Bu protokol, klinik numunelerde ve in vitro kinaz deneylerinde Fos-tag jel elektroforezi kullanılarak hedef proteinlerin fosforilasyon modifikasyonlarındaki değişiklikleri tespit etmek için prosedürleri açıklar.
Yöntem makalesi
Bu protokol, klinik numunelerde ve in vitro kinaz deneylerinde Fos-tag jel elektroforezi kullanılarak hedef proteinlerin fosforilasyon modifikasyonlarındaki değişiklikleri tespit etmek için prosedürleri açıklar.
Fosforilasyon, protein fonksiyonunu düzenleyen klasik bir translasyon sonrası modifikasyondur. Proteinler tipik olarak, farklı konumlardaki çeşitli kinazlar tarafından modifiye edilebilen çoklu potansiyel fosforilasyon bölgeleri içerir. Hastalıkta hedef proteinlerin fosforilasyon değişikliklerini incelemek genellikle fosfo-spesifik antikorlar gerektirir. Ancak, ticari seçenekler tek bir siteyle sınırlı olabilir veya tamamen kullanılamayabilir. Burada, Phos-tag jel elektroforezi kullanılarak klinik numunelerde hedef proteinlerin fosforilasyon modifikasyonlarındaki değişiklikleri tespit etmek ve in vitro kinaz testleri yoluyla ayrıntılı fosforilasyon bölgelerini tanımlamak için bir yöntem açıklanmaktadır. Fos-tag'a bağlı fosforile proteinler, SDS-PAGE jel elektroforezinde daha yavaş migrasyon oranları sergiler ve yavaş göç eden bantların ortalama piksel yoğunluğuna dayalı olarak hastalık dokularındaki fosforilasyon değişikliklerinin yarı kantitatif analizini mümkün kılar. Araştırmacılar, Phos-tag SDS-PAGE'i birden fazla aday proteine karşı pan-spesifik antikorlar kullanarak immünoblotlama ile birleştirerek, fosforilasyon değişiklikleri ile hedef proteinleri verimli bir şekilde tanımlayabilirler. Aday kinazların taranmasını takiben, hedef protein ile in vitro kinaz testleri gerçekleştirilir ve elde edilen fosforile ürünler, kesin bölge tanımlaması için kütle spektrometresine tabi tutulur. Bu yöntem, spesifik fosforile protein antikorları gerektirmez, bu da hastalıktaki değişmiş fosforilasyon durumlarını tanımlamak için doku örneklerinin büyük ölçekli taranmasına izin verir. Ayrıca, tanımlanan fosforilasyon bölgeleri, hastalık dokularında kantitatif ve lokalizasyon analizi için spesifik antikorlar geliştirmek için kullanılabilir ve fonksiyonel rolleri hakkında daha derin bilgiler sağlar.
Fosforilasyon, proteinlerin hücre altı lokalizasyonunu, kinaz aktivitesini ve transkripsiyonel aktivitesini modüle etmek için önemli bir translasyon sonrası modifikasyondur. İnsan genomunda, sinyal iletimi, gen ekspresyonu ve protein-protein etkileşiminde rol oynayan 500'den fazla protein kinaz geni bulunmuştur1. Fosforilasyon ve defosforilasyon, hücre yapışmasını, hücre proliferasyonunu ve hücre farklılaşmasını düzenlemek için hızlı bir şekilde geri dönüşümlü olan çeşitli kinazların kontrolü altındadır2. Bununla birlikte, anormal protein fosforilasyon modifikasyonları, tümör oluşumu, otoimmün bozukluklar, nörodejenerasyon ve subfertilite 3,4,5 dahil olmak üzere birçok insan hastalığından sorumludur.
Klinik örneklerin fosfoproteomik profillemesi, çoklu aday diferansiyel fosforile proteinler6 verir. İnsan hastalıklarındaki temel fosforilasyon modifikasyonlarını ortaya çıkarmak için, spesifik hedef proteinlerin fosforilasyon durumunu tespit etmek için kolay ve etkili bir yöntem gereklidir. Farklı bölgelerdeki fosforilasyon, proteinde belirgin fonksiyonel değişikliklere yol açabilir. Bu nedenle, belirli amino asit bölgelerini hedef alan fosforilasyona özgü antikorların kullanılması, protein fosforilasyonundaki değişiklikleri tespit etmek için şüphesiz en iyi yöntemdir. Bununla birlikte, birçok protein için iyi karakterize edilmiş fosfo-spesifik antikorlar yoktur. Ek olarak, yeni potansiyel fosforilasyon bölgelerini tanımlamak için daha uygun bir yaklaşım gereklidir. Spesifik amino asit kalıntılarındaki fosforilasyon genellikle bir proteinin jel elektroforezindeki göç hızını değiştirir ve daha yavaş göç eden bantlar fosforilasyon durumundaki değişiklikleri yansıtabilir7. Bununla birlikte, bu hareketlilik değişimleri genellikle incedir ve bu da onları ayırt etmeyi zorlaştırır. Fos-etiketi, fosforile Ser/Thr/Tyr ve His/Asp/Lys kalıntılarını yakalayabilen, model olarak bir alkalin fosfataz katalitik alandan tasarlanmış sentezlenmiş bir kimyasal bileşiktir. Bu nedenle, fos-etiket konjugasyonu, fosforile edilmiş ve fosforile edilmemiş proteinler arasındaki göç hızı farklılıklarını etkili bir şekilde yükseltirken, aynı zamanda fosforilasyon bölgelerinin sayısındaki varyasyonları da ayırt eder8.
Doku örneklerinde hedef protein fosforilasyon değişikliklerini tespit etmek için kullanılan bu Fos etiketi tabanlı metodoloji, geleneksel yaklaşımlara göre belirgin avantajlar sunar. En önemlisi, fosfo-spesifik antikorlara olan gereksinimi ortadan kaldırır, bunun yerine tespit için standart WB dereceli proteine özgü antikorları kullanır. Hedef proteinlerin fosforile edilmiş ve fosforile edilmemiş formları, Phos-tag SDS-PAGE sırasında farklı bantlar olarak çözülür ve karşılaştırmalı bant yoğunluğu analizi yoluyla hastalık durumlarındaki fosforilasyon seviyesi değişikliklerinin yarı kantitatif değerlendirmesini sağlar. Bu protokoldeki iş akışı şunları içerir: (1) protein örneklerinin fos-tag SDS-PAGE ayrımı, (2) fosforile hedefler için immünoblot taraması, (3) fosfo-Ser / Thr antikorları tarafından doğrulanan aday kinazlarla in vitro kinaz testleri. Sonraki kütle spektrometresi analizi (harici bir hizmet platformu tarafından yürütülür), bölgeye özgü antikor gelişimini sağlamak için fosforilasyon bölgelerini tanımlar; Ayrıntılı metodoloji mevcut protokolde yer almamaktadır. Özellikle, bu yaklaşım, klinik numunelerde Nur77 fosforilasyon değişikliklerini tespit etmek, Mst1 kinazını Nur77 fosforilasyonunun yukarı akış düzenleyicisi olarak tanımlamak ve Nur779'un treonin 366'sında fosforilasyonun klinik tespiti için bölgeye özgü bir fosfo-antikor geliştirmek için başarıyla uygulanmıştır. Bu nedenle, bu yaklaşım, ticari olarak mevcut antikorlar kullanılarak çok sayıda hedefte fosforilasyon durumu değişikliklerinin büyük ölçekli taranmasına izin verdiği için, birden fazla aday proteini araştırırken ön araştırma aşamalarında özellikle değerli olduğunu kanıtlamaktadır.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Nanjing Drum Tower Hastanesi'ndeki Kurumsal İnceleme Kurulları insan araştırmasını onayladı (2013-408081-01). Mevcut protokol, temsili bir model olarak endometriyal doku kullanılarak oluşturulmuştur. Uygun optimizasyon ile bu metodoloji, protein ekstraksiyonu ve sonraki analizler için tümör dokuları dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere diğer klinik örneklere genişletilebilir. Endometrial biyopsi, fertil kadınlardan (Kontrol grubu) vetüp bebek-embriyo transferi yapılan tekrarlayan embriyo implantasyon başarısızlığı olan kadınlardan (Hastalık grubu) orta salgı döneminde yapılır. Tüm hastalar örnekleme prosedüründen önce bilgilendirilmiş onam verdi. Reaktifler ve kullanılan ekipman Malzeme Tablosunda listelenmiştir.
1. Numunelerin hazırlanması
2. Phos-tag SDS-PAGE jelin jel hazırlanması
3. Fos etiketli SDS-PAGE'in elektroforezi
4. İmmünoblotlama ve analiz
5. Hedef proteinin immünopresipitasyonu
6. Fosforile amino asitleri tanımlamak için in vitro kinaz testi
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Kontrol grubundan ve hastalık grubundan alınan insan örneklerinin ön fosfoproteomik profili, Nur77'yi aday diferansiyel fosforile protein olarak tanımladı. Phos-tag SDS-PAGE'in Nur77 protein fosforilasyonunu tespit etmedeki etkinliğini değerlendirmek için bir Mn2 +-Phos-tag SDS-PAGE deneyi yapıldı. Doku örneklerinden toplam protein ekstraksiyonundan sonra, 30 μg protein yüklendi ve Mn2 + -Fos-tag jel elektroforezi ile ayrıldı, ardından PVDF membranına transfer edildi. İmmünoblotlama, bir Nur77 prime...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Klinik dokulardaki hedef proteinlerin fosforilasyon değişikliklerini tespit etmek için Phos-tag tabanlı yaklaşım, protein fosforilasyon araştırmaları için önemli avantajlar sunar. Fosforile proteinler, Fos-tag bağlanması nedeniyle azalmış elektroforetik hareketlilik sergiler ve fosfo-spesifik antikorlar gerektirmeden aday proteinlerin fosforilasyon durumunun yüksek verimli taranmasını sağlar. Bu, özellikle çoklu aday proteinlerin ilk büyük ölçekli profillemesi için değerlidir. Değiştiril...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarlar herhangi bir potansiyel çıkar çatışması beyan etmemektedir.
Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (82271698) ve Jiangsu Eyaleti Doğa Bilimleri Vakfı (BK20231117) tarafından desteklenmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| % 10 SDS Çözümü | Sangon Biotech | B548118 | |
| 10x Tris / Glisin / SDS | BIO-RAD | ||
| 1610732 4 kez; Laemmli protein numune tamponu | BIO-RAD | 1610747 | |
| Akrilamid | Sangon Biotech | A601032 | |
| Amonyum persülfat | Sangon Biotech | A100486 | |
| Anti-FLAG M2 afinite jeli | Millipore | A2220 | |
| Geliştirilmiş kemilüminesans kiti | ThermoFisher | 32106 | |
| FLAG antikoru | CST | 14793 | |
| BAYRAK Peptit | Millipore | F3290 | |
| HRP konjuge ikincil antikor | Bioworld Teknolojisi | BS13278 | |
| Lipofektamin 3000 | ThermoFisher | L3000015 | |
| Mini-PROTEAN Tetra Dikey Elektroforez Hücresi | BIO-RAD | 1658005 | |
| Mst1 antikoru | CST | 3682 | |
| N, N'-metilen-bisakrilamid | Sangon Biotech | A600025 | |
| N, N, N', N'-Tetrametiletilendiamin (TEMED) | Sangon Biotech | A610508 | |
| Nur77 antikoru | CST | 3960 | |
| fosfataz İnhibitörü Kokteyli 2 | Sigma | P5726 | Tirozin protein fosfatazlarının inhibisyonu için, asit ve alkalin fosfatazlar |
| Fosfataz İnhibitörü Kokteyl 3 | Sigma | P0044 | Protein fosfataz 2A, alkalin fosfatazlar, protein fosfatazlar 1 ve 2A'nın inhibisyonu için |
| Fosfo-serin antikoru | Sigma | P5747 | |
| Fosfo-treonin antikoru | Sigma | P6623 | |
| Fos-tag Akrilamid | Wako | 304-93526 | Phos-tag'ın hazırlanması için SDS PAGE jel |
| Pierce BCA Protein Test Kiti | Termo | 23227 | |
| Proteaz İnhibitörü Kokteyl | Sigma | S8830 | EDTA içermez, tablet, serin, sistein, aspartik ve metaloproteazların inhibisyonu için |
| PVDF membranı | Roche | 3010040001 | |
| ThermoMixer | Eppendorf | 2231001127 | |
| Doku Dağıtıcı | IKA | T 10 | Doku homojenatı elde etmek için |
| Tris-HCl Tamponu (0,5 M, pH 6,8) | Sangon Biotech | B546020 | |
| Tris-HCl Tamponu (1,5 M, pH 8,8) | Sangon Biotech | B546019 | |
| Vakumlu kurutucu | ThermoFisher | 5311-0250 | Jel çözeltisinin gazını almak için |
| β-Merkaptoetanol | Sigma | M3148 |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste
İzin iste