$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Kinazy białkowe są kluczowymi składnikami kaskad transdukcji sygnału. Fosforylacja białek substratowych przez te enzymy wywołuje reakcje biologiczne, które regulują krytyczne zdarzenia kontrolujące między innymi podział, metabolizm i różnicowanie komórek. CK2 to wszechobecna, kwasofilna kinaza serynowo-treoninowa, która jest konserwowana od drożdży do ludzi i która odgrywa ważną rolę w wielu procesach komórkowych, od regulacji transkrypcji po progresję cyklu komórkowego do apoptozy1,2,3. Enzym jest heterotetramerem złożonym z dwóch katalitycznych podjednostek α (lub α') i dwóch podjednostek regulatorowych β4. Oprócz tego, że jest wysoce plejotropowy, CK2 wykazuje dwie inne niezwykłe cechy, które komplikują jego analizę, a mianowicie aktywność konstytutywną5 i specyficzność podwójnego kosubstratu6. Ta ostatnia właściwość nadaje CK2 zdolność do wykorzystywania GTP, a także ATP do fosforylacji białek substratowych.
Genetyczna delecja podjednostek katalitycznych lub regulatorowych CK2 u myszy powoduje śmiertelność embrionalną, co wskazuje, że odgrywa ona kluczową rolę podczas rozwoju i organogenezy7,8. CK2 ulega również nadekspresji w kilku typach raka, a zatem stanowi obiecujący cel terapeutyczny9,10,11. Rzeczywiście, specyficzne inhibitory, które celują w aktywność kinazy CK2, są obecnie badane w tym celu12,13,14. Chociaż hamowanie CK2 jest realną opcją, biorąc pod uwagę jego plejotropowy charakter, alternatywnym i być może bardziej racjonalnym podejściem byłoby celowanie w krytyczne substraty CK2, które leżą u podstaw progresji niektórych nowotworów. W związku z tym kompleksowa identyfikacja i charakterystyka białek substratowych CK2 byłaby istotna dla wyjaśnienia specyficznych funkcji tej kinazy w określonej tkance lub typie nowotworu.
Tutaj opisujemy wszechstronną metodę biochemiczną do identyfikacji substratów CK2 ze złożonej próbki biologicznej, takiej jak lizat komórkowy lub tkankowy. Protokół ten wykorzystuje swoistość CK2 dla podwójnego kosubstratu przy użyciu analogu GTP GTPγS (5'-[γ-tio]trifosforanu guanozyny), którego inne kinazy endogenne nie mogą wykorzystać. To skutecznie pozwala kinazie "oznaczyć" swoje substraty w tej próbce w celu późniejszej izolacji i identyfikacji.