Method Article
В отличие от убиквитин ligases было выявлено несколько ligases E3 сумо. Это изменение в пробирке SUMOylation протокол имеет возможность идентифицировать Роман сумо E3 ligases assay растворения в пробирке .
Модификация маленький убиквитин как модификатор (сумо) является важным столб-поступательные изменения (ПТМ), которая опосредует сигнала прежде всего путем модулирования белок белковых взаимодействий. Подобно убиквитин модификации, SUMOylation режиссер последовательного фермента Каскад, включая E1-активация ферментов (SAE1/SAE2), E2-спряжение фермента (Ubc9), E3-лигаза (то есть, основные сборки взаимодействия семьи, RanBP2 и Pc2). Однако, в отличие от ubiquitination, E3 лигаза не является необходимым для реакции, но не обеспечивают точность и эффективность для сопряжения сумо. Белки, изменена SUMOylation может быть идентифицирован в vivo пробирного через иммунопреципитации субстрата специфических антител и immunoblotting с сумо специфические антитела. Однако демонстрация белка сумо E3 лигаза деятельности требует растворения в пробирке SUMOylation анализов с использованием очищенные ферменты, субстрат и сумо белков. Поскольку в реакциях, в пробирке , обычно SAE1/SAE2 и Ubc9, только достаточно для сумо спряжение, повышение SUMOylation по предполагаемым лигаза E3 не всегда легко обнаружить. Здесь мы описываем изменение в пробирке SUMOylation протокол, который последовательно идентифицирует сумо модификации с помощью системы в vitro воссоздана. Шаг за шагом протокол для очистки каталитически активных K-bZIP, вирусный лигаза E3 сумо-2/3, также представил. SUMOylation деятельность очищенный K-bZIP показываются на p53, известных целевых сумо. Этот протокол может быть использован не только для выяснения Роман сумо E3 ligases, но и для выявления их специфичности paralog сумо.
СУМО модификации первоначально была определена как реверсивные столб-поступательные изменения (ПТМ), который регулирует белок стабильности1. В дополнение к прямой спряжение сумо может быть присоединен к белку через non ковалентные взаимодействия по сумо взаимодействия мотивы (SIMs)2. Похож на тирозил-фосфорилирования молекул, укрывательство Src гомологии 2 (Ш2) или phosphotyrosine привязку (ПТБ) доменов3,4, сумо модификации предоставляет дополнительные взаимодействия платформу для селективного набор SIM-содержащих эффекторные белки5,6. Помимо регулирования передачи сигнала SUMOylation транскрипционный анализ факторов и chromatin remodeling молекул служат для модулировать ген выражение7,8. Исследования структуры генома всей SUMOylation показали, что сумо модификация связан с позитивным9,10 или отрицательные10,11,12 транскрипции регулирование, отчасти из-за специфики paralogue SUMOylation.
Существует три основных сумо изоформ белка, спряжение подарок в mammalian клетках; к ним относятся сумо-1 и весьма гомологичных сумо-2 и сумо-3 (упоминаемый как сумо-2/3)13. СУМО обычно спрягаются для остатков лизина (K) в ψKxD/E консенсус мотив в целевого белка. SIM-карты в сумо E3 ligases отвечает за специфики paralogue14. В отличие от ubiquitination путей, содержащих сотни E3 ligases там были лишь несколько сумо E3 ligases определены15. СУМО E3 ligases определяются свойствами, включая их способность (i) связывают Ubc9, (ii) связывают общие сумо через SIM домена и (iii) повышение сумо передачи от Ubc9 на подложке. Лигаза E3 не является абсолютно необходимым для сумо спряжение16, но обеспечивает субстрата и специфичность сумо paralogue. Поскольку обычно только малую часть всего субстрата белка, сумо изменение, обнаружение SUMOylated белков в vivo это всегда вызов. Таким образом точные и воспроизводимые анализы необходимы для того, чтобы выяснить точное предназначение сумо модификации.
В пробирке SUMOylation assay, который оценивает очищенный Ubc9 способность катализировать SUMOylation субстрата белков, является широко признанным assay для изучения сумо модификация17. Однако сумо E3 лигаза деятельность в большинстве случаев не могут быть обнаружены или могут быть обнаружены только с мутировал лигаза сумо с высокой активностью лигаза сумо E3 и низкой субстратная специфичность по стандартному протоколу из-за присутствия обильное количество Ubc918 . Общий успех этот assay в значительной степени зависит от тщательного титрования очищенный Ubc9. В vitro Пробирная SUMOylation описано здесь отличается от стандартного SUMOylation протокола (см. Таблицу материалы). Наблюдение за увеличение глобальной модификации сумо во время возобновления саркома Капоши связанные герпеса (KSHV) побудило нас выявления вирусной лигаза сумо E3, которая может нести ответственность за регулирование вверх SUMOylation. После небольших скрининг взаимодействия белков вирусной сумо E3 лигаза K-bZIP, p53 был признан Роман субстрата. В этом протоколе мы показать в деталях клетках насекомых, шаги, связанные в выражение и очистки одичал тип K-bZIP, вирусный лигаза сумо E3 с сумо-2/3 специфика. Очищенный K-bZIP способность увеличить SUMOylation p53, известный сумо субстрата, оценивается присутствии снижение количества E1 и E2 ферментов. Используя этот измененный SUMOylation assay, исследователи могут надежно определить способности сумо E3 лигаза SUMOylate роман или известных субстратов, который является основным шагом в изучении белков SUMOylation. Кроме того этот метод помогает идентифицировать Роман сумо E3 ligases с низкой лигаза активность, но высокий субстратная специфичность.
1. Подготовка бакуловирусы выражение конструкций
2. Очистка K-bZIP
3. SUMOylation Assay
Согласно информации, представленной изготовителем, стандартное количество E1 и E2 фермента в SUMOylation assay-50 Нм до 500 Нм, соответственно. Минимальное количество E2 спрягать фермента Ubc9, которая способна SUMOylate p53 был сначала определяется в пробирке SUMOylation assay. Как низко как одной пятой от объема Ubc9, используемых в стандартных в пробирке SUMOylation протокол assay смогла эффективно SUMOylate p53 (рис. 1A). Таким образом половина суммы E1 фермента в сочетании с одной десятой от суммы Ubc9, используемых в стандартный протокол был использован для другого в пробирке SUMOylation assay. По сравнению с стандартный протокол (рис. 1Б) наблюдалось значительное снижение эффективности SUMOylation.
Таким образом сумо E3 лигаза K-bZIP способностью усиливать p53, SUMOylation был определен с помощью этих изменения в vitro условий SUMOylation. Меткой K-bZIP, очищенного от Sf9 клеток (рисA) работал в SUMOylation реакции, содержащие нижнюю E1 и E2 Ubc9 ферментов. В этих измененных условиях, K-bZIP может эффективно стимулировать SUMOylation p53 (рис. 2B). Immunoblotting с антителами anti-p53 подтвердила аналогичные суммы p53 в каждой реакции, а также обнаружены сумо изменения p53.
Рисунок 1 : Определение минимального количества сумо ферментов, используемых в assay SUMOylation в vitro . (A) p53, которую SUMOylation оценивалась в в пробирке SUMOylation assay который включал наполовину и одной пятой количество фермента Ubc9 используется в стандартный протокол. После 3 часов в пробирке SUMOylation реакции, SUMOylated p53 ферменты были рассмотрены Западная пятно антитела анти p53. (B) в пробирке SUMOylation р53 было дополнительно проанализировать с помощью половину суммы E1 фермента в сочетании с одной десятой количество Ubc9, используемых в стандартный протокол. Западная помарка была выполнена как описано как (A). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 2 : Повышение SUMOylation p53, сумо E3 лигаза K-bZIP. (A) очищенной выразил бакуловирусы K-bZIP белка, анализируемой SDS-PAGE с Окрашивание Кумасси синий. 1 мкг BSA и 10 мкл очищенного K-bZIP загрузки для сравнительного количество белка. (B) K-bZIP Улучшено p53, которую SUMOylation оценивали с помощью в пробирке SUMOylation реакция с половиной количество фермента E1 и одну десятую количество рекомендуется Ubc9 в стандартный протокол. SUMOylated p53 расследуются Западная помарка, как описано в Рисунок 1A. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
В пробирке SUMOylation протокол, описанный здесь обычно используется для установления статуса SUMOylation выявленных Ubc9 субстратов. Основные ограничения, используя стандартный протокол для изучения SUMOylation функция сумо E3 лигаза является обилие активации сумо E1 и E2 спрягать ферментов Ubc9, которые максимально спряжение сумо в в vitro системах. Учитывая эту задачу мы считаем что титрование количество сумо E1 и E2 ферментов до уровня, что один едва можно обнаружить, что их деятельность в SUMOylation доступна только способ определить E3 сумо лигаза мероприятий каталитического характера с использованием этого в пробирке SUMOylation системы. После этой гипотезе мы успешно осветил деятельность лигаза E3 K-bZIP и определили его как Роман лигаза сумо E3 с специфичность к сумо-2/3.
Важным шагом в рамках протокола является включение нижнюю E1 и E2. С помощью этих нижнюю, как показано на рисунке 2, Роман сумо E3 ligases с низкой лигаза активности может быть возможность быть отождествлен с сохранением их характерность субстрата и сумо paralogues. Главным недостатком метода является условием высокого качества антитела, признавая сумо субстрата, поскольку лишь очень небольшая часть субстрата может быть изменен сумо.
Хотя многие белки показывают, потенциал для увеличения SUMOylation после гиперэкспрессия в естественных условиях, определение сумо E3 лигаза должна быть продемонстрирована восстановленный в пробирке SUMOylation системы с использованием очищенного E1, E2 и E3 ферменты. В отличие от сотни, возможно тысячи убиквитин E3 ligases определены до сих пор были найдены только несколько сумо E3 ligases. Это может быть отчасти объясняется использование традиционного стандарта в пробирке SUMOylation assay, которая максимизирует эффективность спряжение сумо и поэтому препятствует SUMOylation функции потенциальных сумо E3 ligases. Настоящий Протокол описывает простой и последовательной пробирного зондировать SUMOylation, усиливается лигаза сумо E3. Описан метод имеет важное значение для идентификации и определения характеристик Роман сумо E3 ligases.
Авторы раскрывают не потенциальные конфликты интересов.
Эта работа была поддержана от грантов от министерства науки и технологии (большинство, 105-2320-B-010-007-MY3 КЦП), национального института здравоохранения исследований (НПУ-EX105-10215BC КЦП), министерства науки и технологии (наиболее 105-2314-Б-400-019 для ХИК) и от национального института медицинских исследований (НПЗУ мг-105-SP-10, НПЗУ мг-106-SP-10-ХИК.). Эта работа была также поддерживается частично с национальным университетом Yang Ming на публикации рукописи КЦП. Спонсоры имел никакой роли в дизайн исследования, сбор данных и анализ, решение опубликовать или возмещение рукописи.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
pFastBac | Invitrogen | 10359-016 | dual expression baculovirus vector |
pCR2.1-TOPO vector | Invitrogen | PCR product vector | |
competent cell E. coli DH5α | Yeastern Biotech | FYE678-80VL | competent E. coli cells A |
E. coli DH10Bac | Invitrogen | 10359-016 | competent E. coli cells B |
FugeneHD | Roche | 04709705001 | transfection reagent |
Opti-MEM | Gibco | 31985062 | reduced serum media |
T4 Ligase | NEW England BioLabs | M0202S | |
CpoI (RsrII) | Thermo Scientific | ER0741 | |
Bluo-gal | Thermo Scientific | B1690 | galactosidase substrate |
IPTG | Sigma-Aldrich | I6758-1G | |
Grace’s Insect Medium | Gibco | 11605094 | |
Fetal Bovine Serum | Gibco | 10082147 | |
Gentamicin | Thermo Fisher | 15750060 | |
Ampicillin | Sigma-Aldrich | A9393-25G | |
Kanamycin | Sigma-Aldrich | K0254-20ML | |
gentamicin | Gibco | 15710-064 | |
tetracyclin | Sigma-Aldrich | 87128-25G | |
LB Broth | Merk | 1.10285.0500 | |
HEPES | Sigma-Aldrich | H4034-100G | |
NaCl | Sigma-Aldrich | S9888-5KG | |
KCl | Merk | 1.04936.1000 | |
Na2HPO4 | Sigma-Aldrich | S5136-500G | |
KH2PO4 | J.T.Baker | 3246-01 | |
sodium dodecyl sulfate | Merk | 1.13760.1000 | |
β-mercaptoethanol | Bio-Rad | 161-0710 | |
TRIS (Base) | J.T.Baker | 4109-06 | |
Non-fat milk | Fonterra | ||
glycerol | J.T.Baker | 2136-01 | |
Triton X-100 | Amresco | 0694-1L | detergent A |
Tween 20 | Amresco | 0777-500ML | detergent B |
Poloxamer 188 solution | Sigma-Aldrich | P5556-100ML | detergent C |
Protease Inhibitor Cocktail Tablet | Roche | 04 693 132 001 | |
3x Flag peptide | Sigma | F4799 | |
anti-FLAG m2 Magnetic beads | Sigma-Aldrich | M8823 | antibody-tagged magnetic beads |
SUMOlink SUMO-1 Kit | Active Motif | 40120 | standard SUMOylation protocol |
SUMOlink SUMO-2/3 Kit | Active Motif | 40220 | standard SUMOylation protocol |
QIAquick Gel Extraction Kit | QIAGEN | 28704 | |
QIAGEN Plasmid Mini Kit | QIAGEN | 12123 | plasmid extraction kit |
Polypropylene tubes | Falcon | 352059 | |
Petri Dish | Falcon | 351029 | |
Cell lifter | Corning | CNG3008 | |
Loading tip | Sorenson BioScience | 28480 | |
PVDF | PerkinElmer | NEF1002 | |
Blotting filter paper | Bio-Rad | 1703932 | |
Mini slab gel apparatus (Bio-Rad Mini Protean II Cell) | Bio-Rad | 1658001 EDU | |
Trans-Blot SD Semi-Dry Electrophoretic Transfer Cell | Bio-Rad | 1703940 | |
Pierce ECL Western Blotting | Thermo | 32106 | ECL reagent |
suspension mixer | Digisystem laboratory instruments Inc. | SM-3000 | |
orbital shaker | Kansin instruments Co. | OS701 | |
ImageQuant LAS 4000 biomolecular imager | GE Healthcare | 28955810 | |
Sf9 | Thermo Scientific | B82501 | |
anti-p53 antibody | Cell Signaling | #9282 | |
anti-rabbit antibody | GE Healthcare | NA934-1ML |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены