Summary

Proteômica para identificar proteínas Interagindo com P2X2 Canais Ligand-Gated Cation

Published: May 18, 2009
doi:

Summary

Nós descrevemos um protocolo simples para identificar proteínas cerebrais que se ligam ao terminal de todo o comprimento C da ATP-gated P2X2 receptores. A extensão e aplicação sistemática desta abordagem para todos os receptores P2X deverá levar a uma melhor compreensão da sinalização do receptor P2X.

Abstract

Canais de íon-ligante gated subjacentes comunicação sináptica no sistema nervoso 1. Nos mamíferos existem três famílias de ligante-gated canais: o laço cys, o glutamato-gated e os canais do receptor P2X 2. Em cada caso de ligação do transmissor leva à abertura de um poro através do qual os íons fluem seus gradientes eletroquímicos. Muitos ligand-gated canais também são permeáveis ​​aos íons de cálcio 3, 4, que têm a jusante de sinalização papéis 5 (por exemplo, regulação de genes) que podem exceder a duração da abertura do canal. Assim ligand-gated canais pode sinalizar em escalas de tempo amplo que vão desde alguns milissegundos até dias. Tendo em conta estes papéis importantes é necessário entender como ligante-gated canais iônicos em si são regulados por proteínas, e como essas proteínas podem sintonizar sinalização. Estudos recentes sugerem que muitos, senão todos, os canais podem ser parte de complexos de proteínas de sinalização 6. Neste artigo vamos explicar como identificar as proteínas que se ligam aos aspectos C-terminal do domínio receptor P2X2 citosólica.

Receptores P2X são canais ATP-gated educação e composto por sete subunidades (P2X1-P2X7). Receptores P2X são amplamente expressa no cérebro, onde eles medeiam a transmissão sináptica excitatória e facilitação pré-sináptica da liberação de neurotransmissores 7. Receptores P2X são encontrados em células excitáveis ​​e não excitáveis ​​e mediar papéis-chave na sinalização neuronal, inflamação e função cardiovascular 8. P2X2 receptores são abundantes no sistema nervoso 9 e são o foco deste estudo. Cada subunidade P2X é pensado para dois segmentos possuem membrana estendida (TM1 e TM2) separados por uma região extracelular 7 e N intracelular e C termini (Fig 1a) 7. Subunidades P2X 10 (P2X1-P2X7) mostram homologia de seqüência de 30-50% no nível de aminoácidos 11. Receptores P2X conter somente três subunidades, que é o mais simples estequiometria entre os receptores ionotrópicos. O P2X2 C-terminal consiste de 120 aminoácidos (Fig 1b) e contém várias proteínas sites de consenso docking, apoiando a hipótese de que P2X2 receptor pode ser parte de complexos de sinalização. No entanto, embora várias funções foram atribuídas ao C-terminal de receptores P2X2 9 nenhum estudo descreveu os parceiros molecular que o casal para o lado intracelular desta proteína através do comprimento total C-terminal. Neste trabalho métodos que descrevem uma abordagem proteômica para identificar as proteínas que interagem com o comprimento total C-terminal de P2X2 receptores.

Protocol

Procedimentos experimentais O procedimento experimental (Fig. 2) consiste em quatro partes que são descritas em uma maneira passo a passo abaixo. Parte 1: subclonagem e expressão do C-terminal de P2X2 receptores. Nós expressamos o comprimento total C-terminal de receptores P2X2 em bactérias para identificar as proteínas do cérebro para que ele se liga. O C-terminal (resíduos 353-472) do receptor P2X2 (Fig. 1) foi ampli…

Discussion

Canais iônicos são uma classe importante de proteínas da membrana integral. Eles contêm poros cheios de água que, seletivamente, permitir o movimento de íons para baixo suas gradientes eletroquímicos através da membrana plasmática. Ion portão canais entre os estados aberto e fechado. A etapa de propagação é desencadeada por transmissores (por exemplo, ATP) em caso de ligante P2X canais iônicos fechado, ou pode ser regulada por interações com outras proteínas. A última década testemunhou um aumento na …

Acknowledgements

SW e TMV são suportados pelo NCRR NHLBI e no National Institutes of Health. BSK e HS são suportados pelo NINDS e NIGMS do National Institutes of Health.

Materials

Material Name Type Company Catalogue Number Comment
Acetonitrile Reagent JT Baker 9829-02  
Acrylamide Reagent BIO-RAD 161-0156  
Ampicillin Reagent VWR VW1507-01  
Ammonium Bicarbonate Reagent Fluka 09830  
Ammonium Persulphate (APS) Reagent Sigma A3678  
Adenosine Triphosphate (ATP) Reagent Sigma A7699  
Bradford reagent Reagent BIO-RAD 500-0006  
Bromophenol blue Reagent Fisher Scientific B-392  
Commassie blue R-250 Reagent Santa Cruz Biotechnology Sc-24972  
Dithiotritol (DTT) Reagent EMD 3860  
Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) Reagent VWR VW1474-01  
Ethylene Glycol tetraacetic acid (EGTA) Reagent Sigma E8145  
Formic acid Reagent EMD 11670-1  
Glutathione Sepharose 4B beads Reagent GE Healthcare 17-5132-01  
Hydrochloric acid (HCl) Reagent Sigma H1758  
Isopropyl-beta-D-thiogalactopyranoside (IPTG) Reagent Sigma 15502  
Iodoacetamide Reagent Sigma I1149  
Luria-Bertani (LB) Media Reagent EMD 1.00547.5007  
Leupeptin Reagent Sigma L8511  
Lysozyme Reagent Sigma 62971  
Magnesium Sulphate (MgSO4) Reagent Sigma S7653  
Sodium Chloride (NaCl) Reagent Sigma S3014  
Sodium Flouride (NaF) Reagent Sigma S7920  
Sodium Orthovanadate (Na3VO4) Reagent Sigma S6508  
Nonidet P40 Reagent Fluka 74385  
Phenylmethanesulphonylfluoride (PMSF) Reagent Sigma P7626  
Protease inhibitor tablet Reagent Sigma S8820  
Protein standard Reagent BIO-RAD 161-0305  
Sarkosyl Reagent Acros 61207  
Screw top vial Tool Agilent Technologies 5182-0866  
Sodium dodecyl sulfate Reagent Sigma L4509  
SYPRO® Ruby protein gel stain Reagent BIO-RAD 170-3125  
N,N,N’,N’-Tetramethylethylenediamine (TEMED) Reagent Sigma T9281  
Tris base Reagent Sigma T1503  
Triton X-100 Reagent Sigma T9284  
Trypsin Reagent Promega V5111  
Tween 20 Reagent Sigma P5927  
Water Reagent Burdick&Jackson 365-4  
LTQ-Orbitrap tandem mass spectrometer Tool ThermoFisher Scientific    
Nano Liquid Chromatography System Tool Eksigent    
B-Mercaptoethanol Reagent Sigma M6250  
Glycerol   EMD GX0185-6  

References

  1. Hille, B. . Ion channels of excitable membranes. , (2001).
  2. Khakh, B. S. Molecular physiology of P2X receptors and ATP signalling at synapses. Nat Rev Neurosci. 2, 165-174 (2001).
  3. Egan, T. M., Khakh, B. S. Contribution of calcium ions to P2X channel responses. J Neurosci. 24, 3413-3420 (2004).
  4. Burnashev, N. Calcium permeability of ligand-gated channels. Cell Calcium. 24, 325-332 (1998).
  5. Clapham, D. E. Calcium signaling. Cell. 131, 1047-1058 (2007).
  6. Levitan, I. B. Signaling protein complexes associated with neuronal ion channels. Nat Neurosci. 9, 305-310 (2006).
  7. Khakh, B. S., North, R. A. P2X receptors as cell-surface ATP sensors in health and disease. Nature. 442, 527-532 (2006).
  8. Roger, S., Pelegrin, P., Surprenant, A. Facilitation of P2X7 receptor currents and membrane blebbing via constitutive and dynamic calmodulin binding. J Neurosci. 28, 6393-6401 (2008).
  9. North, R. A. Molecular physiology of P2X receptors. Physiol Rev. 82, 1013-1067 (2002).
  10. Khakh, B. S. International union of pharmacology. XXIV. Current status of the nomenclature and properties of P2X receptors and their subunits.. Pharmacol Rev. 53, 107-118 (2001).
  11. Young, M. T. Molecular shape, architecture and size of P2X4 receptors determined using fluorescence resonance energy transfer and electron microscopy. J Biol Chem. 283, 26241-26251 (2008).
  12. Edmondson, R. D. Protein kinase C epsilon signaling complexes include metabolism- and transcription/translation-related proteins: complimentary separation techniques with LC/MS/MS. Mol Cell Proteomics. 1, 421-433 (2002).
  13. Evans, R. J. Orthosteric and allosteric binding sites of P2X receptors. Eur Biophys J. 38, 319-327 (2009).
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Cite This Article
Singh, H., Warburton, S., Vondriska, T. M., Khakh, B. S. Proteomics to Identify Proteins Interacting with P2X2 Ligand-Gated Cation Channels. J. Vis. Exp. (27), e1178, doi:10.3791/1178 (2009).

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