Summary

수용 체와 효소 간의 기능 상호 작용을 공부에 대 한 분석 결과 Co-immunoprecipitation

Published: September 28, 2018
doi:

Summary

여기, 우리는 공동 immunoprecipitation과 동시에 효소 모집 및 효소 활동에 원형질 막 수용 체의 특정 단백질 도메인의 기여를 연구에 구슬 효소 활동 분석 결과 대 한 프로토콜을 제시.

Abstract

수용 체 관련 된 효소는 세포 활성화의 주요 중재자. 이 효소는 통제, 적어도 부분에서 수용 체의 세포질 꼬리와 물리적 상호 작용을 통해. 종종 상호 작용 특정 단백질 도메인을 통해 발생 하 고 효소의 활성화에 결과. 단백질 사이 상호 작용을 공부 하는 여러 방법이 있다. 공동-immunoprecipitation은 일반적으로 단백질 단백질 상호 작용에 필요한 도메인을 공부 하는 데 사용 됩니다, 있다 아무 분석 문서를 동시에 모집된 효소의 활동에 특정 도메인의 기여. 따라서 여기 설명 하는 방법을 결합 단백질과 관련된 효소 활성화 사이 상호 작용의 동시 평가 구슬 효소 활동 분석 결과 공동 immunoprecipitation. 이 프로토콜의 목표 단백질 및 효소와 효소의 완전 한 활성화에 대 한 의무는 도메인 간의 실제 상호 작용에 대 한 중요 한 도메인을 식별 하는 것입니다. 이 분석 결과의 중요성을 설명, 특정 수용 체로 단백질 도메인에 기여할 효소, 수용 체의 세포질 꼬리의 바인딩 다른 도메인은 동일한 효소의 기능을 조절 하는 데 필요한.

Introduction

촉매 수용 체와 수용 체 티로신 kinases는 막 횡단 단백질에 extracellular ligand의 바인딩 세포내 측면1에 효소 활동을 하면. 다른 kinases와 그들의 세포질 꼬리를 가수분해 등 특정 효소를 모집 하는 동안 일부 수용 체 수용 체 및 효소 기능 보유. 수용 체의 꼬리를이 효소의 촉매 조치는 효소의 채용은 항상 동일한 단백질 도메인2에 의해 통제 되지 않는 두 개의 별도 프로세스. 불행 하 게도, 동시에 상호 작용 및 효소 활동을 평가 하기 위해 특정 도구가 있다. 여기에 설명 된 기능 공동-immunoprecipitation 분석 결과 정품 인증에서 수용 체의 꼬리에는 효소의 채용을 해 부하는 유용한 방법입니다. 이 분석 결과 항 체 코팅 구슬에 의해 태그 수용 체의 immunoprecipitation를 사용합니다. 그 후, 효소 활동 분석 결과 구슬에 서쪽 오 점 분석 수행 됩니다. 이 방법의 전반적인 목표는 단백질 도메인은 수용 체와 효소 (서쪽 오 점 분석에 의해 평가) 간의 상호 작용에 필요한 폭로 이며 도메인 (구슬에 의해 측정 하는 효소의 완전 한 활성화에 대 한 의무 효소 활동 분석 결과)입니다. 그것은 인간의 질병의 병 인에서 그들의 개입으로 인해 수용 체 관련 된 효소의 기능을 별도 공부를 위한 도구를 개발 하는 중요 한. 또한, 추가이 단백질의 행동의 메커니즘을 이해 하는 것은 소설 치료 개입의 디자인을 도울 수 있다.

프로그램 된 죽음-1 (PD-1) T 세포의 표면에는 금지 수용 체 이며, 과도 한 T 세포 응답을 제한 하는 데 필요한. 최근 몇 년 동안에서 안티-PD-1 항 체 여러 악성1,2의 치료에 연루 되었습니다. PD 1 결 찰 확산, 접착, 및 여러 cytokines3,,45의 분 비를 포함 하 여 다양 한 T 세포 기능을 멈출. PD 1은 면역학 시 냅 스, 그것은 T 세포 수용 체 (TCR)7colocalizes T 세포와 항 원 제시 세포6, 사이의 인터페이스를 지역화 됩니다. 그 후,는 티로신 인산 가수분해 효소 SHP2 [Src 상 동 2 (SH2) 도메인 티로신 인산 가수분해 효소 2] PD-1, 인접 복잡 한 TCR 및 그것의 관련 된 키 티로신 잔류물의 dephosphorylation로 이어지는 세포질 꼬리를 모집 신호 분자3,,45,,89. PD 1의 세포질 꼬리 두 티로신 모티프는 immunoreceptor 티로신 근거한 금지 주제 (ITIM), 및 immunoreceptor 티로신 기반 스위치 모티브 (ITSM)10에 포함 되어 있습니다. 두 모티프는 PD 1 결 찰9,10시 phosphorylated는. Mutagenesis 연구 SHP2 PD-1 신호 및 기능에 있는 그의 역할은 분명 ITIM 반대로 모집4ITSM에 대 한 기본 역할을 계시 했다.

SHP2 중 하나는 닫힌 (접혀) 채택, 구조 또는 오픈 (확장), 활성 구조11저해. SHP2 바인딩 또는 활성화 PD 1의 각 꼬리 도메인의 기여는 아직 해명 하지. 이 질문에 대답, 우리는 PD-1와 그것의 활동12의 꼬리에 SHP2의 채용의 병렬 테스트 수 있도록 분석 결과 개발 했다. 우리는 공동-immunoprecipitation와 동시에 상호 작용 및 효소 활동을 테스트 하는 구슬에 인산 가수분해 효소 활동 분석 결과 고용. 이 분석 결과 사용 하 여, 우리는 PD 1의 ITSM PD 1의 ITIM 완벽 하 게 확장 하 고 효소를 활성화 하는 데 필요한 동안 PD-1, 꼬리 SHP2 모집 충분 한지 보여줍니다.

여러 인접 한 도메인 그들의 세포질 꼬리에 있는 많은 수용 체가 있다. 기능 공동-immunoprecipitation 분석 결과 단백질 모집 또는 효소 활성화에 필요한 특정 도메인의 역할을 파악할 수 있습니다.

Protocol

1입니다. 세포의 transfection 씨앗 HEK 293T 세포도 12 10 cm 접시 (접시 당 5 x 106 세포)는 전날 transfection (그림 1). 세포는 hemocytometer를 사용 하 여 계산을 수행 합니다. 각 접시에 대 한 10 S 1% 페니실린/스 보충 DMEM의 10 mL을 사용 합니다. 5% CO2에서 37 ° C에서 세포를 품 어. 셀은 80-90% 합칠, 일단 transfect 5 HEK 293T 격판덮개 지질에 기초를 둔 transfection 시 ?…

Representative Results

기여의 ITSM의 PD-1 SHP2 바인딩을 설정 하는 동안 PD 1의 ITIM의 역할은 보다 적게 명확 하다. SHP2 두 SH2 도메인 PD-1 (한 티로신은 ITSM에서)와 다른은 ITIM 두 순차 phosphotyrosines 바인딩할 수 있기 때문에, 우리는 PD 1의 ITIM 안정화 여 SHP2 활동을 용이 하 게 하는 동안 PD 1의 ITSM PD-1, SHP2를 앵커 가설의 구조적 상태11,14을 엽니다. 이 테스트 하…

Discussion

수용 체-효소의 상호 작용은 세포내 시그널링을 위한 중요 한. 많은 효소 SH2 도메인 동일한 수용 체의 꼬리를 장식 phosphorylated tyrosines에 바인딩 통해 수용 체에 채용 됩니다. 그러나, 효소는 종종 닫힌된 비활성 conformations 통합 하며 활성화 다른 도메인의 동일한 수용 체에 의해 중재 될 수 있는 구조적 변경11 . 분석 결과 설명 여기 측정 이러한 상호 작용에 의해 유도 된 활동 뿐 ?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 프로젝트는 NIH 교부 금 1R01AI125640-01 ‘과 류 마티스 연구 재단에 의해 투자 되었다.

Materials

PBS Lonza 17-516F Phosphate Buffered Saline
Microcentrifuge Eppendorf 5424-R 1.5 ml
Trypsin-EDTA (0.25%) Phenol Red Gibco 25200114
Heat Inactivated FBS Denville FB5001-H Fetal bovine serum
Penicillin / Streptomycin Fisher BP295950
DMEM high glucose without L-glutamine Lonza BE12-614F
SuperFect Transfection Reagent Qiagen 301305
Anti-SHP2 Santa Cruz SC-280
Anti–GFP-agarose MBL D153-8
Anti-GFP Roche 118144600
Anti-Actin Santa Cruz SC-1616
HEK-293 cells ATCC CRL-1573
Orthovanadate Sigma S6508
H2O2 Sigma 216763 30%
Protease inhibitor cocktail Roche 11836170001 EDTA-free
Tris-Glycine SDS Sample Buffer (2X) Invitrogen LC2676 Modified Laemmli buffer
4-20% Tris-Glycine Mini Gels Invitrogen XP04205BOX 15-well
Nitrocellulose membranes General Electric 10600004
NaCl Sigma S7653 Sodium chloride
HEPES Gibco 15630080 N-2-hydroxyethylpiperazine-N-2-ethane sulfonic acid
DTT Invitrogen D1532 Dithiothreitol
pNPP Sigma 20-106 p-Nitrophenyl Phosphate
NaOH Sigma S8045 Sodium hydroxide
BCA Fisher 23225 Bi Cinchoninic Acid assay

References

  1. Montor, W. R., Salas, A., Melo, F. H. M. Receptor tyrosine kinases and downstream pathways as druggable targets for cancer treatment: the current arsenal of inhibitors. Molecular Cancer. 17 (1), (2018).
  2. Ngoenkam, J., Schamel, W. W., Pongcharoen, S. Selected signalling proteins recruited to the T-cell receptor-CD3 complex. Immunology. 153 (1), 42-50 (2018).
  3. Azoulay-Alfaguter, I., Strazza, M., Pedoeem, A., Mor, A. The coreceptor programmed death 1 inhibits T-cell adhesion by regulating Rap1. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 135 (2), 564-567 (2015).
  4. Chemnitz, J. M., Parry, R. V., Nichols, K. E., June, C. H., Riley, J. L. SHP-1 and SHP-2 associate with immunoreceptor tyrosine-based switch motif of programmed death 1 upon primary human T cell stimulation, but only receptor ligation prevents T cell activation. The Journal of Immunology. 173 (2), 945-954 (2004).
  5. Patsoukis, N., et al. Selective effects of PD-1 on Akt and Ras pathways regulate molecular components of the cell cycle and inhibit T cell proliferation. Science Signaling. 5 (230), 46 (2012).
  6. Pentcheva-Hoang, T., Chen, L., Pardoll, D. M., Allison, J. P. Programmed death-1 concentration at the immunological synapse is determined by ligand affinity and availability. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104 (45), (2007).
  7. Yokosuka, T., et al. Programmed cell death 1 forms negative costimulatory microclusters that directly inhibit T cell receptor signaling by recruiting phosphatase SHP2. The Journal of Experimental Medicine. 209 (6), 1201-1217 (2012).
  8. Hui, E., et al. T cell costimulatory receptor CD28 is a primary target for PD-1-mediated inhibition. Science. 355 (6332), 1428-1433 (2017).
  9. Sheppard, K. A., et al. PD-1 inhibits T-cell receptor induced phosphorylation of the ZAP70/CD3zeta signalosome and downstream signaling to PKCtheta. FEBS Letters. 574 (1-3), 37-41 (2004).
  10. Okazaki, T., Maeda, A., Nishimura, H., Kurosaki, T., Honjo, T. PD-1 immunoreceptor inhibits B cell receptor-mediated signaling by recruiting src homology 2-domain-containing tyrosine phosphatase 2 to phosphotyrosine. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 98 (24), 13866-13871 (2001).
  11. Sun, J., et al. Antagonism between binding site affinity and conformational dynamics tunes alternative cis-interactions within Shp2. Nature Communications. 4, 2037 (2013).
  12. Peled, M., et al. Affinity purification mass spectrometry analysis of PD-1 uncovers SAP as a new checkpoint inhibitor. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 115 (3), E468-E477 (2018).
  13. Jang, S. H., et al. A protein tyrosine phosphatase inhibitor, pervanadate, inhibits angiotensin II-Induced beta-arrestin cleavage. Molecules and Cells. 28 (1), 25-30 (2009).
  14. Pluskey, S., Wandless, T. J., Walsh, C. T., Shoelson, S. E. Potent stimulation of SH-PTP2 phosphatase activity by simultaneous occupancy of both SH2 domains. The Journal of Biological Chemistry. 270 (7), 2897-2900 (1995).
  15. McAvoy, T., Nairn, A. C. Serine/threonine protein phosphatase assays. Current Protocols in Molecular Biology. , (2010).
  16. Shlapatska, L. M., et al. CD150 association with either the SH2-containing inositol phosphatase or the SH2-containing protein tyrosine phosphatase is regulated by the adaptor protein SH2D1A. The Journal of Immunology. 166 (9), 5480-5487 (2001).
check_url/kr/58433?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Peled, M., Strazza, M., Mor, A. Co-immunoprecipitation Assay for Studying Functional Interactions Between Receptors and Enzymes. J. Vis. Exp. (139), e58433, doi:10.3791/58433 (2018).

View Video