Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Biology
Click here for the English version

Biology

Omvendt gjær to-hybrid system for å identifisere pattedyr Nuclear Receptor Rester som samhandler med Ligander og / eller antagonister

Published: November 15, 2013 doi: 10.3791/51085
Automatic Translation
*1, *2, 1, 1
1Department of Genetics, Albert Einstein College of Medicine, 2Shanghai Key Laboratory of Complex Prescription and MOE Key Laboratory for Standardization of Chinese Medicines, Institute of Chinese Materia Medica, Shanghai University of Traditional Chinese Medicine
* These authors contributed equally

Abstract

Som en kritisk regulator av legemiddelmetabolisme og inflammasjon, pregnan X Reseptor (PXR), spiller en viktig rolle i sykdoms patofysiologien knytte stoffskiftet og betennelse (f.eks leversteatose) 1,2. Det har vært mye fremgang i identifisering av agonist ligander for PXR, men det er begrenset beskrivelser av narkotika-lignende antagonister og deres bindingssteder på PXR 3,4,5. Et kritisk barriere har vært den manglende evne til effektivt å rense full-lengde protein for strukturelle studier med antagonister til tross for at PXR ble klonet og karakterisert i 1998. Vårt laboratorium utviklet en ny høy-kapasitets gjær basert to-hybrid analyse for å definere en antagonist, ketokonazol tallet, bindende rester på PXR seks. Vår metode innebærer å skape mutasjons biblioteker som ville redde effekten av enkelt mutasjoner på AF-2 overflaten av PXR forventet å samhandle med ketokonazol. Rescue eller "gain-of-funksjon" second mutasjoner kan gjøres slik at konklusjoner vedrørende den genetiske interaksjon av ketokonazol og residuet flaten (e) på PXR er gjennomførbare. Dermed utviklet vi en høy gjennomstrømming to-hybrid gjær skjermen på PXR mutanter i samspill med sin coactivator, SRC-en. Ved hjelp av denne metode, der gjær ble endret for å få plass til studiet av den soppdrepende stoff, ketokonazol, kunne vi påvise spesifikke mutasjoner på PXR anriket på kloner som ikke er i stand til å binde seg til ketokonazol. Ved omvendt logikk, konkluderer vi med at de opprinnelige rester er direkte interaksjon rester med ketokonazol. Denne analysen representerer en roman, medgjørlig genetiske analysen til skjermen for antagonist bindingssteder på atom reseptor overflater. Denne analysen kan anvendes på en hvilken som helst medikament uavhengig av cytotoksisk potensiale til gjær så vel som til cellulære protein (er) som ikke kan bli undersøkt ved hjelp av standard konstruksjons biologi eller proteomic baserte metoder. Potensielle fallgruver inkluderer tolkning av data (komplementære metoder nyttig), påliteligledelse på single Y2H metode, kompetanse i håndtering av gjær eller utfører gjær to-hybrid-analyser, og analysen optimalisering.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Yeast Strain CTY10-5d erg3Δ/erg11Δ Our lab CTY10-5d yeast was double knocked out ERG3 and ERG11 (erg3Δ/erg11Δ) genes6 .
YPD Growth Medium BD Biosciences 630409
Difco Yeast Nitrogen Base (YNB) w/o Amino Acids and Ammonium Sulfate BD Biosciences 233520
Bacto Agar BD Biosciences 214010
CSM-His/-Leu Complete Supplement Mixture MP Biomedicals 4250-412
ONPG (o-Nitrophenyl Β-D- Galactopyranoside). Sigma-Aldrich N1127
2-Mercaptoethanol Sigma-Aldrich M6250
Luria Broth (LB) Sigma-Aldrich L3022
X-Gal Fisher BP-1615
Sonicated Salmon Sperm DNA boiled (10 mg/ml) Life Technology 156-017
Ampicillin Acros Organics 61177
Ketoconazole Sigma-Aldrich K1003
N,N-Dimethylformamide Acros Organics 326871000
Lithium Acetate Sigma-Aldrich L4158
50% PEG-3350 solution, filter-sterilized Sigma-Aldrich P-3640
Nitrocellulose Membrane Whatman 10402091
10 cm Petri Dish Fisher 875712
5'-ACCGGATCCCGATGAAGA AGGAGATGATCATGTCC-3' our lab PXR LBD forward primer for pSH2-1
5'-AGAGTCGACTCAGCTA CCTGTGATGCC -3' our lab PXR LBD reverse primer for pSH2-1
5'-TATAGC GGCCGCATGAGTG GCCTCGGGGACAGTTCATCC -3' our lab SRC-1 forward primer for pGADNOT
5'-GCGGTCGACTTATTCAGTCA GTAGCTG -3' our lab SRC-1 reverse primer for pGADNOT
Platinum PCR Supermix Invitrogen 11306-016
BamHI our lab R0136
SalI our lab R0138
NotI our lab R0189

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kliewer, S. A., et al. An orphan nuclear receptor activated by pregnanes defines a novel steroid signaling pathway. Cell. 92 (1), 73-82 (1998).
  2. Blumberg, B., et al. a novel steroid and xenobiotic-sensing nuclear receptor. Genes Dev. 12 (20), 3195-3205 (1998).
  3. Biswas, A., Mani, S., Redinbo, M. R., Krasowski, M. D., Li, H., Ekins, S. Elucidating the 'Jekyll and Hyde' Nature of PXR: The Case for Discovering Antagonists. Pharm. Res. 26 (8), 1807-1815 (2009).
  4. Pondugula, S. R., Mani, S. Pregnane xenobiotic receptor in cancer pathogenesis and therapeutic response. Cancer Lett. 328 (1), 1-9 (2013).
  5. Mani, S., Dou, V., Redinbo, M. R. PXR antagonists and implications for drug metabolism. Drug Metab. Rev. 45 (1), 60-72 (2013).
  6. Li, H., et al. Novel Yeast-Based Strategy Unveils Antagonist Binding Regions on the Nuclear Xenobiotic Receptor PXR. J. Biol. Chem. 288 (19), 13655-13668 (2013).
  7. Hollenberg, S. M., et al. Identification of a new family of tissue-specific basic helix-loop-helix proteins with a two-hybrid system. Mol. Cell. Biol. 15 (7), 3813-3822 (1995).
  8. Vojtek, A. B., Hollenberg, S. M., Cooper, J. A. Mammalian Ras interacts directly with the serine/threonine kinase Raf. Cell. 74 (1), 205-214 (1993).
  9. Wang, H., et al. The phytoestrogen coumestrol is a naturally occurring antagonist of the human pregnane X receptor. Mol. Endocrinol. 22 (4), 838-857 (2008).
  10. Kalpana, G. V., Goff, S. P. Genetic analysis of homomeric interactions of human immunodeficiency virus type 1 integrase using the yeast two-hybrid system. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 90 (22), 10593-10597 (1993).
  11. Hamdi, A., Colas, P. Yeast two-hybrid methods and their applications in drug discovery. TiPS. 33 (2), 109-118 (2012).
  12. Battesti, A., Bouveret, E. The bacterial two-hybrid system based on adenylate cyclase reconstitution in Escherichia coli. Methods. 58 (4), 325-334 (2012).
  13. Caufield, J. H., Sakhawalkar, N., Uetz, P. A comparison and optimization of yeast two-hybrid systems. Methods. 58 (4), 317-324 (2012).
  14. Albers, M., et al. Automated yeast two-hybrid screening for nuclear receptor-interacting proteins. Mol. Cell Proteomics. 4 (2), 205-213 (2005).
  15. Takeshita, A., Taguchi, M., Koibuchi, N., Ozawa, Y. Putative role of the orphan nuclear receptor SXR (steroid and xenobiotic receptor) in the mechanism of CYP3A4 inhibition by xenobiotics. J. Biol. Chem. 277 (36), 32453-32458 (2002).
  16. Huang, H., et al. Inhibition of drug metabolism by blocking the activation of nuclear receptors by ketoconazole. Oncogene. 26 (2), 258-268 (2007).
  17. Wang, H., et al. Activated pregnenolone X- receptor is a target for ketoconazole and Its analogs. Clin. Cancer Res. 13 (8), 2488-2495 (2007).
  18. Ghannoum, M. A., Rice, L. B. Antifungal agents: mode of action, mechanisms of resistance, and correlation of these mechanisms with bacterial resistance. Clin. Microbiol. Rev. 12 (4), 501-517 (1999).
  19. Kaur, R., Bachhawat, A. K. The yeast multidrug resistance pump, Pdr5p, confers reduced drug resistance in erg mutants of Saccharomyces cerevisiae. Microbiology. 145, 809-818 (1999).
  20. White, T. C., Marr, K. A., Bowden, R. A., cellular, Clinical, cellular, and molecular factors that contribute to antifungal drug resistance. Clin. Microbiol. Rev. 11 (2), 382-402 (1998).
  21. Serebriiskii, I. G., et al. Detection of peptides, proteins, and drugs that selectively interact with protein targets. Genome Res. 12, 1785-1791 (2002).
  22. Yang, L., et al. Central role for PELP1 in nonandrogenic activation of the androgen receptor in prostate cancer. Mol Endocrinol. 26 (4), 550-561 (2012).
  23. Zhan, Y. Y., et al. The orphan nuclear receptor Nur77 regulates LKB1 localization and activates AMPK. Nat Chem Biol. 8 (11), 897-904 (2012).
Omvendt gjær to-hybrid system for å identifisere pattedyr Nuclear Receptor Rester som samhandler med Ligander og / eller antagonister
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Li, H., Dou, W., Padikkala, E.,… More

Li, H., Dou, W., Padikkala, E., Mani, S. Reverse Yeast Two-hybrid System to Identify Mammalian Nuclear Receptor Residues that Interact with Ligands and/or Antagonists. J. Vis. Exp. (81), e51085, doi:10.3791/51085 (2013).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter