Waiting
Login processing...

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

Biology

Анализ СПДК Published: November 8, 2016 doi: 10.3791/54709

Summary

Описан модифицированный метод выделения мембранной фракции из клеток человека и подготовки проб для обнаружения СПДК N -glycosylation и общего белка с использованием вестерн - блот. Введем еще метод GFP-маркировки наблюдать за торговлей СПДК использованием конфокальной микроскопии. Этот протокол может быть использован в обычных биологических лабораториях.

Introduction

Нарушение регуляции липидного обмена является общей характеристикой рака и болезней обмена веществ , 1-6. В этих процессах, стеринов регуляторный элемент-связывающих белков (SREBPs), семейство факторов транскрипции, играют решающую роль в контроле экспрессии генов , имеющих важное значение для поглощения и синтеза холестерина, жирных кислот, фосфолипидов и 7-10.

SREBPs, в том числе SREBP-1a, SREBP-1c и SREBP-2, синтезируются в виде неактивных предшественников , которые связываются с мембраной эндоплазматического ретикулума (ER) в силу двух трансмембранных доменов 7. N-конец SREBPs содержит ДНК-связывающий домен трансактивации генов - мишеней 11. С-конец SREBP предшественников связывается с SREBP скола-активирующий белок (SCAP) 12,13, в политопная мембранный белок , который играет ключевую роль в регуляции стабильности SREBP и активации 14-16.

implemenставление транскрипционной функции требует транслокацию СПДК / SREBP комплекса из ЭР к Гольджи, где два протеаз последовательно расщеплять SREBP и освободить его N-концевой фрагмент, который затем входит в ядро для трансактивации генов липогенных 7. В этих процессах, уровни стеринов в ЭР мембраны контролируют выход СПДК / SREBP комплекса из ЭР 7,17. При высоких условиях стеролов, стеринов связывается с СПДК или ER-резидент инсулин-индуцированный ген белка-1 (1-экс порте) или -2 (2-экс порте), усиливая ассоциацию с СПДК Insigs, сохраняющих СПДК / SREBP комплекс в ER 18-20. Когда уровни стеролов уменьшают, СПДК диссоциирует с Insigs. Это приводит к конформационным изменениям SCAP, что позволяет СПДК взаимодействие с общими покрывающих белков комплекса (КС) II. Комплекс является медиатором включение СПДК / SREBP комплекса в многообещающий везикул и направляет его транспортировку из ЭР к Гольджи 21,22. После Translocвания к Гольджи, SREBPs последовательно расщепляется Зону-1 и Site-2 протеаз, что приводит к выделению из N-конец 7,23-29.

СПДК белок несет три N -связанной олигосахариды на аспарагин (N) позиции N263, N590 и N641 15. Недавно мы показали , что глюкоза-опосредованного N -glycosylation из СПДК в этих местах является необходимым условием условием для торговли СПДК / SREBP из ЭР к Гольджи в условиях низких стеролов 30-32. Потеря SCAP гликозилирования с помощью мутации всех трех аспарагина на глутамин (NNN в QQQ) отключает торговлю СПДК SREBP комплекса и результаты / в нестабильности SCAP белка и уменьшения активации SREBP 31. Наши последние данные показывают также , что SREBP-1 сильно активируется в глиобластомы и регулируется SCAP N -glycosylation 4,31,33,34. Ориентация СПДК / SREBP-1 сигнализации появляется в качестве новой стратегии для лечения злокачественных новообразований и метаболических Syndromes 1,3,35-38. Поэтому важно разработать эффективный метод для анализа уровней СПДК белка и N -glycosylation и контроля за его оборотом человеческих клеток и тканей пациента.

Полостную область СПДК белка (аминокислоты 540-707) в ER содержит два участка -glycosylation N (N590 и N641), которые защищены от протеолиза при неповрежденных мембран обрабатывают трипсином 15. Этот фрагмент полостную имеет молекулярную массу ~ 30 кДа , который достаточно мал , чтобы позволить разрешение отдельных гликозилированных вариантов СПДК методом электрофореза в полиакриламидном геле в сульфат натрия додецилсульфата (SDS-PAGE) 15,31. Здесь мы предлагаем способ для обнаружения N -glycosylation из СПДК и общего белка в клетках человека. Этот протокол является производным от метода , описанного в публикации из лаборатории Брауна и Goldstein 15 и нашей недавней публикации 31. Протокол может быть использован в тон изучение SCAP белка из клеток млекопитающих.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Обнаружение эндогенного СПДК белка в клетках человека

  1. Культура клеток и лечение
    1. Семенной ~ 1 × 10 6 U87 клеток в 10 см чашку с Дульбекко в модификации Дульбекко (DMEM) с добавлением 5% фетальной бычьей сыворотки (FBS) и инкубируют клетки при 37 ° С и 5% СО 2 в течение 24 ч перед обработкой.
    2. Промыть клетки один раз фосфатным буферным раствором (PBS), а затем переключить клетки на свежий DMEM среде с добавлением или без глюкозы (5 мМ) в течение 12 ч.
  2. Получение клеточных мембран фракций и ядерных экстрактов
    1. Промыть клетки один раз PBS, скрести в 1 мл PBS, и центрифуге при 1000 х г в течение 5 мин при температуре 4 ° С.
    2. Ресуспендируют клеток в охлажденный льдом буфере , содержащем 10 мМ HEPES-KOH (рН 7,6), 10 мМ KCl, 1,5 мМ MgCl 2, 1 мМ натрий этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТА), 1 мМ этилен натрия гликоль тетрауксусной кислоты (EGTA), 250 мМ сахарозы, и смесь ингибиторов протеазы (5 μг / мл пепстатина А, 10 мкг / мл лейпептина, 0,5 мМ фенилметилсульфонилфторида (ФМСФ), 1 мМ дитиотреитола (ДТТ), и 25 мкг / мл N-ацетил-Лей-Лей-Norleu-аль (всех п)) в течение 30 мин на льду.
    3. Проходят клеточных экстрактов через 22 G x 1 1/2 игла 30 раз и центрифуге при 890 мкг при 4 ° С в течение 5 мин для выделения ядер.
    4. Используйте надосадочную жидкость для разделения мембранных фракций (этап 1.2.7). Ресуспендируют ядерный осадок в 0,1 мл буфера С (20 мМ HEPES / KOH рН 7,6, 0,42 М NaCl, 2,5% (об / об) глицерина, 1,5 мМ MgCl 2, 1 мМ ЭДТА натрия, 1 мМ EGTA натрия и смесь ингибиторы протеазы (5 мкг / мл пепстатина а, 10 мкг / мл лейпептина, 0,5 мМ ФМСФ, 1 мМ ДТТ и 25 мкг / мл всех п)).
    5. Поворотом суспензию при температуре 4 ° С в течение 60 мин и центрифугируют при 20000 х г в микроцентрифуге в течение 20 мин при 4 ° C. Супернатант, обозначенными как "ядерных экстрактов".
    6. Тепло ядерных экстрактов при 100 ° С в течение 10 мин с 5-кратным загрузочным буфером (312,5 мМ Трис-HCl, рН 6,8, 10% ДСН, 50% глицерина, 12,5% β-меркаптоэтанола, и 0,05% голубой бромфениловый) перед воздействием на SDS-PAGE.
    7. Центрифуга супернатант из оригинального 890 XG спина при 20000 х г в течение 20 мин при температуре 4 ° С. Для последующего Вестерн-блот-анализа, растворить осадок в 0,1 мл SDS буфера для лизиса (10 мМ Трис-HCl, рН 6,8, 100 мМ NaCl, 1% (об / об) додецилсульфата натрия (SDS), 1 мМ ЭДТА, натрия и 1 мМ EGTA натрия). Его обозначили как "мембранную фракцию".
      Примечание: Мы используем 20 000 мкг в течение 20 мин для осаждения мембран. 100000 мкг в течение 10 - 20 мин было использовано в работах из лаборатории Браун и Гольдштейн 15.
    8. Выдержите в мембранной фракции при 37 ° С в течение 30 мин и определяют концентрацию белка с помощью анализа Брэдфорда. Добавить 1 мкл 100x бромфенолового синего раствора перед тем, подвергая образцы в SDS-PAGE.
    9. Нагрузка 25 - 50 мкг общего мембранных белков на 10% SDS-PAGE гель 39а. Запустите гельпри 80 V в течение 15 мин, а затем изменить до 130 V и запустить еще 115 мин. Передача при 140 мА в течение 130 мин 39.
      1. Для Вестерн-блоттинга анализа используют анти-SCAP антитела для выявления общего белка SCAP. Использование дисульфида белка изомеразы (PDI), в ER-резидент белка 40, в качестве внутреннего контроля. Использование анти-SREBP-1 антитела для выявления N-концевой полосы SREBP-1. Используйте Ламин А в качестве внутреннего контроля для ядерных экстрактов 31.

2. Анализ СПДК N -glycosylation в клетках человека

  1. Культура клеток, трансфекция, и лечение
    1. Для анализа мембраны, семена ~ 1 × 10 6 HEK293T клеток в 10 см чашку с DMEM с добавлением 5% FBS и инкубировать клетки при 37 ° С и 5% СО 2 в течение 24 часов до трансфекции.
    2. Развести 4 - 8 мкг GFP-SCAP плазмиды (подарок от Dr. Peter Espenshade) 22 в 1 мл сыворотки уменьшенных среды и аккуратно перемешать.
    3. Добавить 8 - 16 мкл реагента трансфекции ДНК с помощью пипетки непосредственно в 1 мл сыворотки уменьшенных среды, содержащей плазмид и аккуратно перемешать.
    4. Выдержите реагент для трансфекции / плазмидной комплекса в течение 25 мин при комнатной температуре.
    5. Добавьте трансфекции комплекса к клеткам со свежей средой и продолжать культуры в течение 24 часов при 5% CO 2 и 37 ° С.
    6. Промывают один раз PBS и лечить клетки в течение 12 часов с или без глюкозы (5 мМ) в присутствии или в отсутствие туникамицина (1 мкг / мл), ингибитор N -glycosylation.
  2. Приготовьте клеточной мембраны гранул, как описано в пунктах 1.2.1, 1.2.2, 1.2.3 и 1.2.7.
  3. Обнаружение SCAP N -glycosylation
    1. Трипсин протеолиза
      1. Ресуспендируют мембраны гранул из клеток с гиперэкспрессией GFP-СПДК в 114 мкл буфера , содержащего 10 мМ HEPES · KOH (рН 7,4), 10 мМ KCl, 1,5 мМ MgCl 2, 1 мМ ЭДТА , натрия и 100 мМ NaCl.
      2. Выдержите 5781; л аликвоты мембранных белков в отсутствие или в присутствии 1 мкл трипсина (1 мкг / мкл), в общем объеме 58 мкл, в течение 30 мин при 30 ° C.
      3. Остановить реакцию добавлением 2 мкл (400 единиц) соевого ингибитора трипсина.
    2. Дегликозилирование по пептидные N- гликозидазы F (F PNG - азой)
      1. Для последующей обработки PNG-азой F, добавить 10 мкл раствора, содержащего 3,5% (вес / объем) SDS и 7% (об / об) 2-меркаптоэтанола к каждому образцу.
      2. После нагревания при 100 ° С в течение 10 мин, последовательно добавляют 7 мкл 0,5 М фосфата натрия (рН 7,5), 7 мкл 10% (об / об) Нонидет P-40 с ингибиторами 12 × протеазы, и 2 мкл (0,5 ед / мкл) F. PNG-азой
      3. После инкубации при 37 ° С в течение 3 ч, остановить реакцию добавлением 5-кратного буфера для загрузки (312,5 мМ Трис-HCl, рН 6,8, 10% SDS, 50% глицерина, 12,5% бета-меркаптоэтанола и 0,05% бромфенола синего). Нагреть смеси при 100 ° С в течение 10 мв и с учетом SDS-PAGE. Нагрузка 25-50 мкг общей мембранных белков на 10% SDS-PAGE гель 39а. Запуск гель при 80 В в течение 15 мин, а затем изменить до 130 В в течение еще 115 мин. Передача при 140 мА в течение 130 мин.
      4. Для Вестерн - блоттинга, используют 10 мкг / мл анти-SCAP (9D5) антитела для обнаружения N -glycosylation и общего белка SCAP.

3. Обнаружение SCAP оборота от ER к Golgi с помощью GFP-СПДК в клетках человека

  1. Семенной 2,5 × 10 5 U87 клеток в 60 мм блюдо с DMEM с добавлением 5% FBS и инкубировать клетки при 37 ° С и 5% СО 2 в течение 24 часов до трансфекции.
  2. Развести 4 мкг GFP-SCAP плазмиды в 0,5 мл восстановленного сыворотки среды и перемешать.
  3. Добавить 8 мкл реагента трансфекции ДНК с помощью пипетки непосредственно в 0,5 мл восстановленного сыворотки среды, содержащей плазмид и аккуратно перемешать.
  4. Выдержите реагент для трансфекции / плазмидной комплекса в течение 25 мин при комнатнойтемпература.
  5. Добавьте трансфекции комплекса к клеткам со свежей средой и продолжать культуры в течение 24 часов при 5% CO 2 и 37 ° С.
  6. Reseed 5 - 10 × 10 4 клеток в 6-луночный планшет , содержащий покровным стеклом (22 мм × 22 мм) и продолжают культуры при 37 ° С и 5% СО 2 в течение 24 часов.
  7. Промывают один раз PBS и лечить клетки в течение 12 часов с или без глюкозы (5 мМ) в присутствии или в отсутствие туникамицина (1 мкг / мл).
  8. Промыть клетки один раз с PBS и зафиксировать в 4% формальдегиде в течение 10 мин.
  9. Мыть клетки три раза PBS, инвертировать покровные, крепление на салазках вместе с antifade реагентом, и запечатать покровные с помощью лака для ногтей.
  10. Проверьте торговлю GFP-SCAP с использованием объектива масла погружения 63x в лазерной сканирующей конфокальной микроскопии 41.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results


На рисунке 1 показано обнаружение эндогенного белка СПДК и SREBP-1 ядерной формы в клетках глиобластомы U87 человека в ответ на глюкозу стимуляции с помощью вестерн - блот. Мембранный белок СПДК обнаруживается в "мембранной фракции". Форма ядра (N-концевой) из SREBP-1 обнаружен в "ядерных экстрактов". Уровень белка SCAP (PDI служит в качестве внутреннего контроля ER мембранных белков) и SREBP-1 ядерной формы заметно усиливается глюкозы стимуляции. Эти результаты показывают, что протокол способен обнаружить эндогенного белка SCAP в клетках человека.


На рисунке 2 показан анализ СПДК N -glycosylation и уровни общего белка GFP-Scap в ответ на глюкозу стимуляции и лечения туникамицина в HEK293T клетках , экспрессирующих GFP-меченых хомяка СПДК. Рисунок N. Фрагмент СПДК , содержащего АК 540 - 707, расположенный в 6 - м цикле просвету в ER, является трипсин устойчивостью 15 и используется для анализа N -glycosylation на сайтах N590 и N641. Как показано на фигуре 2В (верхняя панель), после того, как обработки трипсином, более высокие диапазоны веса (содержащие аа 540 - 707) указывают на белок SCAP , содержащий один или два гетероатома -связанной олигосахариды (N590 и N641) в присутствии глюкозы и отсутствии PNG - азой или туникамицина (детектируется IgG-антитела 9D5). При наличии PNG-азой F, N-связанных олигосахаридов, были удалены из белка SCAP, в результате чего фрагмент (аа 540 - 707), чтобы переместить быстрее в SDS-PAGE. Последовательно, блокируя процесс инициации -glycosylation N по туникамицина полностью упразднены СПДК N -glycosylation, обозначенный появлением низшейПолоса фрагмента SCAP (рис 2В, верхняя панель). Кроме того, общий белок GFP-СПДК (обнаруживаемых с помощью антитела против GFP), восстанавливали в отсутствие глюкозы или с помощью обработки туникамицина (Фигура 2В, нижняя панель). Эти результаты показывают , что протокол подходит для анализа СПДК N -glycosylation.


Рисунок 3 показывает , что оборот GFP-СПДК из ЭР к Гольджи в ответ на глюкозу стимуляции подавлялось туникамицина лечения в U87 клетках. Как показано на фигуре 3А, конфокальной микроскопии изображения показывают , что GFP-СПДК белок находится в ER в отсутствие глюкозы, как показал его совместной локализации с PDI, ER-резидент белка (красный). В отличие от этого , в присутствии глюкозы, GFP-СПДК перемещается в Гольджи, зафиксированный в совместной локализации с Гольджи маркерного белка Giantin (красный) (рис 3б). Кроме того, туникамициналечение подавлено вызываемую глюкозой оборотом GFP-СПДК из ЭР к Гольджи (фиг.3А и В).

Рисунок 1
Рисунок 1. Обнаружение эндогенного белка SCAP и SREBP-1 ядерных форм в U87 клеток. Вестерн - блот - анализом мембраны и ядерных экстрактов из клеток U87 первичных глиобластомы человека , культивируемых в бессывороточной среде с использованием или без глюкозы (5 мМ) в течение 12 ч. Анти-СПДК антитела против SCAP а.о. человека 450 - 500 использовали для обнаружения эндогенный СПДК в клетках человека. Активная форма (N-терминал) из SREBP-1 обнаружен в "ядерных экстрактах" с использованием антитела против аа 301 - 407 фрагмента человеческого SREBP-1. Эта цифра была изменена с разрешения 31. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы увидеть увеличенное Versiна этой фигуре.

фигура 2
Рисунок 2. Вестерн - блот анализ СПДК N -glycosylation и GFP-Scap белка уровней. А) показана схема , представляющая структуру СПДК порождающий пересекают ER мембрану. Есть три аспарагин (N) остатки в СПДК, все из которых проживают в ЭР просвете и модифицированы N-связанных олигосахаридов. Фрагмент Scap содержащий аминокислоты 540-707 устойчив к трипсина пищеварения. Он содержит два N-связанных олигосахарида модификации, N590 , воспользовалась ими и N641, которые могут быть обнаружены IgG-антитела 9D5 против аа 540 - 707 хомячкового СПДК Вестерн - блот - B) Вестерн - блоттинга от СПДК N -glycosylation (верхняя: с. лечение трипсин) или уровни белка GFP-SCAP (ниже: нет трипсина обработка) из HEK293T клеток трансвлена трансфицированные GFP-СПДК в течение 24 ч , а затем культивировали в не содержащей сыворотки среде с добавлением или без глюкозы (5 мМ) в присутствии или в отсутствие туникамицина (1 мкг / мл), ингибитор N -glycosylation, в течение 12 часов. Цифры на левой стороне блоте указывают число N -glycosylation сайтов SCAP белка (N590 и N641) сайтов (верхний, обнаруженного IgG-антитела 9D5). Нижняя панель для GFP-СПДК был обнаружен с помощью антитела против белка GFP. Эта цифра была изменена с разрешения 31. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 3
Рисунок 3. Обнаружение SCAP оборота из ЭР к Гольджи. А, Б) конфокальной микроскопией изображения показывают , что GFP-СПДК находится в ER или движется к тон Гольджи в отсутствие или в присутствии глюкозы (5 мМ), с / без туникамицина (1 мкг / мл), лечение в U87 клеток в течение 12 часов. PDI показывает ER окрашивание (красный) (A). Giantin, маркер Гольджи (красный) (В). DAPI (синий) окрашивает ядро ​​клетки. Масштабные столбики представляют 10 мкм. Рисунок 3A новые данные и не были опубликованы ранее. Рисунок 3B была изменена с разрешения 31. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

В этом исследовании мы опишем протокол для выделения мембранных фракций в клетках человека и для приготовления образцов для обнаружения СПДК N -glycosylation и общего белка с использованием вестерн - блот. Кроме того, мы предоставить способ для контроля за оборотом SCAP с помощью GFP мечение и конфокальной микроскопии. Этот метод специально используется для анализа мембранного белка и является важным инструментом для исследования СПДК N -glycosylation и торговлей.

По сравнению с методом с использованием различных лектинов , чтобы распознавать различные N -glycan цепи и определить г N -glycosylated белки 42, наш метод , описанный здесь использует PNG - азой F для удаления белково-связанный N -glycan и обнаруживает сдвиг миграции для идентификации гликозилирование фрагмента белка SCAP аа 540-707. Ограничение метода лектин зависит от идентификации соответствующего типа лектина признания конкретных N -glycosylation. Кроме того, способ может быть также применен для анализа СПДК N -glycosylation и уровень белка у больных людей или животных тканей после гомогенизации 2. Наше исследование дает новый инструмент для анализа подписи липидного обмена в раковых и метаболических заболеваний.

В этом исследовании плазмиды GFP-меченых СПДК , используемого для анализа N -glycosylation и торговле человеческими клетками хомячка-происхождения. СПДК антитела (IgG-9D5) , который поднимается против аминокислот 540-707 фрагмент белка SCAP могут только детектировать белок и N -glycosylation хомячка СПДК, например, в китайского хомяка яичников (СНО) , клетки линии 15. Антитела против аминокислот 450 - 500 человека СПДК способен обнаружить эндогенного белка SCAP в клетках человека, как показано на рисунке 1 Для обнаружения СПДК N -glyco.sylation в человеческих клетках или тканях, нам необходимо разработать специфические антитела против аминокислот 540 - 707 фрагмент человеческого СПДК. Кроме того, идентификация конкретного лектина признать СПДК переплете N -glycan является альтернативным способом анализа человеческого СПДК N -glycosylation 42. Кроме того, определение состава и структуры каждого N -glycan цепи связывания в SCAP (N263, N590 и N641) облегчит наше понимание основного механизма торговли SCAP из ЭР к Гольджи.

Кроме того, для получения наилучших результатов для обнаружения СПДК N -glycosylation, мы скорректировали некоторые параметры реакции в соответствии с нашими экспериментальными условиями, которые модифицированы из способов , описанных в публикациях от Брауна и Goldstein лаборатории 15. Для того, чтобы успешно обнаружить SCAP белка и его N -glycosylation, качество мембранных фракций и ядерных экстрактов очень важны, Мы непосредственно определяли концентрацию белка после мембранных фракций инкубировали при 37 ° C, избегая ввода образца обратно на лед. Описанный здесь метод может быть широко применен к различным областям исследований, в том числе рака, сердечно-сосудистых заболеваний, диабета и ожирения.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
X-treme GENE HP DNA Transfection Reagent Roche 6366236001
Opti-MEMI medium Life Technologies 31985-070
trypsin  Sigma T6567
soybean trypsin inhibitor Sigma T9777
PNGase F  Sigma P7367
Anti-SCAP (9D5) antibody   Santa Cruz sc-13553
GFP antibody  Roche 11814460001
SREBP-1 antibody (IgG-2A4) BD Pharmingen 557036
PDI Antibody (H-17) Santa Cruz sc-30932
Lamin A Antibody (H-102) Santa Cruz sc-20680
SCAP antibody (a.a 450-500) Bethyl Laboratories, Inc. A303-554A
Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM) without glucose, pyruvate and glutamine   Cellgro 17-207-CV Add 1 mM Pyravate and 4 mM Glutamine before use
22 G x 1 1/2 needle BD 305156
pepstatin A Sigma P5318
leupeptin Sigma L2884
PMSF Sigma P7626
DTT Sigma 43819
ALLN Sigma A6185
Nitrocellulose membrane GE RPN3032D
EDTA Solution 0.5 M pH 8.5 100 ml VWR 82023-102
EGTA 0.5 M sterile (pH 8.0) 50 ml Fisher Scentific 50255956
HyClone FBS Thermo scientific SH3007103
glycerol Sigma G5516
β-mercaptoethanol  Sigma M3148
bromophenol blue Sigma B8026
prolong gold antifade reagent with dapi Life Technologies P36935
L-glutamine (200 mM) Life Technologies 25030081
sodium pyruvate Life Technologies 11360-070

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ru, P., Williams, T. M., Chakravarti, A., Guo, D. Tumor metabolism of malignant gliomas. Cancers (Basel). 5, 1469-1484 (2013).
  2. Moon, Y. A., et al. The Scap/SREBP pathway is essential for developing diabetic fatty liver and carbohydrate-induced hypertriglyceridemia in animals. Cell metabolism. 15, 240-246 (2012).
  3. Guo, D., Bell, E. H., Chakravarti, A. Lipid metabolism emerges as a promising target for malignant glioma therapy. CNS Oncology. 2, 289-299 (2013).
  4. Guo, D., et al. The AMPK agonist AICAR inhibits the growth of EGFRvIII-expressing glioblastomas by inhibiting lipogenesis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. , 12932-12937 (2009).
  5. Menendez, J. A., Lupu, R. Fatty acid synthase and the lipogenic phenotype in cancer pathogenesis. Nat Rev Cancer. 7, 763-777 (2007).
  6. Guo, D., Cloughesy, T. F., Radu, C. G., Mischel, P. S. AMPK: A metabolic checkpoint that regulates the growth of EGFR activated glioblastomas. Cell Cycle. 9, 211-212 (2010).
  7. Goldstein, J. L., DeBose-Boyd, R. A., Brown, M. S. Protein sensors for membrane sterols. Cell. 124, 35-46 (2006).
  8. Shao, W., Espenshade, P. J. Expanding Roles for SREBP in Metabolism. Cell metabolism. 16, 414-419 (2012).
  9. Nohturfft, A., Zhang, S. C. Coordination of lipid metabolism in membrane biogenesis. Annual review of cell and developmental biology. 25, 539-566 (2009).
  10. Jeon, T. I., Osborne, T. F. SREBPs: metabolic integrators in physiology and metabolism. Trends in endocrinology and metabolism: TEM. 23, 65-72 (2012).
  11. Sato, R., et al. Assignment of the membrane attachment, DNA binding, and transcriptional activation domains of sterol regulatory element-binding protein-1 (SREBP-1). The Journal of biological chemistry. 269, 17267-17273 (1994).
  12. Sakai, J., Nohturfft, A., Goldstein, J. L., Brown, M. S. Cleavage of sterol regulatory element-binding proteins (SREBPs) at site-1 requires interaction with SREBP cleavage-activating protein. Evidence from in vivo competition studies. The Journal of biological chemistry. 273, 5785-5793 (1998).
  13. Sakai, J., et al. Identification of complexes between the COOH-terminal domains of sterol regulatory element-binding proteins (SREBPs) and SREBP cleavage-activating protein. The Journal of biological chemistry. 272, 20213-20221 (1997).
  14. Hua, X., Nohturfft, A., Goldstein, J. L., Brown, M. S. Sterol resistance in CHO cells traced to point mutation in SREBP cleavage-activating protein. Cell. 87, 415-426 (1996).
  15. Nohturfft, A., Brown, M. S., Goldstein, J. L. Topology of SREBP cleavage-activating protein, a polytopic membrane protein with a sterol-sensing domain. The Journal of biological chemistry. 273, 17243-17250 (1998).
  16. Nohturfft, A., Hua, X., Brown, M. S., Goldstein, J. L. Recurrent G-to-A substitution in a single codon of SREBP cleavage-activating protein causes sterol resistance in three mutant Chinese hamster ovary cell lines. Proc Natl Acad Sci U S A. 93, 13709-13714 (1996).
  17. Espenshade, P. J., Hughes, A. L. Regulation of sterol synthesis in eukaryotes. Annu Rev Genet. 41, 401-427 (2007).
  18. Yang, T., et al. Crucial step in cholesterol homeostasis: sterols promote binding of SCAP to INSIG-1, a membrane protein that facilitates retention of SREBPs in ER. Cell. 110, 489-500 (2002).
  19. Yabe, D., Brown, M. S., Goldstein, J. L. Insig-2, a second endoplasmic reticulum protein that binds SCAP and blocks export of sterol regulatory element-binding proteins. Proc Natl Acad Sci U S A. 99, 12753-12758 (2002).
  20. Yabe, D., Xia, Z. P., Adams, C. M., Rawson, R. B. Three mutations in sterol-sensing domain of SCAP block interaction with insig and render SREBP cleavage insensitive to sterols. Proc Natl Acad Sci U S A. 99, 16672-16677 (2002).
  21. Espenshade, P. J., Li, W. P., Yabe, D. Sterols block binding of COPII proteins to SCAP, thereby controlling SCAP sorting in ER. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 99, 11694-11699 (2002).
  22. Nohturfft, A., Yabe, D., Goldstein, J. L., Brown, M. S., Espenshade, P. J. Regulated step in cholesterol feedback localized to budding of SCAP from ER membranes. Cell. 102, 315-323 (2000).
  23. Sakai, J., et al. Sterol-regulated release of SREBP-2 from cell membranes requires two sequential cleavages, one within a transmembrane segment. Cell. 85, 1037-1046 (1996).
  24. Wang, X., Sato, R., Brown, M. S., Hua, X., Goldstein, J. L. SREBP-1, a membrane-bound transcription factor released by sterol-regulated proteolysis. Cell. 77, 53-62 (1994).
  25. Brown, M. S., Goldstein, J. L. A proteolytic pathway that controls the cholesterol content of membranes, cells, and blood. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 96, 11041-11048 (1999).
  26. Rawson, R. B., DeBose-Boyd, R., Goldstein, J. L., Brown, M. S. Failure to cleave sterol regulatory element-binding proteins (SREBPs) causes cholesterol auxotrophy in Chinese hamster ovary cells with genetic absence of SREBP cleavage-activating protein. J Biol Chem. 274, 28549-28556 (1999).
  27. Zelenski, N. G., Rawson, R. B., Brown, M. S., Goldstein, J. L. Membrane topology of S2P, a protein required for intramembranous cleavage of sterol regulatory element-binding proteins. J Biol Chem. 274, 21973-21980 (1999).
  28. Goldstein, J. L., Brown, M. S. A Century of Cholesterol and Coronaries: From Plaques to Genes to Statins. Cell. 161, 161-172 (2015).
  29. Espenshade, P. J., Cheng, D., Goldstein, J. L., Brown, M. S. Autocatalytic processing of site-1 protease removes propeptide and permits cleavage of sterol regulatory element-binding proteins. The Journal of biological chemistry. 274, 22795-22804 (1999).
  30. Guo, D. SCAP links glucose to lipid metabolism in cancer cells. Mol Cell Oncol. 3, (2016).
  31. Cheng, C., et al. Glucose-Mediated N-glycosylation of SCAP Is Essential for SREBP-1 Activation and Tumor Growth. Cancer Cell. 28, 569-581 (2015).
  32. Shao, W., Espenshade, P. J. Sugar Makes Fat by Talking to SCAP. Cancer Cell. 28, 548-549 (2015).
  33. Guo, D., et al. EGFR signaling through an Akt-SREBP-1-dependent, rapamycin-resistant pathway sensitizes glioblastomas to antilipogenic therapy. Sci Signal. 2, 82 (2009).
  34. Guo, D., et al. An LXR agonist promotes GBM cell death through inhibition of an EGFR/AKT/SREBP-1/LDLR-dependent pathway. Cancer Discov. 1, 442-456 (2011).
  35. Guo, D., Bell, E. H., Mischel, P., Chakravarti, A. Targeting SREBP-1-driven lipid metabolism to treat cancer. Curr Pharm Des. 20, 2619-2626 (2014).
  36. Bell, E. H., Guo, D. Biomarkers for malignant gliomas. Malignant Gliomas, Radiation Medicine Rounds. 3, 339-357 (2012).
  37. Geng, F., et al. Inhibition of SOAT1 suppresses glioblastoma growth via blocking SREBP-1-mediated lipogenesis. Clin Cancer Res. , (2016).
  38. Ru, P., et al. Feedback Loop Regulation of SCAP/SREBP-1 by miR-29 Modulates EGFR Signaling-Driven Glioblastoma Growth. Cell Rep. , (2016).
  39. Green, M. R., Sambrook, J. Molecular Cloning: A Laboratory Manual (Fourth Edition). , (2012).
  40. Uehara, T., et al. S-nitrosylated protein-disulphide isomerase links protein misfolding to neurodegeneration. Nature. 441, 513-517 (2006).
  41. Miyashita, T. Confocal microscopy for intracellular co-localization of proteins. Methods Mol Biol. 1278, 515-526 (2015).
  42. Cao, J., Guo, S., Arai, K., Lo, E. H., Ning, M. Studying extracellular signaling utilizing a glycoproteomic approach: lectin blot surveys, a first and important step. Methods Mol Biol. 1013, 227-233 (2013).

Tags

Клеточная биология выпуск 117 СПДК, SREBPs эндоплазматический ретикулум мембранный белок липидный синтез
Анализ СПДК<em&gt; N</em&gt; -glycosylation И торговле человеческими клетками
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Cheng, C., Guo, J. Y., Geng, F., Wu, More

Cheng, C., Guo, J. Y., Geng, F., Wu, X., Cheng, X., Li, Q., Guo, D. Analysis of SCAP N-glycosylation and Trafficking in Human Cells. J. Vis. Exp. (117), e54709, doi:10.3791/54709 (2016).

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