Настоящее исследование описывает простой способ обнаружения эндогенными уровнями Rab10 фосфорилирования лейцин богатые повторить киназа 2.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Настоящее исследование описывает простой способ обнаружения эндогенными уровнями Rab10 фосфорилирования лейцин богатые повторить киназа 2.
Мутации в лейцин богатые повторить киназа 2 (LRRK2) было показано, связана с семейной болезни Паркинсона (УЗС). Так как ненормальной активации киназы деятельности LRRK2 был вовлечен в патогенезе PD, важно разработать метод оценки физиологические уровни активности протеинкиназы LRRK2. Недавние исследования показали, что LRRK2 фосфорилирует членов семьи ГТФазы Rab, включая Rab10, в физиологических условиях. Хотя фосфорилирование эндогенного Rab10, LRRK2 культивируемых клеток могут быть обнаружены по масс-спектрометрии, это было трудно его обнаружить, immunoblotting из-за плохой чувствительности имеющихся в настоящее время фосфорилирования специфические антитела для Rab10. Здесь мы опишем простой метод обнаружения эндогенными уровнями Rab10 фосфорилирования, LRRK2 основан на immunoblotting, используя натрия Додециловый электрофорез геля полиакриламида сульфата (SDS-PAGE) в сочетании с фосфат привязки тег (P-), который Это N-(5-(2-aminoethylcarbamoyl)pyridin-2-ylmetyl) -N,N',N'- трис (пиридин-2-yl-метил) - 1,3 - diaminopropan-2-ол. Настоящий Протокол не только представляет собой пример использования тега P методологии, но также позволяет провести оценку как мутации также, как ингибитор лечения/администрация или любые другие факторы изменяют течению сигнализации LRRK2 в клетках и тканях .
PD-один из наиболее распространенных нейродегенеративных заболеваний, преимущественно затрагивающих дофаминергических нейронов мозга, что приводит к дисфункции Мотор систем в пожилых людей1. В то время как большинство пациентов развивается PD в виде спорадических, есть семьи, наследования заболевания. Увязываться с FPD2были найдены мутации в нескольких генов. Один из причинных генов для FPD является LRRK2, в котором восемь Миссенс-мутации (N1437H, R1441C/G/H/S, Y1699C, G2019S и I2020T) связан с преимущественно унаследованные FPD называется PARK8 пока не сообщил3,4,5. Несколько исследований генома всей ассоциации (GWAS) спорадические PD пациентов выявили также геномной вариации в локусе LRRK2 как фактор риска для PD, предполагая, что ненормальности в функции LRRK2 является распространенной причиной нейродегенеративные в обоих спорадические и PARK8 FPD6,,78.
LRRK2 — это большой белок (2527 аминокислоты) состоящий из лейцин богатые домен, GTP-привязки РАН сложных белков (ROC) домена, C-терминал домена, домен киназы протеина Серин/треонин и WD40 домен9ROC (кор). Восемь мутации FPD найти в этих функциональных областях; N1437H и R1441C/G/H/S в домене ROC, Y1699C в домене COR, G2019S и I2020T в домене киназы. Так как мутация G2019S, который наиболее часто встречается мутации в PD пациентов10,11,12, увеличивает активность протеинкиназы LRRK2 на 2-3 раза в vitro13, можно предположить что аномальное увеличение фосфорилирование LRRK2 substrate(s) является токсичным для нейронов. Однако это было невозможно изучить ли фосфорилирование физиологически соответствующих LRRK2 субстратов изменяется в семейной/спорадические PD пациентов из-за отсутствия методов оценки пациентом производных выборок.
Фосфорилирование белков определяется как правило immunoblotting или энзим соединенный assay иммуносорбента (ELISA) с использованием антител, конкретно признавая фосфорилированных состояние белков или масс-спектрометрических анализа. Однако бывший стратегии иногда нельзя применить из-за трудностей в создании фосфорилирования специфические антитела. Метаболические маркировки клеток с радиоактивными фосфатов является еще одним вариантом для изучения физиологических уровней фосфорилирования, когда фосфорилирования специфические антитела не доступны. Однако он требует большого объема радиоактивных материалов и поэтому включает в себя некоторые специализированное оборудование для радиационной14. Масс-спектрометрических анализ является более чувствительными по сравнению с этим иммунохимические методы и стал популярен в анализе фосфорилирование белков. Однако подготовка образца является длительным, и дорогих инструментов, необходимых для анализа.
Подмножество Rab ГТФазы семьи, включая Rab10 и Rab8 недавно было сообщено как прямым физиологическим субстраты для LRRK2 основанный на результатах анализа крупномасштабных phosphoproteomic15. Затем мы показали, что фосфорилирование Rab10 была увеличена на FPD мутации в мыши эмбриональных фибробластов и легкие knockin мышей16. В настоящем докладе, мы решили использовать электрофорез геля полиакриламида сульфата натрия Додециловый (SDS-PAGE)-на основе метода, в котором молекулы тега P совместно полимеризованной на гелях SDS-PAGE (P-тег SDS-PAGE) для обнаружения эндогенными уровнями фосфорилирование Rab10, потому что высокочувствительный антител специфических для фосфорилированных Rab10 по-прежнему отсутствует. Мы не смогли обнаружить фосфорилирование эндогенного Rab8 за счет бедных избирательности в настоящее время антител для всего Rab8. Поэтому мы решили сосредоточиться на Rab10 фосфорилирования. LRRK2 фосфорилирует Rab10 в Thr73 поиске в середине региона весьма сохраняется «переключатель II». Высокая сохранения фосфорилирование сайтов среди Rab-белков может быть одной из причин, почему phosphospecific антител, признавая различные белки раб трудно сделать.
Фосфорилирование Rab8A, LRRK2 ингибирует связывание Rabin8 фактор обменом нуклеотида гуанина (ГЭФ) который активирует Rab8A путем обмена связанный ВВП с GTP15. Фосфорилирование Rab10 и Rab8A, LRRK2 также ингибирует связывание ВВП диссоциации ингибиторов (GDIs), которые необходимы для активации Rab-белков путем извлечения ВВП прыгните Rab-белков из мембраны15. Коллективно можно предположить, что фосфорилирование белков раб, LRRK2 предотвращает их от активации, хотя точный молекулярный механизм и физиологические последствия фосфорилирование остаются неясными.
P-тег SDS-PAGE была изобретена Киносита et al. в 2006 году: В этом методе, акриламид ковалентно наряду с тега P, молекулы захвата фосфатов с высоким сродством, который Сополимеризованная в SDS-PAGE гели17. Потому, что молекулы P-тега в виде геля SDS-PAGE выборочно ретард электрофоретической подвижности фосфорилированных белков, тег P SDS-PAGE можно отделить фосфорилированных белки от не phosphorylated из них (рис. 1). Если протеин интереса фосфорилированных на нескольких остатков, лестница полос, соответствующий дифференциально фосфорилированных формы будет соблюдаться. В случае Rab10 мы наблюдаем только одна группа смещается, указав, что Rab10 фосфорилированных только на Thr73. Основным преимуществом тега P SDS-PAGE над immunoblotting с фосфорилированием специфические антитела является, что фосфорилированных Rab10 могут быть обнаружены путем immunoblotting с не фосфорилирования специфические антитела (т.е., узнавая всего Rab10) После перевода на мембраны, который как правило более конкретными, чувствительной и доступны из коммерческих/академических источников. Еще одно преимущество использования тега P SDS-PAGE, что можно получить приблизительную оценку стехиометрии фосфорилирование, который невозможно путем immunoblotting с фосфорилированием специфические антитела или маркировки метаболизм клеток с радиоактивными фосфаты.
Помимо использования недорогой тега P акриламида и некоторые незначительные изменения, связанные с ним нынешний метод для обнаружения Rab10 фосфорилирования, LRRK2 следует общий протокол immunoblotting.Таким образом его следует просто и легко исполняемый в любой лаборатории, где immunoblotting является обычной практикой, с любыми типами образцов, включая очищенные белки, lysates клетки и ткани гомогенатах.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. Пробоподготовка для тега P SDS-страницы
2. кастинг гели для тега P SDS-страницы
Примечание: Гели следует в тот же день, как работает гели. Гели могут быть сделаны при условиях окружающего освещения.
3. SDS-PAGE и Immunoblotting
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Гиперэкспрессия системы: Фосфорилирование ха Rab10, 3 × флаг LRRK2 в HEK293 клетки:
HEK293 клетки были transfected с 0,266 мкг одичал тип и 1.066 мкг ха-Rab10 3 × флаг-LRRK2 (одичал типа, киназы неактивные мутант (K1906M), или FPD мутантов). Фосфорилирование Rab10 был рассмотрен тега P SDS-PAGE следуют immunoblotting, с помощью анти-Ха антитела (рис. 2). 10 мкг белка были запущены на 10% гель (80 x 100...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Здесь мы описываем снисходительный и надежный метод обнаружения Rab10 фосфорилирования, LRRK2 на эндогенных уровнях на основе методологии P-тегов. Потому что в настоящее время антитела против фосфорилированных Rab10 работает только с гиперэкспрессия белка15, нынешнего метода, используя тег P SDS-PAGE является единственным способом для оценки эндогенными уровнями Rab10 фосфорилирования. Кроме того нынешний метод позволяет оценки стехиометрии фосфорилирование Rab10 в клетках. Поскольку методология P...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы не имеют ничего сообщать.
Мы благодарим д-р Такэси Iwatsubo (Токийский университет, Япония) за любезно предоставление плазмид, кодирование 3xFLAG-LRRK2 WT и мутантов. Мы также благодарим д-р Дарио Алесси (Университет Данди, Великобритания) за любезно MLi-2 и плазмиды, кодирование ха-Rab10. Эта работа была поддержана японского общества для поощрения науки (JSP) KAKENHI Грант номер JP17K08265 (г.и.).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| <сильно>Реагенты | |||
| Дульбекко фосфатно-солевой буферный раствор (DPBS) | домашнего производства | 150 мМ NaCl, 8 мМ Na<суб>2HPO<суб>4-12H<суб>2О, 2,7 мМ KCl, 1,5 мМ KH2PO4 in MilliQ воды и стерилизованный автоклавированием | |
| хлорида натрия | Nacalai Теске | 31320-34 | |
| Натрия динатрия гидрогенфосфат 12-водный | Wako | 196-02835 | |
| Хлорид калия | Wako | 163-03545 | |
| Калия дигидрофосфат | Wako | 169-04245 | |
| 2,5% трипсин (10X) | Sigma-Aldrich | T4549 | Разбавить в 10 раз стерильным DPBS для приготовления рабочего раствора |
| Модифицированная среда от Dulbecco (DMEM) | Wako | 044-29765 | |
| Фетальная бычья сыворотка | BioWest | S1560 | Термоинактивированная при 56 ° C за 30 мин |
| Пенициллин-стрептомицин (100X) | Wako | 168-23191 | |
| HEPES | Wako | 342-01375 | |
| Гидроксид натрия | Wako | 198-13765 | |
| Полиэтиленимин HCl MAX, Linear, Mw 40,000 (PEI MAX 40000) | PolySciences, Inc. | 24765-1 | Стоковый раствор готовили в 20 мМ HEPES-NaOH pH 7,0 при 1 мг/мл и затем доводили pH до 7,0 с помощью NaOH |
| Dimethylsulfoxide | Wako | 045-28335 | |
| Tris | STAR | RSP-THA500G | |
| соляной кислоты | Wako | 080-01066 | |
| полиоксиэтилен(10) октилфенилового эфира | Wako | 160-24751 | в эквиваленте Triton X-100 |
| Этиленгликоль-бис(2-аминоэтиловый эфир)-N,N,N',N'-тетрауксусная кислота (EGTA) | Wako | 346-01312 | |
| Ортванадат натрия(V) | Wako | 198-09752 | |
| Фторид натрия | Kanto Chemical | 37174-20 | |
| &бета;-Глицерофосфорная кислота Динатриевая соль пентагидрат | Nacalai Tesque | 17103-82 | |
| Sodium пирофосфатдекагидрат | Kokusan Chemical 2113899 | ||
| Microcystin-LR | Wako | 136-12241 | |
| Сахароза | Wako | 196-00015 | |
| Полный коктейль ингибиторов протеазы без ЭДТА | Roche | 11873580001 | Растворите одну таблетку в 1 мл воды, которую можно хранить при температуре -20 °°; C в течение месяца. Используйте его в разведении 1:50 для лизиса клеток |
| Pierce Coomassie (Bradford) Набор для анализа белка | Thermo Fisher Scientific | 23200 | |
| Додецилсульфат натрия | Nacalai Tesque | 31607-65 | |
| Глицерин | Wako | 075-00616 | |
| Бромфенол синий | Wako | 021-02911 | |
| β-меркаптоэтанол | Kanto Chemical | 25099-00 | |
| Этанол | Wako | 056-06967 | |
| Метанол | Wako | 136-01837 | |
| Фосфатсвязывающий акриламид | Wako | AAL-107 | P-tag акриламид |
| 40% (w/v) раствор акриламида | Nacalai Tesque | 06119-45 | Акриламид:Bis = 29:1 |
| Тетраметилэтилендиамин (TEMED) | Nacalai Tesque | 33401-72 | |
| Персульфат аммония (APS) | Wako | 016-08021 | 10% (мас./об.) раствор готовили путем растворения порошка персульфата аммония в воде MilliQ |
| 2-пропанол | Wako | 166-04831 | |
| Тетрагидрат хлорида марганца | Sigma-Aldrich | M3634 | |
| Precision Plus Protein Prestained Standard | Bio-Rad | 1610374, 1610373, 1610377 | Маркер молекулярной массы, используемый в протоколе |
| WIDE-VIEW Prestained Protein Size Marker III | Wako | 230-02461 | |
| Glycine | Nacalai Tesque | 17109-64 | |
| Amersham Protran NC 0.45 | GE Healthcare | 10600007 | Нитроцеллюлозная мембрана |
| Durapore Мембранный фильтр | EMD Millipore | GVHP00010 | PVDF мембрана |
| Фильтровальная бумага No1 | Advantec | 00013600 | |
| Ponceau S | Nacalai Tesque | 28322-72 | |
| Уксусная кислота | Wako | 017-00251 | |
| Tween-20 | Sigma-Aldrich | P1379 | полиоксиэтиленорбитан монолаурат |
| этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА) | Wako | 345-01865 | |
| Сухое обезжиренное молоко | Difco Laboratories | 232100 | |
| Immunostar | Wako | 291-55203 | ECL раствор (нормальная чувствительность) |
| Immunostar LD Wako | 290-69904 | ECL раствор (высокая чувствительность) | |
| CBB раствор для окрашивания домашний | 1 | г CBB R-250, 50% (v/v) метанол, 10% (v/v) уксусная кислота в 1 л воды MilliQ | |
| CBB R-250 | Wako | 031-17922 | |
| CBB для задержания раствор | домашнего приготовления | 12% (v/v) метанола, 7% (v/v) уксусной кислоты в 1 л MilliQ вода | |
| Название | Company | >Каталожный номер | Комментарии |
| Антитела | |||
| anti-HA антитела | Sigma-Aldrich | 11583816001 | Используется при 0,2 μ г/мл для иммуноблоттинга. |
| anti-Rab10 anti-Rab10 | Cell Signaling Technology | #8127 | Используется в 1:1000 для иммуноблоттинга. Специфичность подтверждена CRISPR KO в Ito et al., Biochem J, 2016. |
| анти-pSer935 антитело | Abcam | ab133450 | Используется в 1 μ г/мл для иммуноблоттинга. |
| антитело против LRRK2 | Abcam | ab133518 | Используется в 1 μ г/мл для иммуноблоттинга. |
| анти-&альфа;-тубулиновое антитело | Sigma-Aldrich | T9026 | Используется при 1 μ г/мл для иммуноблоттинга. |
| антитело против GAPDH | Santa-Cruz | sc-32233 | Используется при 0,02 мкм; г/мл для иммуноблоттинга. |
| Пероксидаза AffiniPure Sheep Anti-Mouse IgG (H+L) | Jackson ImmunoResearch | 515-035-003 | используется в дозе 0,16 мкм; г/мл для иммуноблоттинга. |
| Пероксидаза AffiniPure Goat Anti-rabbit IgG (H+L) | Jackson ImmunoResearch | 111-035-003 | Используется в дозе 0,16 μ г/мл для иммуноблоттинга. |
| Name< | strong>Company | Каталожный номер | Комментарии |
| InhibitorsGSK2578215A | |||
| MedChem Express | HY-13237 | Стоковый раствор готовили в ДМСО при 10 мМ и хранили при -80 °°; C | |
| MLi-2 | Предоставлено доктором Дарио Алесси (Университет Данди) | Исходный раствор был приготовлен в ДМСО при 10 мМ и хранился при -80 °°; C | |
| Name | Company | Номер в каталоге< | strong>Comments |
| Plasmids | |||
| Rab10/pcDNA5 FRT TO HA | Предоставлено доктором Дарио Алесси (Университет Данди) | Эта плазмида экспрессирует аминотерминальную мечку ГА человека Rab10. | |
| LRRK2 WT/p3xFLAG-CMV-10 | Предоставлено доктором Такеши Ивацубо (Токийский университет) | Ито и др., Биохимия, 46: 1380– 1388 (2007). Эта плазмида экспрессирует амино-концевую метку 3xFLAG-меченного дикого типа человека LRRK2. | |
| LRRK2 K1906M/p3xFLAG-CMV-10 | предоставлено доктором Такеши Ивацубо (Токийский университет) | Ито и др., Биохимия, 46: 1380– 1388 (2007). Эта плазмида экспрессирует амино-концевой K1906M-меченный K1906M киназный неактивный мутант человеческого LRRK2. | |
| LRRK2 N1437H/p3xFLAG-CMV-10 | Этот документ. Эта плазмида экспрессирует амино-концевой 3xFLAG-меченный N1437H FPD мутант человеческого LRRK2. | ||
| LRRK2 R1441C/p3xFLAG-CMV-10 | Предоставлено доктором Такеши Ивацубо (Токийский университет) | Kamikawaji et al., Биохимия, 48: 10963– 10975 (2013). Эта плазмида экспрессирует амино-концевой 3xFLAG-меченный R1441C FPD мутант человеческого LRRK2. | |
| LRRK2 R1441G/p3xFLAG-CMV-10 | предоставлено доктором Такеши Ивацубо (Токийский университет) | Kamikawaji et al., Биохимия, 48: 10963– 10975 (2013). Эта плазмида экспрессирует амино-концевой 3xFLAG-меченный мутант R1441G FPD человека LRRK2. | |
| LRRK2 R1441H/p3xFLAG-CMV-10 | предоставлено доктором Такеши Ивацубо (Токийский университет) | Kamikawaji et al., Биохимия, 48: 10963– 10975 (2013). Эта плазмида экспрессирует амино-концевой 3xFLAG-меченный мутант R1441H FPD человека LRRK2. | |
| LRRK2 R1441S/p3xFLAG-CMV-10 | Этот документ. Эта плазмида экспрессирует амино-концевой 3xFLAG-меченный R1441S FPD мутант человеческого LRRK2. | ||
| LRRK2 Y1699C/p3xFLAG-CMV-10 | Предоставлено доктором Такеши Ивацубо (Токийский университет) | Kamikawaji et al., Биохимия, 48: 10963– 10975 (2013). Эта плазмида экспрессирует амино-концевой меченный 3xFLAG мутант Y1699C FPD человека LRRK2. | |
| LRRK2 G2019S/p3xFLAG-CMV-10 | Предоставлено доктором Такеши Ивацубо (Токийский университет) | Kamikawaji et al., Биохимия, 48: 10963– 10975 (2013). Эта плазмида экспрессирует амино-концевой 3xFLAG-меченный G2019S FPD мутант человеческого LRRK2. | |
| LRRK2 I2020T/p3xFLAG-CMV-10 | предоставлено доктором Такеши Ивацубо (Токийский университет) | Kamikawaji et al., Биохимия, 48: 10963– 10975 (2013). Эта плазмида экспрессирует амино-концевой 3xFLAG-меченный I2020T FPD мутант человеческого LRRK2. | |
| Name< | strong>Company | Номер в каталоге | Комментарии |
| Equipments | |||
| CO2 инкубатор | Thermo Fisher Scientific | Forma Series II 3110 | |
| Drummond | Pipet-Aid PA-400 | ||
| Микропипетка P10 Микропипетка | 00-NPX2-10 | 0.5– 10 μ L | |
| Микропипетка P200 | Ничирио | 00-NPX2-200 | 20– 200 μ L |
| Микропипетка P1000 | Ничирио | 00-NPX2-1000 | 100– 1000 μ L |
| Наконечники для микропипетки P10 | STAR | RST-481LCRST | Стерильные |
| наконечники для микропипетки P200 | FUKAEKASEI | 1201-705YS | Стерильные |
| наконечники для микропипетки P1000 | STAR | RST-4810BRST | Стерильные |
| 5 мл диспорсибельная пипетка | Greiner | 606180 | Стерильные |
| 10 мл диспорсибельная пипетка | Greiner | 607180 | Стерильная |
| 25 мл диспорируемая пипетка | Falcon | 357535 | Стерильный |
| гематоцитометр | Солнцесвинцовое стекло | A126 | Улучшенный микроскоп Neubeuer |
| Olympus | CKX53 | ||
| 10 см посуда | Falcon | 353003 Для | культуры тканей |
| 6-луночные планшеты | AGC Techno Glass | 3810-006 | Для культуры тканей |
| Вихревой смеситель | Scientific Industries | Vortex-Genie 2 | |
| Скребки | Sumitomo Bakelite | MS-93100 | |
| 1,5 мл Тубы | STAR | RSV-MTT1,5 | |
| 15 мл Тубы | AGC Techno Glass | 2323-015 | |
| 50 мл Тубы | AGC Techno Glass | 2343-050 | |
| Центрифуги | TOMY | MX-307 | |
| 96-луночные планшеты | Greiner | 655061 | не для тканевых культур |
| Планшет для чтения | молекулярных приборов | SpectraMax M2e | |
| SDS– PAGE баки | Nihon Eido | NA-1010 | |
| Передаточные баки | Nihon Eido | NA-1510B | |
| Гелевые пластины (с насечкой) | Nihon Eido | NA-1000-1 | |
| Гелевые пластины (гладкие) | Nihon Eido | NA-1000-2 | |
| Силиконовые прокладки | Nihon Eido | NA-1000-16 | |
| 17-луночные гребни | Nihon Eido | Custom made | |
| Связующие зажимы | Nihon Eido | NA-1000-15 | |
| 5 мл шприц | Terumo | SS-05SZ | |
| 21G | Terumo | NN-2138R | |
| Power Station 1000 VC | ATTO | AE-8450 | Блок питания для SDS– СТРАНИЦА и трансфер |
| Большие весовые лодки | Ina Optika | AS-DL | |
| Пластиковые контейнеры | КАК ОДИН | ПС КЕЙС No4 | 10 х 80 х 50 мм |
| Качалка | Шейкер Titech | NR-10 | |
| Пеностирольный ящик | общий | Внутренние размеры должны вместить один передаточный бак (200 х 250 х 250 мм). | |
| ImageQuant LAS-4000 | GE Healthcare | Имидж-сканер, оснащенный охлаждаемой ПЗС-камерой для обнаружения ECL |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.