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Artigo de método

Perfil de Ubiquitin e Ubiquitin-like Modificações pós-translacionais dependentes e identificação de alterações significativas

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DOI:

10.3791/60402

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7 de novembro de 2019

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Neste artigo

Resumo

Este protocolo visa estabelecer proteomas específicos de ubiquitina (Ub) e ubiquitina (Ubls), a fim de identificar alterações desse tipo de modificações pós-translacional (PTMs), associadas a uma condição específica, como tratamento ou fenótipo.

Resumo

Ubiquitina (ub) e ubiquitina-like (ubl) modificações pós-translacionais dependentes de proteínas desempenham papéis fundamentais de regulamentação biológica dentro da célula, controlando a estabilidade de proteínas, atividade, interações e localização intracelular. Eles permitem que a célula responda aos sinais e se adapte às mudanças em seu ambiente. Alterações nesses mecanismos podem levar a situações patológicas graves, como doenças neurodegenerativas e cânceres. O objetivo da técnica descrita aqui é estabelecer perfis de PTMs dependentes ub/ubls, de forma rápida e precisa, a partir de linhas celulares cultivadas. A comparação de diferentes perfis obtidos de diferentes condições permite a identificação de alterações específicas, como as induzidas por um tratamento, por exemplo. A transdução de células mediadas lentivirais é realizada para criar linhas celulares estáveis expressando uma versão de duas tags (6His e Flag) do modificador (ubiquitina ou um ubl como SUMO1 ou Nedd8). Essas marcas permitem a purificação da ubiquitina e, portanto, de proteínas ubiquitinadas das células. Isso é feito através de um processo de purificação de duas etapas: O primeiro é realizado em condições de desestruturação usando a tag 6His, e o segundo em condições nativas usando a tag Flag. Isso leva a um isolamento altamente específico e puro de proteínas modificadas que são posteriormente identificadas e semiquantificadas por cromatografia líquida seguida saqueade sem espectrometria de massa (LC-MS/MS) tecnologia. A análise de informática fácil dos dados de EM usando o software Excel permite o estabelecimento de perfis PTM eliminando sinais de fundo. Esses perfis são comparados entre cada condição, a fim de identificar alterações específicas que serão estudadas mais especificamente, começando com sua validação por técnicas de bioquímica padrão.

Introdução

O método aqui proposto é dedicado ao estudo de PTMs mediados pelos membros da família ubiquitina de células de mamíferos cultivadas, a fim de identificar potenciais alterações associadas a uma condição específica (tratamento, diferenciação, etc). Os PTMs representam o último passo da regulação das funções das proteínas1. De fato, uma vez produzido pelas máquinas translacionais, a maioria, se não todas as proteínas, passam por diferentes tipos de PTMs que modulam sua atividade, interações moleculares e localização intracelular1. Entre a pletora de PTMs estão os mediados pela família ubiquitinde de proteínas, ubiquitina em....

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Protocolo

1. Geração de linhas celulares estáveis expressando 6His-Flag-Ubl

NOTA: Co-transfecção de células HEK-293T com pCCL-6HF-Ubl, pVSVG e delta-Helper.

  1. Dia 0: Células de sementes 293T em uma placa de 6 poços para obter confluência de 50-70% no dia seguinte.
  2. Dia 1: Co-transfect 50-70% de células confluentbiáticas com uma mistura de 1 μg de pCCL-6HF-Ubl ou pCCL-GFP, 1 μg de pVSVG e 1 μg de vetores delta-Helper, usando um reagente de transfecção e protocolo para produção de lentivírus. Após 6 h de transfecção, alterar o meio para um fresco correspondente às células a serem transduzidos. Sementes as células a serem transduzidas e....

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Resultados

Transdução de células de mamíferos culturais para criar células expressantes GFP e 6HF-Ub
Para produzir lentivírus que serão usados mais tarde para transduzir células MiaPaCa-2, 70% das células de confluentes HEK-293T são co-transfeccionadas com uma quantidade igual dos três vetores, pCCL-6HF-Ubiquitin ou GFP/Delta-Helper/pvSvG. Após 24 h de produção, o meio contendo partículas lentivirais é recuperado e filtrado. É possível neste momento controlar a eficiência da tran.......

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Discussão

Desenvolvemos uma metodologia robusta e confiável para gerar perfis de proteínas modificadas pelos principais membros da família ubiquitina. Na verdade, aplicamos com sucesso esse protocolo para gerar perfis de PTMs por ubiquitina, e também pela SUMO e Nedd8, e para detectar alterações associadas a um tratamento7,em resposta à expressão excessiva ou knockdown de um determinado gene (dados não mostrado) e em células que adquiriram um fenótipo resistente a diversos medicamentos quimioterápicos.

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Divulgações

Os autores não têm nada a divulgar.

Agradecimentos

Este trabalho foi apoiado por La Ligue Contre le Cancer para HV e MS, e a ARC (associação pour la recherche sur le cancer) para PS, INCa (institute national du cancer) e Canceropole PACA to JI. A instalação de espectrometria de massa de Marselha Proteomics (marseille-proteomique.univ-amu.fr) apoiada pela IBISA (Infrastructures Biologie Santé et Agronomie), Plateforme Technologique Aix-Marseille, o Cancéropôle PACA, provence-Alpes-Côte d'Azur Région, o Institut Paoli-Calmettes e o Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
ANTI-FLAG M2 Affinity GelSigma-AldrichA2220-5MLliga todas as proteínas marcadas com Flag
anticorpo anti-Flag M2Sigma-AldrichF3165para detectar a expressão marcada 6His-Flag do filtro de células ub/ubl
40 µ mFalcon352350para remover pellets flutuantes de células lisadas com guanidina
Peptídeo de bandeiraSigma-AldrichF3290elui proteínas marcadas com bandeira de grânulos anti-bandeira
Cloridrato de guanidinaSigma-Aldrich50933agente caotrópico usado para desnaturar todas as proteínas no lisado celular
ImidazolSigma-AldrichI5513elui proteínas de ligação 6His de grânulos Ni-NTA
Lipofectamine 3000ThermoFisherL3000015para transfectar células HEK-293T para produzir lentivírus
Tubos LobindSigma-AldrichZ666491evita a absorção de material precioso
Filtro de Membrana, 0.45 µ mMilliporeHAWP04700F1para filtrar a purificação do supernantante lentiviral
Ni-NTAQiagen30210da etiqueta 6His

Referências

  1. Prabakaran, S., Lippens, G., Steen, H., Gunawardena, J. Post-translational modification: Nature's escape from genetic imprisonment and the basis for dynamic information encoding. Wiley Interdisciplinary Reviews: Systems Biology and Medicine. , (2012).
  2. Hochstrasser, M.

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Reimpressões e permissões

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