वर्तमान प्रोटोकॉल न्यूरोनल के-सीएल सह-ट्रांसपोर्टर केसीसी 2 के कार्यों और गतिविधियों का अध्ययन करने के लिए पश्चिमी सोख्ता तकनीक के अनुप्रयोग पर प्रकाश डालता है। प्रोटोकॉल पश्चिमी सोख्ता के माध्यम से किनेज नियामक साइटों Thr906/1007 पर KCC2 फॉस्फोराइलेशन की जांच का वर्णन करता है। इसके अलावा, KCC2 गतिविधि की पुष्टि करने के लिए अतिरिक्त तरीकों को इस पाठ में संक्षेप में हाइलाइट किया गया है।
पोटेशियम क्लोराइड कोट्रांसपोर्टर्स 2 (केसीसी 2) केशन-क्लोराइड-कोट्रांसपोर्टर्स (सीसीसी) के विलेय वाहक परिवार 12 (एसएलसी 12) का एक सदस्य है, जो विशेष रूप से न्यूरॉन में पाया जाता है और सीएल-होमोस्टेसिस और परिणामस्वरूप कार्यात्मक जीबीएर्जिक अवरोध के उचित कार्य के लिए आवश्यक है। केसीसी 2 के उचित विनियमन में विफलता हानिकारक है और मिर्गी सहित कई न्यूरोलॉजिकल बीमारियों की व्यापकता से जुड़ी हुई है। केसीसी 2 के विनियमन में शामिल तंत्र को समझने के संबंध में काफी प्रगति हुई है, जो उन तकनीकों के विकास के लिए मान्यता प्राप्त है जो शोधकर्ताओं को इसके कार्यों और गतिविधियों का अध्ययन करने में सक्षम बनाते हैं; या तो प्रत्यक्ष (काइनेज नियामक साइटों फॉस्फोराइलेशन का आकलन) या अप्रत्यक्ष (जीएबीए गतिविधि का अवलोकन और निगरानी) जांच के माध्यम से। यहां, प्रोटोकॉल इस बात पर प्रकाश डालता है कि पश्चिमी सोख्ता तकनीक का उपयोग करके किनेज नियामक साइटों – टीएचआर 906 और टीएचआर 1007 पर केसीसी 2 फॉस्फोराइलेशन की जांच कैसे करें। केसीसी 2 गतिविधि को सीधे मापने के लिए उपयोग किए जाने वाले अन्य क्लासिक तरीके हैं, जैसे कि रूबिडियम आयन और थैलियम आयन अपटेक परख। जीएबीए गतिविधि को मापने के लिए पैच-क्लैंप-इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी जैसी आगे की तकनीकों का उपयोग किया जाता है; इसलिए, इंट्रासेल्युलर क्लोराइड आयन होमियोस्टेसिस के आकलन द्वारा सूचित के रूप में अप्रत्यक्ष रूप से सक्रिय और / या निष्क्रिय केसीसी 2 को दर्शाता है। इन अतिरिक्त तकनीकों में से कुछ पर इस पांडुलिपि में संक्षेप में चर्चा की जाएगी।
पोटेशियम क्लोराइड कोट्रांसपोर्टर्स 2 (केसीसी 2) केशन-क्लोराइड-कोट्रांसपोर्टर्स (सीसीसी) के विलेय वाहक परिवार 12 (एसएलसी 12) का एक सदस्य है, जो विशेष रूप से न्यूरॉन में पाया जाता है और सीएल-होमियोस्टैसिस के उचित कार्य के लिए आवश्यक है और इसके परिणामस्वरूप कार्यात्मक जीबीएर्जिक अवरोध 1,2,3,4 है। केसीसी 2 द्वारा 4-6 एमएम पर कम इंट्रान्यूरोनल सीएल-एकाग्रता ([सीएल-]आई) का रखरखाव मस्तिष्कऔर रीढ़ की हड्डी में γ-एमिनोब्यूट्रिक एसिड (जीएबीए)/ग्लाइसिन हाइपरपोलराइजेशन और सिनैप्टिक अवरोध की सुविधा प्रदान करता है। केसीसी 2 के उचित विनियमन में विफलता मिर्गीसहित कई न्यूरोलॉजिकल बीमारियों की व्यापकता से जुड़ी हुई है। इसके अलावा, केसीसी 2-मध्यस्थता सीएल– एक्सट्रूज़न और बिगड़ा हुआ हाइपरपोलराइज़िंग जीएबीएए और / या ग्लाइसिन रिसेप्टर-मध्यस्थता धाराओं को मिर्गी, न्यूरोपैथिक दर्द और स्पास्टिकिटी 6,7 में फंसाया गया है। न्यूरोनल केसीसी 2 को अपने सी-टर्मिनल इंट्रासेल्युलर डोमेन के भीतर प्रमुख नियामक अवशेषों के फॉस्फोराइलेशन के माध्यम से नकारात्मक रूप से संशोधित किया जाता है, जिसमें नो-लाइसिन (डब्ल्यूएनके)-एसटीई 20/ एसपीएस 1-संबंधित प्रोलाइन/ एलानिन-रिच (एसपीएके)/ऑक्सीडेटिव स्ट्रेस-रिस्पॉन्सिव (ओएसआर) काइनेज सिग्नलिंग कॉम्प्लेक्स1 होता है, जो अपरिपक्व न्यूरॉन्स 2,8,9 में विध्रुवीकृत जीएबीए गतिविधि के रखरखाव की सुविधा प्रदान करता है। . डब्ल्यूएनके-एसपीएके /ओएसआर 1 थ्रेओनिन अवशेषों 906 और 1007 (टीएचआर 906 / टीएचआर 1007) को फॉस्फोराइलेट करता है और बाद में केसीसी 2 के एमआरएनए जीन अभिव्यक्ति को डाउनरेगुलेट करता है, जिससे इसके शारीरिक कार्य 8,10 में गिरावट आती है। इससे भी महत्वपूर्ण बात, हालांकि, यह पहले से ही एक तथ्य है कि WNK-SPAK / OSR1 किनेज कॉम्प्लेक्स को केसीसी 2 अभिव्यक्ति 1,2,4,11,12 को फॉस्फोराइलेट और बाधित करने के लिए जाना जाता है, और यह कि फॉस्फोराइलेट Thr906 / Thr1007 के लिए किनेज कॉम्प्लेक्स सिग्नलिंग मार्गों का निषेध KCC2 एमआरएनए जीन 13,14,15 की बढ़ी हुई अभिव्यक्ति से जुड़ा हुआ है। . यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि प्रोटीन फॉस्फोराइलेशन के माध्यम से न्यूरोनल केसीसी 2 और एनए +-के +-2सीएल-कोट्रांसपोर्टर्स 1 (एनकेसीसी 1) अभिव्यक्ति का विनियमन सहवर्ती रूप से और इसके विपरीत पैटर्न 1,4,16 में काम करता है।
केसीसी 2 के विनियमन में शामिल तंत्र की समझ के संबंध में लगातार और काफी प्रगति हुई है, जो तकनीकों के विकास के लिए मान्यता प्राप्त है जो शोधकर्ताओं को इसके कार्यों और गतिविधियों का अध्ययन करने में सक्षम बनाता है; या तो प्रत्यक्ष (काइनेज नियामक साइटों फॉस्फोराइलेशन का आकलन) या अप्रत्यक्ष (जीएबीए गतिविधि का अवलोकन और निगरानी) जांच के माध्यम से। यहां प्रस्तुत प्रोटोकॉल किनेज नियामक साइटों Thr906/1007 पर कोट्रांसपोर्टर के फॉस्फोराइलेशन की जांच करके न्यूरोनल K+–Cl-सह-ट्रांसपोर्टर KCC2 के कार्यों और गतिविधियों का अध्ययन करने के लिए पश्चिमी सोख्ता तकनीकों के अनुप्रयोग पर प्रकाश डालता है।
वेस्टर्न ब्लॉट एक विधि है जिसका उपयोग ऊतक या कोशिका के नमूने से रुचि के विशिष्ट प्रोटीन का पता लगाने के लिए किया जाता है। यह विधि पहले वैद्युतकणसंचलन के माध्यम से प्रोटीन को आकार से अलग करती है। एक विशिष्ट एंटीबॉडी का उपयोग करके लक्ष्य प्रोटीन को चिह्नित करने से पहले प्रोटीन को इलेक्ट्रोफोरेटिक रूप से एक ठोस समर्थन (आमतौर पर एक झिल्ली) में स्थानांतरित किया जाता है। एंटीबॉडी को विभिन्न टैग या फ्लोरोफोरे-संयुग्मित एंटीबॉडी के लिए संयुग्मित किया जाता है जो या तो कलरिमेट्रिक, केमिल्यूमिनेसेंस या फ्लोरेसेंस विधियों का उपयोग करके पता लगाया जाता है। यह प्रोटीन के मिश्रण से एक विशिष्ट लक्ष्य प्रोटीन का पता लगाने की अनुमति देता है। इस तकनीक का उपयोग केसीसी1 के फॉस्फोस्पेसिफिक साइटों को चिह्नित करने के लिए किया गया है और इसका उपयोग काइनेज इनहिबिटर की पहचान करने के लिए किया गया है जो केसीसी 3 टीएचआर 991 / टीएचआर 1048 फॉस्फोराइलेशन17 को रोकते हैं। इस प्रोटोकॉल का पालन करके, कोई विशेष रूप से सेल / ऊतक लाइसेट से कुल और फॉस्फोराइलेटेड केसीसी 2 का पता लगा सकता है। सिद्धांत रूप में, इस तकनीक द्वारा प्रोटीन-संयुग्मित एंटीबॉडी का पता लगाना अत्यधिक महत्वपूर्ण है क्योंकि यह केसीसी 2 के फॉस्फो-साइटों पर सहकारी गतिविधियों की समझ में सुधार करने में मदद करता है, जो उनके शारीरिक नियमों में शामिल आणविक तंत्र पर प्रकाश डालता है। कुल प्रोटीन अभिव्यक्ति का मात्रात्मक विश्लेषण केसीसी 2 के कार्य और गतिविधि का प्रतिनिधि है। केसीसी 2 गतिविधि को सीधे मापने के लिए उपयोग किए जाने वाले अन्य शास्त्रीय तरीके हैं, जैसे कि रुबिडियम आयन और थैलियम आयन अपटेक परख। जीएबीए गतिविधि को मापने के लिए पैच-क्लैंप-इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी जैसी आगे की तकनीकों का उपयोग किया जाता है; इसलिए, इंट्रासेल्युलर क्लोराइड आयन होमियोस्टेसिस के आकलन द्वारा सूचित के रूप में अप्रत्यक्ष रूप से सक्रिय और / या निष्क्रिय केसीसी 2 को दर्शाता है।
सीसीसी के एसएलसी 12 की गतिविधियों को मापने के लिए कई तरीकों का उपयोग किया गया है जो न्यूरॉन्स में व्यक्त किए जाते हैं, जिसमें केसीसी 2 भी शामिल है। इनमें से कई तकनीकों ने इन ट्रांसपोर्टरों की कार्यात्मक प…
The authors have nothing to disclose.
इस काम को द रॉयल सोसाइटी यूके (अनुदान संख्या आईईसी \ एनएसएफसी 201094), और एक राष्ट्रमंडल पीएचडी छात्रवृत्ति द्वारा समर्थित किया गया था।
40% acrylamide | Sigma-Aldrich | A2917 | Used to make seperating and stacking gel for SDS-PAGE |
Ammonium Per Sulfate | Sigma-Aldrich | 248614 | Used to make seperating and stacking gel for SDS-PAGE |
anti pSPAK | Dundee University | S670B | Used as primary antibody for western blotting |
anti-KCC2 | Dundee University | S700C | Used as primary antibody for western blotting |
anti-KCC2 pSer940 | Thermo Fisher Scientific | PA5-95678 | Used as primary antibody for western blotting |
anti-KCC2 pThr1007 | Dundee University | S961C | Used as primary antibody for western blotting |
anti-KCC2 pThr906 | Dundee University | S959C | Used as primary antibody for western blotting |
anti-mouse | Cell Signalling technology | 66002 | Used as secondary antibody for western blotting |
anti-NKCC1 | Dundee University | S841B | Used as primary antibody for western blotting |
anti-NKCC1 pThr203/207/212 | Dundee University | S763B | Used as primary antibody for western blotting |
anti-rabbit | Cell Signalling technology | C29F4 | Used as secondary antibody for western blotting |
anti-sheep | abcam | ab6900 | Used as secondary antibody for western blotting |
anti-SPAK | Dundee University | S669D | Used as primary antibody for western blotting |
anti-β-Tubulin III | Sigma-Aldrich | T8578 | Used as primary antibody for western blotting |
Benzamine | Merck UK | 135828 | Used as component of lysis buffer |
Beta-mercaptoethanol | Sigma-Aldrich | M3148 | Used as component of loading buffer and lysis buffer |
Bradford Coomasie | Thermo Scientific | 1856209 | Used for lysate protein quantification |
Casting apparatus | Atto | WSE-1165W | Used to run SDS-page electrophoresis |
Centrifuge | Eppendorf | 5804 | Used in lysate preparation |
Centrifuge | VWR | MicroStar 17R | Used for spinning samples |
Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Sigma-Aldrich | D2650-100ML | Used for cell culture experiment |
Dried Skimmed Milk | Marvel | N/A | Used to make blocking buffer |
Dulbecco's Modified Eagle's Medium – high glucose | Sigma-Aldrich | D6429 | Used for cell culture |
ECL reagent | Perkin Elmer | ORTT755/2655 | Used to develop image for western blotting |
EDTA | Fisher Scientific | D/0700/53 | Used as component of lysis buffer |
EGTA | Sigma-Aldrich | e4378 | Used as component of lysis buffer |
Electrophoresis Power Supply | BioRad | PowerPAC HC | To supply power to run SDS-page electrophoresis |
Ethanol | ThermoFisher | E/0650DF/17 | Used for preparing sterilized equipments and environment |
Fetal Bovine Serum - heat inactivated | Merck Life Sciences UK | F9665 | Used for cell culture |
Fumehood | Walker | A7277 | Used for cell culture |
Gel Blotting – Whatman | GE Healthcare | 10426981 | Used in western blotting to make transfer sandwich |
Glycine | Sigma-Aldrich | 15527 | Used to make buffers |
GraphPad Prism Software | GraphPad Software, Inc., USA | Version 6.0 | Used for plotting graphs and analysing data for western blotting |
HCl | Acros Organics | 10647282 | Used to make seperating and stacking gel for SDS-PAGE |
Heating block | Grant | QBT1 | Used to heat WB loading samples |
HEK293 cells | Merck UK | 12022001-1VL | Cell line for culture experiment |
ImageJ Software | Wayne Rasband and Contributors; NIH, USA | ImageJ 1.53e | Used to measure band intensities from western blotting images |
Imaging system | BioRad | ChemiDoc MP | Used to take western blotting images |
Incubator | LEEC | LEEC precision 190D | Used for cell culture |
Isopropanol | Honeywell | 24137 | Used in casting gel for electrophoresis |
L-glutamine solution | Sigma-Aldrich | G7513 | Used for cell culture |
Lithium dodecyl sulfate (LDS) | Novex | NP0008 | Used as loading buffer for western blotting |
MEM Non-essential amino acid | Merck Life Sciences UK | M7145 | Used for cell culture |
Microcentrifuge | Eppendorf | 5418 | Used for preparing lysates for WB |
Microplate reader | BioRad | iMark | Used for lysate protein concentration readout |
Microsoft Powerpoint | Microsoft, USA | PowerPoint2016 | Used to edit western blotting images |
Molecular Weight Marker | BioRad | 1610373 | Used for western blotting |
N-ethylmaleimide | Thermo Fisher Scientific | 23030 | Used for cell culture experiment |
Nitrocellulose membrane | Fisher Scientific | 45004091 | Used for western blotting |
Penicillin-Streptomycin | Gibco | 15140122 | Used for cell culture |
pH Meter | Mettler Toledo | Seven compact s210 | Used to monitor pH of buffer solutions |
Phenylmethylsulfonylfluoride (PMSF) | Sigma-Aldrich | P7626 | Used as component of lysis buffer |
Phosphate Buffer Saline | Sigma-Aldrich | D8537 | Used for cell culture |
PKCδ pThr505 | Cell Signalling technology | 9374 | Used as primary antibody for western blotting |
Sepharose Protein G | Generon | PG50-00-0002 | Used for immunoprecipitation |
Sodium chloride | Sigma-Aldrich | S7653 | Used as component of wash buffer |
Sodium Chloride | Sigma-Aldrich | S7653 | Used to prepare TBS-T buffer |
Sodium Dodecyl Sulfate | Sigma-Aldrich | L5750 | Used to make seperating and stacking gel for SDS-PAGE |
sodium orthovanadate | Sigma-Aldrich | S6508 | Used as component of lysis buffer |
Sodium Pyruvate | Sigma-Aldrich | S8636 | Used for cell culture |
sodium-β-glycerophosphate | Merck UK | G9422 | Used as component of lysis buffer |
Staurosporine (from Streptomyces sp.) | Scientific Laboratory Supplies, UK | S4400-1MG | Used for cell culture experiment |
Sucrose | Scientifc Laboratory Supplies | S0389 | Used as component of lysis buffer |
TEMED | Sigma-Aldrich | T7024 | Used to make seperating and stacking gel for SDS-PAGE |
Transfer Chamber | BioRad | 1658005EDU | Used in western blotting to transfer protein on membrane |
Tris | Sigma-Aldrich | T6066 | Used to make seperating and stacking gel for SDS-PAGE |
Triton-X100 | Sigma-Aldrich | T8787 | Used as component of lysis buffer |
Trypsin-EDTA Solution | Merck Life Sciences UK | T4049 | Used for cell culture |
Tween-20 | Sigma-Aldrich | P3179 | Used as make TBS-T buffer |
Vacuum pump | Charles Austen | Dymax 5 | Used for cell culture |
Vortex | Scientific Industries | K-550-GE | Used in sample preparation |
Vortex mixer | Scientific Industries Ltd | Vortex-Genie K-550-GE | Used of mixing resolved sample |
Water bath | Grant Instruments Ltd. (JB Academy) | JBA5 | Used to incubate solutions |