Lösin zengin metabolik etiketleme Fosfat ile radyoaktif Kinazlar 1 ve 2, tekrar
Summary
Lösin açısından zengin tekrar kinazlar 1 ve 2 (LRRK1 ve LRRK2) GTPaz ve kinaz alanları hem kodlama yapan ve hücrelerde fosforile edilmiş olan alanlı proteinlerdir. Burada, bu şekilde genel hücresel fosforilasyonunu seviyelerini ölçmek için bir araç sağlayan 32P ortofosfat ile hücrelerde LRRK1 ve LRRK2 etiketlemek için bir protokol mevcut.
Abstract
Lösin açısından zengin tekrar kinazlar 1 ve 2 (LRRK1 ve LRRK2), bir serin-tireonin kinaz, kompleks protein etki alanının bir Ras (ROC), ROC etki (COR) bir C-terminali dahil olmak üzere, benzer bir etki organizasyon paylaşan paraloglarıdır ve lösin bakımından zengin ve N-terminalinde ankirin-benzeri tekrarlar. LRRK1 ve LRRK2 kesin hücresel rolleri LRRK2 Parkinson hastalığı 3,4 patogenezinde implike ise ancak LRRK1, 1,2 sinyal tirosin kinaz reseptörü implike edilmiştir, aydınlatılamamıştır henüz. Bu raporda, bu şekilde, bu hücreler 2 proteinlerin genel fosforilasyon seviyelerini ölçmek için bir araç sağlayan, 32P ortofosfat ile hücrelerde LRRK1 ve LRRK2 proteinleri etiketlemek için bir protokol mevcut. Kısacası, afinite LRRK proteinler 32 P-ortofosfat içeren ortama maruz kalan HEK293T hücrelerinde ifade edilir etiketlendi. 32 P-ortofosfat sonra hücreler tarafından asimile sadece bir kaçinkübasyon süresi ve fosfatlar içeren hücre içindeki tüm molekülleri, bu şekilde radyoaktif olarak etiketlenmiştir. Afinite etiketi ile (3xflag) LRRK proteinlerin immüno-çökeltme ile diğer hücresel bileşenlerinden izole edilmiştir. İmmüno-çökeltiler daha sonra SDS-PAGE ile ayrılmış, PVDF membran ve dahil fosfatlar analizine lekelendi blotlar üzerinde proteinlerin otoradyografi (32 P sinyali) ve batı algılama (protein sinyali) ile gerçekleştirilir. Protokol kolayca hücrelerinde ifade edilir ve immüno-çökeltme ile izole edilebilir herhangi bir başka proteinin fosforilasyonunu izlemek için adapte edilebilir.
Introduction
Lösin zengin tekrar kinazlar 1 ve 2 (LRRK1 ve LRRK2) benzer bir etki organizasyon paylaşan multidomain paraloglarıdır. Her iki protein de etkili ROCO protein ailesine 5,6 proteinleri de sınıflandırma, GTPases (Complex Proteinlerin Ras veya ROC) Ras ailesi, hem de etki ROC (COR) bir C-terminaline yakın bir GTPaz dizisini kodlar. Sadece LRRK2 İlave armadillo Domein 6-8 kodlayan ise ROC-COR etki tandem N-terminal, her iki proteinin de, bir lösin-zengini tekrar etki hem de ankirin benzeri alanı kodlar. Sadece LRRK2 C-terminal bölgesinde 8, içinde bir WD40 alanını şifreleyen ise ROC-COR C-terminal, her iki proteinin de, bir serin-tireonin kinaz etki alanını paylaşırlar. LRRK1 ve LRRK2 kesin hücresel rolleri ancak LRRK1 1,2 işaret tirosin kinaz reseptörü implike edilmiştir, henüz aydınlatılamamıştır varken Parkinson hastalığı 3,4 patogenezinde LRRK2 için bir role genetik kanıtlar.
<pclass = "jove_content"> proteinlerin fosforilasyonu hücrelerinde ortak düzenleyici mekanizmadır. Örneğin, fosforilasyon enzim aktivasyonu için bir sinyal ya da kompleksine protein alımı için gerekli olabilir. LRRK2 hücresel fosforilasyonu yaygın olarak karakterize edilmiştir ve phosphosite eşleme ankirin tekrar ve lösin açısından zengin tekrar etki 9-11 arasında bir küme meydana geldiği hücre fosforilasyon bir çoğunluğu göstermiştir. LRRK1 hücre fosforilasyon siteleri eşlenmesi için henüz rağmen, COS7 hücrelerinden imüno LRRK1 protein lekelerinin fosfoprotein boyaması kullanılarak çalışmalar göstermiştir LRRK1 protein hücrelerinde fosforile 12 olduğunu göstermektedir.Bu çalışma, 32 P-ortofosfat ile metabolik etiketleme kullanılarak hücre hatlarında LRRK1 ve LRRK2 genel fosforilasyonu seviyesinin tahlil için temel bir protokolü sağlar. Genel bir strateji basittir. Affinity LRRK prote etiketlendiins 32 P-ortofosfat içeren ortama maruz kalan HEK293T hücrelerinde ifade edilmiştir. 32 P-ortofosfat sadece birkaç saat inkübasyon ve fosfatlar içeren hücre içindeki tüm molekülleri sonra hücreler tarafından asimile edilir ve böylece radyoaktif olarak etiketlenmiştir. Afinite etiketi (3xflag), daha sonra, immüno-çökeltme ile diğer hücresel bileşenlerden LRRK proteinleri izole etmek için kullanılır. İmmüno-çökeltiler daha sonra SDS-PAGE ile ayrılmış, PVDF membran ve dahil fosfatlar analizine lekelendi blotlar üzerinde proteinlerin otoradyografi (32 P sinyali) ve batı algılama (protein sinyali) ile gerçekleştirilir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu çalışma, 32 P-ortofosfat ile metabolik etiketleme kullanılarak hücre hatlarında LRRK1 ve LRRK2 genel fosforilasyonu seviyesinin tahlil için temel bir protokolü sağlar. Genel bir strateji basittir. Affinity LRRK proteinler 32 P-ortofosfat içeren ortama maruz kalan HEK293T hücrelerinde ifade edilmiştir etiketlendi. 32 P-ortofosfat sadece birkaç saat inkübasyon ve fosfatlar içeren hücre içindeki tüm molekülleri sonra hücreler tarafından asimile edilir ve böylece rad…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Biz de bu çalışmayı destekleyen Michael J. Fox Vakfı'na müteşekkiriz. Flanders FWO (FWO proje G.0666.09, JMT kıdemli araştırmacı bursu), IWT SBO/80020 proje Nöro-TARGET, KU Leuven (OT/08/052A ve IOF-KP/07 / 001) – Biz Araştırma Vakfı'na teşekkür verdikleri destek için. Bu araştırma aynı zamanda JMT için King Baudouin Vakfı tarafından yönetilen Fon Druwé-Eerdekens tarafından kısmen desteklenmiştir.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| Phosphorus-32 Radionuclide, 1 mCi, buffer disodiumphosphate in 1 ml water | Perkin Elmer | NEX011001MC | |
| Dulbecco’s Modified Eagle Medium (D-MEM) (1X), liquid (high glucose) | Invitrogen | 11971-025 | This medium contains no phosphates |
| Anti Flag M2 affiinty gel | Sigma | A2220 | For an equivalent product with red colored gel (useful to more easily visualize the beads), use cat. No. F2426. |
| Extra thick blotting filter | Bio-Rad | 1703965 | |
| Ponceau S solution | Sigma | P7170 |
References
- Hanafusa, H. Leucine-rich repeat kinase LRRK1 regulates endosomal trafficking of the EGF receptor. Nat Commun. 2, 158 (2011).
- Titz, B., et al. The proximal signaling network of the BCR-ABL1 oncogene shows a modular organization. Oncogene. 29, 5895-5910 (2010).
- Cookson, M. R. The role of leucine-rich repeat kinase 2 (LRRK2) in Parkinson’s disease. Nat Rev Neurosci. 11, 791-797 (2010).
- Taymans, J. M., Cookson, M. Mechanisms of dominant parkinsonism; the toxic triangle of LRRK2, alpha-synuclein and tau. Bioessays. 32, 227-235 (2010).
- Lewis, P. A. The function of ROCO proteins in health and disease. Biol Cell. 101, 183-191 (2009).
- Marin, I., van Egmond, W. N., van Haastert, P. J. The Roco protein family: a functional perspective. FASEB J. 22, 3103-3110 (2008).
- Marin, I. The Parkinson disease gene LRRK2: evolutionary and structural insights. Mol.Biol.Evol. 23, 2423-2433 (2006).
- Marin, I. Ancient origin of the Parkinson disease gene LRRK2. J Mol Evol. 67, 41-50 (2008).
- Lobbestael, E., Baekelandt, V., Taymans, J. M. Phosphorylation of LRRK2: from kinase to substrate. Biochem Soc Trans. 40, 1102-1110 (2012).
- Gloeckner, C. J., et al. Phosphopeptide Analysis Reveals Two Discrete Clusters of Phosphorylation in the N-Terminus and the Roc Domain of the Parkinson-Disease Associated Protein Kinase LRRK2. J Proteome Res. 9, 1738-1745 (2010).
- Nichols, R. J., et al. 14-3-3 binding to LRRK2 is disrupted by multiple Parkinson’s disease-associated mutations and regulates cytoplasmic localization. Biochem J. 430, 393-404 (2010).
- Greggio, E., et al. Mutations in LRRK2/dardarin associated with Parkinson disease are more toxic than equivalent mutations in the homologous kinase LRRK1. J.Neurochem. 102, 93-102 (2007).
- Taymans, J. M. LRRK2 Kinase Activity Is Dependent on LRRK2 GTP Binding Capacity but Independent of LRRK2 GTP Binding. PLoS One. 6, 23207-23 (2011).
- Daniëls, V. Insight into the mode of action of the LRRK2 Y1699C pathogenic mutant. J Neurochem. 116, 304-315 (2011).
- Civiero, L. Biochemical characterization of highly purified leucine-rich repeat kinases 1 and 2 demonstrates formation of homodimers. PLoS One. 7, e43472 (2012).
- Taymans, J. M., Van den Haute, C., Baekelandt, V. Distribution of PINK1 and LRRK2 in rat and mouse brain. J.Neurochem. 98, 951-961 (2006).
- Lewis, P. A. Assaying the kinase activity of LRRK2 in vitro. J Vis Exp. , (2012).
- Lobbestael, E. Immunohistochemical detection of transgene expression in the brain using small epitope tags. BMC Biotechnol. 10, 16 (2010).
- Davies, P., et al. Comprehensive Characterization and Optimization of Leucine Rich Repeat Kinase 2 (LRRK2) Monoclonal Antibodies. Biochem J. , (2013).
- West, A. B. Parkinson’s disease-associated mutations in LRRK2 link enhanced GTP-binding and kinase activities to neuronal toxicity. Hum.Mol.Genet. 16, 223-232 (2007).
- Sheng, Z., et al. Ser1292 autophosphorylation is an indicator of LRRK2 kinase activity and contributes to the cellular effects of PD mutations. Sci Transl Med. 4, 164ra161 (2012).
- Li, X., et al. Phosphorylation-dependent 14-3-3 binding to LRRK2 is impaired by common mutations of familial Parkinson’s disease. PLoS One. 6, e17153 (2011).
- Dzamko, N., et al. Inhibition of LRRK2 kinase activity leads to dephosphorylation of Ser(910)/Ser(935), disruption of 14-3-3 binding and altered cytoplasmic localization. Biochem J. 430 (910), 405-413 (2010).
