Лизин ацетилтрансферазы (KATs) катализует ацетилирование остатков лизина как на гистоне, так и на неистоновыхбелках 1,,2,,3,,4. Недавние исследования показывают, что KATs и их функции ацетилтрансферазы может способствоватьтвердому росту опухоли 4,,5,,6,,7,,8,,9. Например, CREB-связывающий белок (CBP)/p300 являются двумя паралогичными КАТ, которые регулируют многочисленные сигнальныепути при раке 2,,3. CBP/p300 имеют хорошо охарактеризованные гистон ацетилтрансферазы (HAT) функции и катализ Гистон 3 Лизин 27 ацетилляции (H3K27ac)2,4,5,10,11, важным маркером для активных усилителей, промоутер регионов и активной транскрипции генов12,13,14. CBP/p300 служить в качестве критических соактиваторов для про-рост сигнализации путей в твердых опухолей путем активации транскрипции онкогенов через ацетилирование гистонов и других факторов транскрипции4,9,15,16,17,18. В связи с их ролью в прогрессировании опухоли, CBP/p300 и другие KATs находятся под следствием для разработки новых ингибиторов, которые блокируют их онкогенную функцию4,,5,,6,,7,,8,,9,,18,,19,,20. A-485 и GNE-049 представляют собой две успешные попытки разработать мощные и специфические ингибиторы для CBP/p3004,9. В настоящее время проводятся дополнительные исследования в отношении CBP/p300 и других KATs.
Качество ранее описанных ингибиторов KAT (KATi) в настоящее время под вопросом, со многими ингибиторами демонстрируя целевые эффекты и плохой характеристикой21. Поэтому строгая характеристика и проверка новых кандидатов на наркотики имеет важное значение для разработки высококачественных химических зондов. Здесь изложены три протокола, которые образуют конвейер для скрининга и тщательной проверки потенции и специфичности новых KATi, с конкретным акцентом на ингибирование функции HAT (HATi) KATs. CBP/p300 и их ингибиторы используются в качестве примеров, но эти протоколы могут быть адаптированы для других KATs, которые имеют функцию HAT7.
Первый протокол является in vitro гистон ацетилтрансферазы (HAT) анализ, который использует очищенные рекомбинантные p300 и гистоны в контролируемой реакции пробирки. Этот анализ прост в работе, является экономически эффективным, может быть использован для проверки соединений в условиях низкой пропускной способности, и не требует радиоактивных материалов. В этом протоколе рекомбинантный p300 катализин ацетилирования лизина на хвостах гистона в течение короткого инкубационный период и уровни ацетилирования гистона измеряются с помощью стандартных иммуноблоттинговых процедур. Ферментативная реакция может быть выполнена при наличии или отсутствии ингибиторов CBP/p300 для проверки на наличие соединений, которые уменьшают ацетилирование гистона. Кроме того, анализ HAT может быть использован для проверки того, являются ли новые соединения селективными для CBP/p300, оценивая их активность по отношению к другим очищенным KATs, таким как PCAF. Анализ HAT является отличной отправной точкой для изучения новых ингибиторов из-за его простоты, низкой стоимости и способности определять потенцию/селективность ингибитора. Действительно, этот протокол часто используется в литературе в качестве экрана in vitro5,10. Тем не менее, ингибиторы, выявленные в анализе HAT, не всегда эффективны в клеточной культуре, потому что реакция пробирки намного проще, чем живая клеточная система. Поэтому необходимо дополнительно охарактеризовать ингибиторы в экспериментах клеточной культуры22,,23.
Вторым протоколом в трубопроводе является анализ ингибирования гиперацетилирования хроматина (CHHAI). Эта клетка на основе анализа использует ингибиторы диацетилазы гистона (HDACi) в качестве инструмента для гиперацетилата гистонов в хроматине до совместного инкубации с HATi24. Базальный гистон ацетилляции может быть низким в клеточной культуре, что делает его трудно зондировать с помощью иммуноблотинга без добавления HDACi для увеличения ацетилирования. Цель анализа ChHAI заключается в выявлении новых HATi, которые могут затухать увеличение ацетилирования гистон, вызванного ингибированием HDAC. Преимущества этого анализа включают его низкую стоимость, относительную легкость для выполнения, и использование клеток в культуре, которая обеспечивает более физиологическую актуальность, чем пробирка HAT анализа. Как и в hat-анализе, в этом протоколе используется стандартный иммуноблоттинг для сбора данных.
Анализы HAT и ChHAI предоставляют данные о потенции новых соединений для ингибирования глобального ацетилирования гистонов, но не дают представления о том, как эти соединения влияют на модификации в конкретных геномных регионах. Таким образом, окончательный протокол, Хроматин иммунопреципиентации количественных полимеразной цепной реакции (ChIP-qPCR) является экспериментом клеточной культуры, который исследует ДНК-белковых взаимодействий в конкретных регионах генома. В протоколе ChIP хроматин пересекается для сохранения ДНК-белковых взаимодействий. Хроматин затем извлекается из клеток, а ДНК-белковый комплекс подвергается селективной иммунопреципитации для белка интереса (например, с использованием антитела, специфичного для H3K27ac). Затем ДНК очищается и анализируется с помощью qPCR. Например, ChIP-qPCR может быть использован для определения того, если роман HATi downregulates гистон ацетилирования на отдельных онкогенов, таких как килин D125. Хотя ChIP-qPCR является общей техникой, используемой в полевых условиях, это можетбыть трудно оптимизировать 4,,10,,26. Этот протокол содержит советы по предотвращению потенциальных ловушек, которые могут возникнуть при выполнении процедуры ChIP-qPCR, и включает проверку качества, которая должна быть выполнена на данных.
При использовании вместе эти три протокола позволяют тщательной характеристики и проверки романа HATi. Кроме того, эти методы предлагают много преимуществ, поскольку они просты в работе, относительно дешевы и предоставляют данные о глобальной, а также региональной ацетилирования гистон.