodać 2 μl przeciwciała 1 mg/ml do 200 μl lizatów komórkowych (zwykle ~1 mg/ml całkowitego stężenia białka) i inkubować w temperaturze 4 °C przez 1 godzinę podczas kołysania.
- Przemyć kulki sefarozy białka A 2-3 razy buforem do lizy (patrz poniżej), krótko wirując w temperaturze 4 °C przez 30 s do 1 minuty przy 5 000 x g ("wirowanie dotykowe"), usuwając supernatant pipetą i ponownie umieszczając kulki w buforze.
- Przygotuj bufor do lizy: 50 mM HEPES pH 7,7, 150 mM NaCl, 1,5 mM MgCl2, 1 mM EGTA, 10% glicerol, 0,2 mM ortowanadan sodu, 100 mM fluorek sodu, 50 mM β-glicerofosforan, 0,1% Triton X 100 lub 0,1% NP-40.
- Dodać 30 μl 50% zawiesiny białka A sefarozy w buforze do lizy do lizaty; inkubować w temperaturze 4 °C przez 1 godzinę podczas kołysania.
- Odwirować w temperaturze 4 °C, aby obrać granulki i usunąć supernatant.
- Przemyć 3 razy 1 ml buforu do płukania kulek (1 M NaCl, 20 mM Tris pH 7,4).
- Przemyć raz 1x buforem reakcyjnym kinazy (10 mM HEPES pH 8,0, 10 mM MgCl2). Usuń jak najwięcej bufora bez usuwania koralików.
2. Inicjalizacja reakcji kinazy
UWAGA: Dla testów kinazy IP, ~15 μL niezawieszonych kulek to typowa próbka wyjściowa. W przypadku testów rekombinowanej kinazy białkowej typowe ilości wyjściowe wahają się od 0,1-1,0 μg w 1-10 dla 25-50 μl końcowych objętości reakcji. Dostosuj objętość rekombinowanych próbek białek tak, aby była równa buforowi, w którym są przechowywane, przed inicjalizacją testu. W przypadku stosowania dużych ilości kinazy należy dołączyć białko nośnikowe, takie jak BSA, aby pomóc w utrzymaniu stabilności białka przez cały czas trwania testu.
- Przygotuj 5-krotny bufor reakcyjny kinazy podany poniżej:
50 mM HEPES pH 8,0
50 mM MgCl2
50 mM Benzamidyna (inhibitor proteazy)
50 mM DTT (środek redukcyjny)
250 μM ATP (nieoznakowane lub "zimne")
- Próbki kinaz należy przechowywać na lodzie w probówkach o pojemności 1,5 ml. Przygotować następującą mieszaninę reakcyjną w oddzielnych, schłodzonych probówkach o pojemności 1,5 ml:
21 μL H2O
6 μL 5x bufor reakcyjny kinazy
1 μl znakowanego radioizotopowo ("gorącego") ATP
2 μL substratu (~5 mg/mL)
UWAGA: W przypadku testów kinaz rekombinowanych objętość można dostosować, aby pomieścić oczyszczone białko. Obliczyć tak, aby końcowa objętość reakcji wynosiła 30 μl. Użyj tego przepisu, aby przygotować mieszankę wzorcową. Po otrzymaniu znakowanego ATP rozcieńczyć materiał wH2Odo określonej aktywności 0,01 mCi/μL przed dodaniem do mieszaniny reakcyjnej.
- Aby zainicjować test, dodać całą mieszaninę reakcyjną do próbki kinazy i inkubować reakcję w temperaturze 30 °C przez 5 minut do 1 godziny, w zależności od aktywności oznaczanej kinazy.
UWAGA: Podczas pracy z kinazą, której aktywność nie została wcześniej oznaczona, należy wykonać przebieg czasowy aktywności kinazy z 5-minutowymi przerwami między punktami czasowymi.
3. Zakończenie reakcji i SDS-PAGE
- Zatrzymaj reakcję, umieszczając ją na lodzie i dodając 7,5 μl 5x bufor próbki Laemmli 6.
- Podgrzewać w temperaturze 100 °C przez 30 s do 2 minut w bloku grzewczym.
- Odwiruj dotykowo i załaduj 20 μl na studzienkę 10-15% żelu SDS-PAGE. Uruchom żel wystarczająco długo, aby oddzielić kinazę i substrat (zwykle 1 godzinę przy stałej mocy 5 W) Upewnij się, że aparat żelowy jest ekranowany, aby ograniczyć ekspozycję do 32P.
- Tutaj użyj domowych aparatów żelowych, ale standardowe dostępne na rynku mini-żele są doskonale odpowiednie. Użyj wymiarów w następujący sposób:
Żele: 8 cm szerokości, 5,5 cm długości (rozdzielcze), grubość 1,5 mm.
Grzebienie: 15 dołków, grubość 1,5 mm, szerokość 2,9 mm, głębokość 16 mm
4. Barwienie i suszenie żelu
Uwaga: Dla wszystkich kroków upewnij się, że zmniejszysz osobiste narażenie na 32P poprzez użycie radioaktywnego ekranu i noszenie osobistego sprzętu ochronnego. Aby uzyskać więcej informacji na temat konkretnych kroków, dołączono kilka pomocnych odniesień.
- Usuń żel ze szklanych płytek / tlenku glinu i umieść w 50 ml barwnika Coomassie (10% lodowatego kwasu octowego, 50% metanolu, 0,25% barwnika R-250) na 1 godzinę na wytrząsarce orbitalnej ustawionej na 50 obr./min. Do tego kroku użyj pojemnika, który jest nieco większy niż sam żel. 8
- Przenieś żel z plamy do roztworu utrwalającego (10% lodowatego kwasu octowego, 20% metanolu) w celu odbarwienia. Ubijaj żel w 600-700 ml roztworu utrwalającego przez noc na wytrząsarce orbitalnej z prędkością 50 obr./min. Umieść kawałki pianki lub zawiązanych chusteczek laboratoryjnych w pojemniku z żelem, aby wchłonąć barwnik Coomassie 8,9.
- Usuń żel z roztworu utrwalającego i moczyć w 200 ml metanolu przez 1-2 minuty, delikatnie mieszając, aż żel zmieni kolor na mlecznobiały. Pomoże to zapobiec pękaniu na etapie suszenia.
- Zwilż kawałek wysokiej jakości bibuły filtracyjnej o wymiarach 14 cm x 14 cm metanolem i umieść na suszarce próżniowej z żelem do płyt. Połóż żel na bibule filtracyjnej z przodu skierowaną do góry.
- Ostrożnie przykryj żel folią, aby uniknąć zmarszczek i pęcherzyków powietrza. Uruchom suszarkę na 1,5 godziny w temperaturze 80 °C. Po osiągnięciu próżni otwórz pokrywę i w razie potrzeby rozwałkuj wszelkie pęcherzyki powietrza za pomocą miękkiej gumowej ściernicy.
5. Autoradiogram i zliczenia scyntylacyjne
- Usuń zaschnięty żel i przymocuj marker autorad, fosforyzującą linijkę lub kropki do bibuły filtracyjnej z boku żelu. Jeśli używasz kropek, upewnij się, że są one w asymetrycznym wzorze. Spowoduje to wyrównanie żelu z filmem po naświetleniu i wywołaniu.
- Użyj licznika Geigera, aby sprawdzić intensywność sygnału. W przypadku słabszych sygnałów ekspozycja w temperaturze od -70 °C do -80 °C z ekranem intensyfikującym zwiększy gęstość pasma filmu.
- W ciemnym pomieszczeniu umieść wysuszony żel w kasecie filmowej z folią i ekranem intensyfikującym w następującej kolejności od góry do dołu: żel, folia, ekran intensyfikujący.
- Przymocuj sitko intensyfikujące do pokrywy kasety i przyklej żel taśmą, aby ułatwić ten krok. Ekran intensyfikujący emituje światło, gdy jest naświetlany przez cząstki beta z 32P. Te emisje światła wnikają w folię skuteczniej niż cząstki beta.
- Upewnij się, że długość fali emitowanej z ekranu intensyfikującego odpowiada długości fali, na którą film jest najbardziej wrażliwy.
- Użyj licznika Geigera, aby określić, na jak długo należy pozostawić ekspozycję: jeśli liczba cpm wynosi ~100 lub mniej, spróbuj przez noc w temperaturze -70 °C. Jeśli liczba wynosi ~10 000, zacznij od 1-godzinnej ekspozycji i od tego momentu optymalizuj.
- Po zakończeniu naświetlania usuń film i wywołaj w procesorze filmów medycznych/rentgenowskich. Jeśli naświetlanie przeprowadzono w temperaturze od -70 do -80 °C, pozwól kasecie ogrzać się do temperatury pokojowej, aby zminimalizować kondensację na kliszy, lub usuń film bezpośrednio przed utworzeniem kondensacji10.
- Połóż folię na wysuszonym żelu/bibule filtracyjnej i wyrównaj obraz markera/kropek z markerami/kropkami na wysuszonym żelu. Zaznacz na folii prążki odpowiadające wzorcom białka. Oznacz wzorce białek i pasy, w których występują reakcje, aby móc z nich skorzystać w przyszłości.
- Usunąć z żelu pasma odpowiadające pasmom będącym przedmiotem zainteresowania na folii i umieścić je w fiolkach scyntylacyjnych o pojemności 7 ml. Dodaj 4 ml płynu scyntylacyjnego i policz za pomocą licznika scyntylacji cieczy. Upewnij się, że licznik jest ustawiony na monitorowanie prawidłowego okna widma energii dla 32P.
UWAGA: Pamiętaj również, aby wyciąć pasmo odpowiadające substratowi z pasa kontroli bez kinazy. Zostanie to wykorzystane do obliczenia promieniowania tła, które zostanie odjęte od wszystkich zliczeń scyntylacyjnych próbki.
6. Analiza wyników
UWAGA: Autoradiogram dostarcza jakościowej wizualizacji wyników. W celu dokładnego określenia ilościowego można zmierzyć inkorporację 32P za pomocą licznika scyntylacyjnego. Dane są zwykle wyrażane w kategoriach względnej aktywności, jak pokazano na rysunku 1B. Tak długo, jak utrzymywane są jednolite warunki dla wszystkich próbek, względne pomiary specyficznej aktywności są wystarczające do porównania zabiegów.
- Obliczając bezwzględne wartości aktywności właściwej, należy przeprowadzić rygorystyczną optymalizację wszystkich warunków reakcji, w tym stężeń kinazy, substratu i zimnego ATP, w celu zapewnienia liniowego zakresu aktywności w czasie (np. 2 x [kinaza] = 2 x aktywność właściwa). W przypadku kinaz o wysokiej aktywności właściwej należy wykonać testy ze zwiększonym stężeniem substratu w przypadku, gdy aktywność kinazy jest ograniczona przez ilość substratu.
- Obliczyć aktywność właściwą kinazy będącej przedmiotem zainteresowania w jednostkach nanomoli fosforanu przenoszonego na minutę na kinazę mg.
- Odejmij puste miejsca od cpm w zliczonych pasmach.
- Oblicz rozpad gorącego ATP: [(1/2)^(t / t1/2)] x 0,95 gdzie t to liczba dni od daty referencyjnej (powinna być podana przez dostawcę), t1/2 to okres półtrwania 32P, który wynosi 14,3 dnia, a 0,95 odzwierciedla wydajność licznika scyntylacyjnego. Przykład: jeśli używasz gorącego ATP, który ma 28 dni, wartość rozpadu powinna wynosić 0,245.
- Obliczyć pikole (pmol) całkowitego ATP w teście (zwykle jest to równe ilości zimnego ATP w reakcji): objętość testu (μL) x [zimne ATP] (μM) = całkowite ATP (pmols). Przykład: 30 μL x 50 μM = 1500 pmol
- Obliczać cpm/pmol ATP: [μL gorącego ATP x (2,2 x 107) x współczynnik rozpadu]/ pmol zimnego ATP.
UWAGA: Wartość 2,2 x 107 konwertuje 0,01 mCi/μL ATP na cpm.
- Obliczyć ilość kinazy w teście w mg. Zarówno w przypadku kinazy rekombinowanej, jak i kinaz immunoprecypitowanych, do określenia stężeń wyjściowych odpowiednie są standardowe metody, takie jak testy BCA. Przykład: wtERK2 0,0002 μg/μL w reakcji kinazy 50 μL wynosi 0,01 μg, czyli 1 x 10-5 mg.
- Oblicz całkowitą cpm w teście. Zebrać 30 μl reakcji i przeprowadzić 20 μl z każdej reakcji na żelu. Pomnóż zliczoną wartość cpm (po odjęciu ślepej próby) przez współczynnik całkowitej objętości testu/objętości załadowanego testu. Kontynuując powyższy przykład, pomnóż wszystkie liczby przez 1,5 lub 30/20.
- Obliczyć aktywność specyficzną badanej kinazy:
Całkowity cpm w teście)/(cpm/pmol ATP)/(czas testu w minutach)/(ilość kinazy w mg)
UWAGA: Podzielenie powyższej wartości przez 1,000 daje aktywność właściwą w nanomolach/minutę/mg
- Oblicz, ile moli fosforanu jest włączonych do substratu (o ile znana jest jego masa cząsteczkowa). Służy to do określenia liczby fosfozytów w danym białku po zakończeniu reakcji.
Całkowita cpm w teście)/(cpm/pmol ATP)]/(ilość substratu w pmols)