本协议提出了一种评估细胞内一种内在的低活性、单周转蛋白酶的蛋白水解活性的方法。具体来说, 该方法用于评价 PCSK9 的蛋白水解活性, 这是脂代谢的关键驱动力, 其蛋白水解活性是其最终胆固醇功能所必需的。
Proprotein convertase 枯草杆菌9型 (PCSK9) 是一种单周转蛋白酶, 它调节血清低密度脂蛋白 (LDL) 水平, 从而导致心血管疾病。尽管 PCSK9 蛋白水解是其完全胆固醇效果所必需的, 但对其蛋白水解功能的评价是有挑战性的: PCSK9 只知道它自己, 只经历一个单一的营业额, 并在蛋白质水解后, 保留其基底在其活性部位为自动抑制剂。这里提出的方法描述了一种克服这些挑战的试验。该方法的研究重点是细胞间蛋白水解, 并将成功的裂解与分泌的荧光素酶活性联系在一起, 可以很容易地在条件培养基中读出。通过突变、瞬变转染和荧光素酶读数的顺序步骤, 该方法可以在基因或分子摄动条件下, 在高通量的情况下 PCSK9 蛋白质水解。该系统非常适合于临床发现的无义单核苷酸多态性 (SNPs) 的生物化学评价, 以及筛选 PCSK9 蛋白水解物的小分子抑制剂。
PCSK9 靶向 ldl 受体 (ldl R) 降解, 提高 ldl 胆固醇 (ldl C) 和驱动动脉粥样硬化性心脏病1,2。治疗靶向 PCSK9 稳健低密度脂蛋白 C 和改善心血管结局的患者, 即使添加到积极的降脂治疗与他汀类药物3,4。然而, 目前批准的疗法仅限于基于抗体的方法, 而且缺乏成本效益5,6。为了解决这个问题, 不那么昂贵的治疗方案, 一种方法来识别患者可能获得更大的利益, 或两者, 是需要的。
小分子方法可以针对细胞内 PCSK9, 提供一个改进的管理路线, 并降低成本, 使它们成为这个领域的 “圣杯”7。然而, PCSK9 已经被小分子所证明是难以用药的。作为蛋白酶, 靶向 PCSK9’s 蛋白水解功能是一个很有吸引力的策略, 因为自我分解是 PCSK9 成熟8的速率限制步骤, 它对 LDL-R9的最大影响是必需的。然而, 到目前为止, 这项战略还没有成功, 可能是由于 PCSK9’s 独特的生物化学: PCSK9 仅10, 执行单翻转反应, 自解裂后, PCSK9 prodomain 仍然绑定在活动站点作为自动抑制剂11, 防止任何进一步的蛋白酶活动的读数。
本文提出了一种评价高通量时尚8PCSK9 蛋白水解功能的方法。通过现场定向诱变, 研究者可以利用这一方法来探讨在临床中发现的编码 snp 的影响, 以评估它们对蛋白质水解的影响, PCSK9 成熟的速率限制步骤。此外, 这种方法将有助于设计高通量的屏幕, 以确定 PCSK9 蛋白降解的调制器, 这将最终扰乱 PCSK9 的表现为 LDL R (和调制 PCSK9’s 胆固醇效应).最后, 该协议可以适应其他具有本质上低活性的蛋白酶, 只要 i) 一个特定的基质蛋白酶对可以找到, 和 ii) 一个合适的细胞内锚可以建立的基质。
上述实验程序提出了一种克服单周转蛋白酶 PCSK9 内在低活性的方法, 并以稳健的方式评价其蛋白水解功能。该检测的关键概念依赖于将单个周转事件转换为酶放大读数。该检测的优点包括相对较短的时间框架和易用性荧光素酶的记者, 以及它的可伸缩性高吞吐量的方法。此外, 该化验结果评估蛋白质水解在其本机, 细胞的上下文。此外, 通过这种检测, 临床鉴定的 snp 可以评估其对 PCSK9 蛋白水解的影…
The authors have nothing to disclose.
提交人感谢 NHLBI/nih (K08 HL124068 和 LRP HMOT1243)、NCATS/nih 通过 UCSF 临床和转化科学研究所催化剂方案 (UL1 TR000004)、UCSF 学术参议院、赫尔曼基金会提供的慷慨资助,基列科学研究学者奖, 辉瑞渴望心血管奖 (全部对 John s Chorba) 和霍华德休斯医学研究所 (阿德里 m. 盖文和凯万 m. Shokat)。
PCR Tubes | USA Scientific | 1402-2900 | For PCR |
Q5 Hot Start | New England Biolabs | M0493L | High-fidelity DNA Polymerase |
Deoxynucleotide Solution Mix | New England Biolabs | N0447L | dNTPs (for PCR) |
pPCSK9-NLucProteaseAssay-WT | 发表 | n/a | Available from authors |
pPCSK9-NLucProteaseAssay-S386A | 发表 | n/a | Available from authors |
Agarose LE | Gold Biotechnology | A-201-100 | For DNA gels |
E-Gel Imager System with Blue Light Base | ThermoFisher Scientific | 4466612 | For imaging DNA gels |
SYBR Safe DNA Gel Stain | ThermoFisher Scientific | S33102 | For DNA gels |
Tris Base | ThermoFisher Scientific | BP152-1 | For DNA gel running buffer |
Glacial acetic acid | ThermoFisher Scientific | A38-500 | For DNA gel running buffer |
Ethylenediaminetetraacetic acid solution | Millipore Sigma | 3690 | EDTA, for DNA gel running buffer |
1 kb DNA ladder | Gold Biotechnology | D010 | DNA ladder |
DpnI | New England Biolabs | R0176S | Restriction enzyme |
LB Agar plates with 100 µg/mL carbenicillin | Teknova | L1010 | LB-Carb plates |
One Shot Mach1 T Phage-Resistent Chemically Competent E. coli | ThermoFisher Scientific | C862003 | Chemically competent cells |
LB Broth, Miller | ThermoFisher Scientific | BP1426-2 | LB |
Carbenicillin | Gold Biotechnology | C-103-5 | Selective antibiotic |
E.Z.N.A. Plasmid Mini Kit I | Omega BioTek | D6942-02 | DNA Purification Miniprep kit |
NanoDrop 2000 Spectrophotomer | ThermoFisher Scientific | ND-2000C | Spectrophotometer |
293T Cells | American Tissue Culture Collection (ATCC) | CRL-3216 | HEK 293T cells |
DMEM, high glucose, pyruvate | ThermoFisher Scientific | 11995065 | DMEM, mammalian cell media |
Fetal Bovine Sera | Axenia Biologix | F001 | FBS |
Trypsin-EDTA (0.05%), phenol red | ThermoFisher Scientific | 25300062 | Trypsin, for cell dissociation |
Phosphate buffered saline (PBS) | ThermoFisher Scientific | 10010023 | PBS |
Countess automated cell counter | ThermoFisher Scientific | C10227 | Automated cell counting |
Countess cell counting chamber slides | ThermoFisher Scientific | C10228 | Slides for cell counting |
CELLSTAR Tissue Culture Plates, White, White-Bottom, with Lid | Grenier Bio-One | 655083 | White, white-bottom 96 well plate |
TempPlate non-skirted 96-well PCR plate, natural | USA Scientific | 1402-9596 | 96 well plate for master plasmid plate |
Nunc 2.0mL DeepWell Plates | ThermoFisher Scientific | 278743 | 96 well deep well plate |
Lipofectamine 3000 | ThermoFisher Scientific | L3000008 | Lipid transfection reagent, Lf3K |
P3000 Reagent | ThermoFisher Scientific | L3000008 | DNA pre-complexation reagent, provided with Lf3K |
OptiMEM I Reduced Serum Medium | ThermoFisher Scientific | 31985062 | Reduced serum medium for transfection |
(+)-Sodium L-ascorbate | Millipore Sigma | A4034 | Sodium ascorbate |
Sodium chloride | Millipore Sigma | S9888 | NaCl |
Albumin, Bovine Serum, Fraction V, Low Heavy Metals | Millipore Sigma | 12659 | BSA |
Methanol (HPLC) | ThermoFisher Scientific | A4524 | MeOH |
Hydrochloric acid | VWR | JT9535-2 | Concentrated HCl |
Coelenterazine | Gold Biotechnology | CZ2.5 | Luciferase substrate |
Syringe Filter, Sterile | ThermoFisher Scientific | 09-720-3 | Sterile filter, PVDF, 0.22 µm pore |
Pipet-Lite Multi Pipette L12-200XLS+ | Rainin | 17013810 | Multichannel pipette |
Pipet-Lite Multi Pipette L12-20XLS+ | Rainin | 17013808 | Multichannel pipette |
Pipet-Lite Multi Pipette L12-10XLS+ | Rainin | 17013807 | Multichannel pipette |
Reagent reservoir | Corning | 4870 | Trough for reagents |
Centrifuge tubes, 15 mL | ThermoFisher Scientific | 05-539-12 | 15 mL tubes |
Centrifuge tubes, 50 mL | Corning | 430829 | 50 mL tubes |
Spark Microplate Reader | Tecan | N/a | Plate Reader |
Excel | Microsoft | 2016 for Mac | Spreadsheet software |
Prism | GraphPad Software | v7 | Scientific data analysis software |