Protein Purification Technik, die Erkennung von Sumoylierung und Ubiquitinierung von Bäckerhefe Kinetochor Proteine Ndc10 und Ndc80 Erlaubt
Summary
Diese Handschrift beschreibt den Nachweis von Sumoylierung und Ubiquitinierung von Kinetochor-Proteinen, Ndc10 und Ndc80, in der Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae.
Abstract
Post-translationale Modifikationen (PTMs), wie Phosphorylierung, Methylierung, Acetylierung, Ubiquitinierung und sumoylation, regulieren die zelluläre Funktion von vielen Proteinen. PTMs der Kinetochor-Proteinen, die mit Centromer-DNA assoziieren vermitteln treu Chromosomensegregation auf Genomstabilität zu gewährleisten. Biochemischen Ansätzen wie Massenspektrometrie und Western-Blot-Analyse werden am häufigsten für die Identifizierung von PTMs verwendet. Dabei wird ein Protein-Reinigungsverfahren beschrieben, das den Nachweis von sowohl sumoylation und Ubiquitinierung des kinetochore Proteinen Ndc10 und Ndc80, in Saccharomyces cerevisiae ermöglicht. Ein Stamm, der zum Ausdruck bringt Polyhistidin-Flag-markierten Smt3 (HF-Smt3) und Myc-tagged Ndc10 oder Ndc80 wurde gebaut und für unsere Studien verwendet. Für den Nachweis von Sumoylierung erarbeiteten wir ein Protokoll zur Affinitätsreinigung His-Tag sumoyliert Proteinen durch Verwendung von Nickel Perlen und verwendet Western Blot-Analyse mit Anti-Myc-Antikörper zu erkennen sumoyliert Ndc10 einnd Ndc80. Für den Nachweis von Ubiquitinierung, entwickelten wir ein Protokoll für die Immunpräzipitation von Myc-markierte Proteine verwendet und Western-Blot-Analyse mit anti-Ub-Antikörper zeigen, dass Ndc10 und Ndc80 werden ubiquitinierten. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Epitop-markiertes Protein von Interesse in der His-Flag markiert Smt3 Stamm erleichtert den Nachweis mehrerer PTMs. Künftige Studien ermöglichen sollten Ausnutzung dieser Technik zur Identifizierung und Charakterisierung Protein-Wechselwirkungen, die abhängig von einem bestimmten PTM sind.
Introduction
Ubiquitinierung und sumoylation ermöglicht die Konjugation von Ubiquitin and Small Ubiquitin-like Modifier (SUMO; Smt3 in S. cerevisiae 1) an ein Zielprotein auf. PTMs der Kinetochor-Proteinen beeinflussen ihre zellulären Ebenen und Protein-Protein-Interaktionen in verschiedenen Zellzyklusphasen treu Chromosomensegregation zu gewährleisten. Beispielsweise sind Zellebenen Cse4 / CENP-A und äußeren Kinetochorenprotein DSN1 durch Ubiquitin-vermittelte Proteolyse zur Sicherstellung Genomstabilität 2-5 geregelt. Destabilisierung der falsche Kinetochor-Mikrotubuli-Anhänge erfordert die Ipl1 / Aurora B-Kinase, die Dam1 und Ndc80 Komplexe, die direkt mit den Mikrotubuli interagieren 6-8 phosphoryliert. Obwohl die Identifizierung von mehr als siebzig kinetochore Proteinen gibt es sehr wenige Untersuchungen, die die Modifikationen dieser Proteine mit PTMs zB Ubiquitin und SUMO untersuchen. Eine wichtige Einschränkung ist die Fähigkeit, die PTM zu bewahrens während der Reinigung und dem Mangel an individuelle Antikörper zum Nachweis von PTMs wie sumoylation, Phosphorylierung, Methylierung, und andere. Charakterisierung von sumoyliert Kinetochor-Proteinen Ndc10, Cep3, genutzt Bir1 und Ndc80 eine benutzerdefinierte Antikörpers 9. Zusätzlich hat Ndc10 als Substrat für Ubiquitinierung 10 in Verbindung gebracht. Menschliche Hec1 (Ndc80 in S. cerevisiae) wird auch für die Ubiquitinierung Substrat durch APC / C-hCdh1 E3-Ligase 11 geregelt. Daher Ndc10 und Ndc80 sind gute Kandidaten für die Optimierung des Protokolls sowohl sumoylation und Ubiquitinierung in S. erkennen cerevisiae.
Um die Identifizierung von Sumoylierung zu erleichtern, konstruierten wir Stämme, die HF-Smt3 und Myc-tagged Ndc10 oder Ndc80 auszudrücken. Die Verwendung von Epitop-Tags (HF: His6-Flag) minimiert den Hintergrund aufgrund von Kreuzreaktivität, die häufig in polyklonales Serum gegen einen Kandidaten-Protein erzeugt wurden beobachtet. Wir entwickelten ein Protokoll zur Affinitätsreinigen HF-Smt3 Konjugate und dann verwendet kommerziellen anti-Flag und Anti-Myc-Antikörper, die Anwesenheit von sumolyated Ndc10 und Ndc80 im gereinigten Präparat Smt3 detektieren. Für Ubiquitinierung, entwickelten wir eine modifizierte Immunpräzipitationsprotokoll die Ubiquitinierung des Myc-tagged Kinetochor-Proteinen konserviert und Western Blot-Analyse durchgeführt, mit kommerziellen anti-Ub-Antikörper gegen Ubiquitinierung von Ndc10 und Ndc80 zu erkennen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Epitop-Tags, wie HA, Myc, Flagge, und GST sind weit verbreitet für die biochemische Analyse von Proteinen verwendet. Konstruktion von Stämmen mit HF-Smt3 und Myc-markierten kinetochore Proteine wie Ndc10 und Ndc80, erleichtert den Nachweis von PTMs wie sumoylation und Ubiquitinierung. HF-Smt3 Pulldown Assay erlaubt den Nachweis von sumoyliert Kinetochor-Proteinen, Ndc10 und Ndc80 (Abbildung 1). Der Affinitätsreinigungsprotokoll und Western Blot-Analyse unter Verwendung von Anti-Flag-Antikörper…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We thank Dr. Oliver Kerscher for support and advice and members of the Basrai laboratory for their support and comments on the paper. This work was supported by the National Institutes of Health Intramural Research Program.
Materials
| Glass beads | BioSpec Products | 11079105 | 0.5 mm dia. |
| Mini beadbeater | BioSpec Products | #693 | 8 cell disrupter |
| Ni-NTA superflow | Qiagen | 30430 | 100 ml |
| Protease inhibitor cocktail | Sigma-Aldrich | P8215 | 1 ml |
| Anti-c-Myc agarose affinity gel antbody produced in rabbit | Sigma-Aldrich | A7470 | 1 ml |
| Monoclonal anti-Flag M2 antibody produced in mouse | Sigma-Aldrich | F1804 | Primary antibody, dilution 1:1000 |
| c-Myc antibody (A-14) | Santa Cruz Biotechnology | sc-789 | Primary antibody, dilution 1:5000 |
| Purified mouse antibody monoclonal 9E10 | Covance | MMS-150P | Primary antibody, dilution 1:5000 |
| Ubiquitin (P4G7) monoclonal antibody | Covance | MMS-258R | Primary antibody, dilution 1:1000 |
| ECL Rabbit IgG, HRP-linked whole Ab | GE Healthcare Life Sciences | NA934V | Secondary antibody, dilution 1:5000 |
| ECL Mouse IgG, HRP-Linked Whole Ab | GE Healthcare Life Sciences | NA931V | Secondary antibody, dilution 1:5000 |
| DC protein assay | Bio-Rad | 500-0116 | |
| Nitrocellulose membrane | Novex | LC2001 | 0.45 mm pore size |
| NuPAGE 4-12% Bis-Tris Protein Gels | Novex | NP0321BOX | 1.0 mm, 10 well |
| NuPAGE MES SDS Running Buffer | Novex | NP0002 | 20x |
| NuPAGE Transfer Buffer | Novex | NP0006-1 | 20x |
| SuperSignal West Pico Chemiluminescent Substrate | Thermo Scientific | 34078 | |
| 10x PBS pH7.4 | GIBCO | 70011-044 | |
| Blue sensitive X-Ray film | Dbio | DBOF30003 | |
| Automatic developer | Kodak | M35AX-OMAT | |
| Nocodazole | Sigma-Aldrich | M1404 | 50 mg |
| MG-132 | Selleck Chemicals | S2619 | 25 mg |
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