الكشف عن مباشرة النشاط خلات تشكيل لأنزيم كيناز خلات
Summary
يوصف أسلوب لتحديد النشاط كيناز خلات. هذا الاختبار يستخدم لتحديد رد الفعل المباشر لنشاط إنزيم وحركية كيناز خلات في اتجاه تشكيل خلات مع يقبلون فسفوريل مختلفة. وعلاوة على ذلك ، يمكن استخدام هذه الطريقة لمعايرة الفوسفات الاسيتيل أخرى أو أسيتيل التميم استخدام الانزيمات.
Abstract
كيناز خلات ، عضوا في لخلات والسكر كيناز – Hsp70 – الأكتين فوق الفصيلة انزيم (ASKHA) 1-5 ، هو المسؤول عن الفسفرة عكسها من خلات لاستغلال الفوسفات ATP الاسيتيل باعتبارها الركيزة. كاينيسات خلات موجودة في كل مكان في البكتيريا وجدت في أحد من جنس الأركيا ، وموجودة أيضا في الميكروبات من حقيقيات النوى 6. وتتميز معظم كيناز خلات جيدا هو أن من thermophila المنتجة للغاز الميثان Methanosarcina archaeon 7-14. وقد تم عزل وكيناز خلات التي تستطيع الاستفادة منها فقط PP ط ولكن ليس للاعبي التنس المحترفين في اتجاه تشكيل الاسيتيل الفوسفات من نسج المتحولة ، والعامل المسبب للمرض الزحار الأميبي ، وحتى الآن فقط تم العثور على 15،16 في هذا جنس.
في اتجاه تشكيل الفوسفات الاسيتيل ، ويقاس عادة خلات النشاط كيناز باستخدام مقايسة hydroxamate ، وصف لأول مرة من قبل Lipmann17-20 ، ومقايسة يقترن التي يقترن تحويل ATP إلى ADP للأكسدة NADH إلى NAD + من كيناز البيروفات الانزيمات واللاكتات نازعة 21،22 ، أو فحص قياس الافراج عن الفوسفات غير العضوية بعد رد فعل للمنتج الفوسفات الاسيتيل مع هيدروكسيل 23. النشاط في المقابل ، يقاس خلات تشكيل الاتجاه اقتران تشكيل ATP من ADP في الحد من NADP + إلى NADPH من هيكسوكيناز الانزيمات والجلوكوز 6 فوسفات نازعة 24.
نحن هنا وصف طريقة للكشف عن النشاط كيناز خلات في اتجاه تشكيل خلات التي لا تتطلب اقتران الانزيمات ، ولكن بدلا من ذلك على ويستند تقرير المباشر للاستهلاك الفوسفات الاسيتيل. بعد رد الفعل الأنزيمية ، يتم تحويل الفوسفات الاسيتيل المتبقية لمجمع الحديد hydroxamate التي يمكن قياسها spectrophotometrically ، أما بالنسبة للمقايسة hydroxamate. وهكذا ، خلافا للشارعandard مقايسة بالإضافة لهذا الاتجاه الذي يعتمد على إنتاج ATP من ADP ، ويمكن استخدام هذا الاختبار المباشر لتحركات خلات التي تنتج ATP أو PP ط.
Protocol
Discussion
الكشف عن الفوسفات الاسيتيل في هذا الاختبار يعتمد على تركيز كاف من هيدروكلوريد هيدروكسيل والتركيز والحموضة من محلول كلوريد الحديديك. وتغيير حجم مقايسة تتطلب إعادة النظر في كل من هذه المكونات. ردود الفعل الأنزيمية الموصوفة هنا أجريت في 37 درجة مئوية مع انتهاء تنفيذ هي?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا العمل من قبل الجائزة NSF # 0920274 وجنوب كارولينا تجربة مشروع محطة (SC – 1700340) لKSS. هذه الورقة التقنية رقم 5929 من المساهمة في تجربة جامعة كليمسون محطة.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
| Acetyl phosphate | Sigma Aldrich | 01409 | Lithium Salt (97% ) |
| Sodium phosphate monobasic (dehydrate) | ThermoFisher | S381 | |
| Sodium phosphate dibasic (anhydrous) | ThermoFisher | S374 | |
| Magnesium chloride (hexahydrate) | ThermoFisher | M33 | |
| Tris Base | ThermoFisher | B152 | |
| Ferric chloride (hexahydrate) | ThermoFisher | I88 | |
| Trichloroacetic acid | ThermoFisher | A324 | |
| Hydroxylamine hydrochloride | ThermoFisher | H330 | |
Adenosine 5’-diphosphate sodium salt |
Sigma Aldrich | A2754 | |
| Biomate III Spectrophotometer | ThermoFisher | 142982082 | Standard UV/Vis spectrophotometer |
References
- Bork, P., Sander, C., Valencia, A. An ATPase domain common to prokaryotic cell cycle proteins, sugar kinases, actin, and hsp70 heat shock proteins. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 89, 7290-7294 (1992).
- Bork, P., Sander, C., Valencia, A. Convergent evolution of similar enzymatic function on different protein folds: the hexokinase, ribokinase, and galactokinase families of sugar kinases. Protein Sci. 2, 31-40 (1993).
- Buss, K. A. Urkinase: structure of acetate kinase, a member of the ASKHA superfamily of phosphotransferases. J. Bacteriol. 183, 680-686 (2001).
- Hurley, J. H. The sugar kinase/heat shock protein 70/actin superfamily: implications of conserved structure for mechanism. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 25, 137-162 (1996).
- Holmes, K. C., Sander, C., Valencia, A. A new ATP-binding fold in actin, hexokinase and Hsc70. Trends. Cell. Biol. 3, 53-59 (1993).
- Ingram-Smith, C., Martin, S. R., Smith, K. S. Acetate kinase: not just a bacterial enzyme. Trends. Microbiol. 14, 249-253 (2006).
- Aceti, D. J., Ferry, J. G. Purification and characterization of acetate kinase from acetate-grown Methanosarcina thermophila. Evidence for regulation of synthesis. J. Biol. Chem. 263, 15444-15448 (1988).
- Latimer, M. T., Ferry, J. G. Cloning, sequence analysis, and hyperexpression of the genes encoding phosphotransacetylase and acetate kinase from Methanosarcina thermophila. J. Bacteriol. 175, 6822-6829 (1993).
- Ingram-Smith, C., Barber, R. D., Ferry, J. G. The role of histidines in the acetate kinase from Methanosarcina thermophila. J. Biol. Chem. 275, 33765-33770 (2000).
- Miles, R. D., Iyer, P. P., Ferry, J. G. Site-directed mutational analysis of active site residues in the acetate kinase from Methanosarcina thermophila. J. Biol. Chem. 276, 45059-45064 (2001).
- Miles, R. D., Gorrell, A., Ferry, J. G. Evidence for a transition state analog, MgADP-aluminum fluoride-acetate, in acetate kinase from Methanosarcina thermophila. J. Biol. Chem. 277, 22547-22552 (2002).
- Ingram-Smith, C. Characterization of the acetate binding pocket in the Methanosarcina thermophila acetate kinase. J. Bacteriol. 187, 2386-2394 (2005).
- Gorrell, A., Lawrence, S. H., Ferry, J. G. Structural and kinetic analyses of arginine residues in the active site of the acetate kinase from Methanosarcina thermophila. J. Biol. Chem. 280, 10731-10742 (2005).
- Gorrell, A., Ferry, J. G. Investigation of the Methanosarcina thermophila acetate kinase mechanism by fluorescence quenching. Biochimie. 46, 14170-14176 (2007).
- Reeves, R. E., Guthrie, J. D. Acetate kinase (pyrophosphate). A fourth pyrophosphate-dependent kinase from Entamoeba histolytica. Biochem. Biophys. Res. Commun. 66, 1389-1395 (1975).
- Fowler, M. L. Kinetic and structural characterization of the novel PPi-dependent acetate kinase from the parasite Entamoeba histolytica. , (2011).
- Lipmann, F. Enzymatic synthesis of acetyl phosphate. J. Biol. Chem. 155, 55-70 (1944).
- Lipmann, F., Tuttle, L. C. A specific micromethod for determination of acyl phosphates. J. Biol. Chem. 159, 21-28 (1945).
- Lipmann, F., Jones, M. E., Black, S., Flynn, R. M. The mechanism of the ATP-CoA-acetate reaction. J. Cell. Physiol. Suppl. 41, 109-112 (1953).
- Rose, I. A., Grunberg-Manago, M., Korey, S. F., Ochoa, S. Enzymatic phosphorylation of acetate. J. Biol. Chem. 211, 737-756 (1954).
- Allen, S. H., Kellermeyer, R. W., Stjernholm, R. L., Wood, H. G. Purification and properties of enzymes involved in the proponic acid fermentation. Journal of Bacteriology. 87, 171-187 (1964).
- Clarke, P. M., Payton, M. A. An enzymatic assay for acetate in spent bacterial culture supernatants. Anal. Biochem. 130, 402-405 (1983).
- Mukhopadhyay, S., Hasson, M. S., Sanders, D. A. A continuous assay of acetate kinase activity: measurement of inorganic phosphate release generated by hydroxylaminolysis of acetyl phosphate. Bioorg. Chem. 36, 65-69 (2008).
- Nakajima, H., Suzuki, K., Imahori, K. Purification and properties of acetate kinase from Bacillus stearothermophilus. J. Biochem. 84, 193-203 (1978).
