라이브 셀에서 eIF4E-eIF4G 상호 작용을 측정하여 eIF4F 어셈블리 모니터링
Summary
여기서, 우리는 사용자가 선별 형식으로 eIF4F 복잡한 역학의 약물 유도 된 동요를 평가 할 수 있도록 살아있는 세포에서 eIF4E-eIF4G 상호 작용을 측정하는 프로토콜을 제시한다.
Abstract
eIF4F 복합체의 형성은 종종 인간에서 온코겐성 활성화를 겪는 신호 경로의 수렴을 위한 핵심 다운스트림 노드로 나타났습니다. eIF4F는 변환 개시의 mRNA-리보솜 모집 단계에 관여하는 캡 결합 복합체이다. 암의 많은 세포 및 전임상 모델에서 eIF4F의 규제 완화는 암 증식 및 생존에 관여하는 특정 mRNA 하위 집합의 증가된 번역으로 이어집니다. eIF4F는 캡 결합 서브유닛 eIF4E, 헬리케이스 eIF4A 및 스캐폴딩 서브유닛 eIF4G로부터 제작된 이종트리메릭 복합체이다. 활성 eIF4F 복합체의 조립에 중요한 것은 eIF4E와 eIF4G 단백질 간의 단백질 단백질 상호 작용이다. 이 문서에서는 라이브 셀에서 eIF4E-eIF4G 상호 작용 상태를 모니터링하는 eIF4F 어셈블리를 측정하는 프로토콜을 설명합니다. eIF4e:4G 세포 기반 단백질 단백질 상호 작용 분석법은 또한 eIF4F 복합 무결성의 약물 유도된 변화가 정확하고 안정적으로 평가될 수 있도록 합니다. 우리는 이 방법이 시판되는 화합물의 활성을 확인하거나 eIF4F 복합체의 형성을 효율적으로 방해하는 새로운 화합물 또는 양식의 추가 스크리닝을 위해 적용될 수 있다고 구상합니다.
Introduction
유전자 발현의 제어는 성장 증식 및 분화와 같은 세포 프로그램의 올바른 실행에 중추적 인 역할을한다. 조절 제어 메커니즘은 유전자 전사 수준 또는 mRNA 번역 수준에서 발휘될 수 있다. 지난 10 년 동안, 그것은 점점 더 분명 해지고 있다 개시 과정의 변조에 의해 번역 제어 보다는 오히려 신장 및 종료의 후반 단계 보다는 생물학적 기능의 넓은 범위를 재생 하는 단백질의 특정 하위 집합의 합성을 미세 하 게 조절할 수 있습니다.
생존에 관여하는 mRNA의 증가된 번역, 반자율적 및 반세포 반응은 여러 암에 연루되어 왔으며 또한 비정상적인 활성화 또는 번역 개시 요인1의발현에 인과 관계가 있다.
eIF4F 컴플렉스는 번역 개시의 마스터 레귤레이터입니다. mRNAs의 5’끝에 캡 구조를 결합함으로써, eIF4F는 초기 mRNA-리보솜 모집을 구동하고 차례로 약하게 번역 진핵 mRNA2의mRNA 번역 효율을 증가시키고 있다. eIF4F는 RAS/MAPK 또는 AKT/TOR 경로의 비정상적인 활성화를 수용하는 많은 암 모델에 대해 암 관련 mRNAs의 번역을 중재하여 암세포가 eIF4F를 조절하여 자체 신생물 활성을 강화하는 것을 시사합니다. eIF4F 복합형성을 억제하여 이 피드 포워드 루프의 중단은 매우 유망한 치료 전략3,4이다.
eIF4F 복합체는 (i) eIF4E, mRNA의 5′ UTR에서 발견되는 캡 결합 서브유닛, (ii) eIF4A, RNA 헬리케이스 및 (iii) eIF4G, eIF4A 와 상호 작용하는 비계 단백질로 구성되며 결국40개의서브보를 모집한다. eIF4E와 eIF4G 연결은 기능성 eIF4F 복합체의 조립을 위한 속도 제한 단계이며 eIF4E 결합 단백질(4EBP, 멤버 1, 2 및 3)에 의해 부정적으로 조절된다6. 4EBP는 표준 및 비정식 eIF4E 바인딩 시퀀스7,8,9(인간 eIF4E에 대한 aa 604-646에 걸친 영역)로 구성된 인터페이스를 통해 eIF4E에 eIF4E 결합을 결합하여 eIF4E 복합 형성을 적극적으로 방지하는 eIF4E의 풀을 감소시킵니다. 이러한 단백질 단백질 상호 작용의 상호 작용은 주로 4EBP의 라파마이신 (mTOR)의 포유 동물 표적에 의해 조절된다. 미토제닉 자극시, mTOR은 4E-BP 단백질 제품군의 구성원을 직접 인광하여 eIF4E와의 연관성을 감소시키고, 이에 따라 eIF4E-eIF4G 상호 작용 및 기능성 eIF4F 복합체의 형성을 촉진한다10.
eIF4F 복잡한 무결성을 대상으로 하는 화합물 개발에 큰 노력에도 불구하고, 라이브 셀에서 eIF4E-eIF4G 상호 작용의 직접적인 중단을 측정하는 아세약의 부족은 세포 활성 히트 화합물에 대한 검색을 제한했다. 우리는 eIF4E-eIF4G 상호 작용을 통해 eIF4F 무결성의 상태를 실시간으로 모니터링하기 위해 coelenterazine 아날로그 (예를 들어, 나노 루크 기반 보완 분석)에 따라 루시파라제 분석체를 적용했습니다. 루시파아제 보완 단백질 시스템은 최소 자기 연결 및안정성(11)에최적화된 18kDa 단백질 단편(SubA)과 11개의 아미노산 펩타이드 단편(SubB)으로 구성된다. 인간 전체 길이 eIF4E 및 eIF4E 상호작용 도메인을 인간 eiF4G1(aa 604-646)으로부터 융합 제품으로 발현하면, 두 개의 상호 작용 단백질은 SubA 및 SubB 단편을 서로 가까이에 가져오고, 세포 침투성 기판의 존재가 결국 1개의 발광을 생성하게된다는활성 루시파아제의 형성을 유도할 것이다. 우리는 다른 곳에서 eIF4E:eIF4G604-646 보완 시스템16의시공 및 검증을 보고했다.
여기서는 eIF4E:eIF4G604-646 상호 보완 시스템(요청 시 사용 가능)을 사용하여 라이브 셀에서 4EBP1 매개 eIF4E-eIF4G 중단을 정확하게 측정할 수 있는 방법을 설명합니다. 또한, 우리는 잠재적인 암 치료 약으로 현재 임상 시험을 받고 있는 몇몇 mTOR 억제제의 효력을 측정해서 그것의 유용성을입증합니다 12. 오프 타겟 효과는 종종 약물 관련 활동을 마스크하기 때문에, 우리는 또한 eIF4E:eIF4G604-646 시스템 측정의 다재다능성을 고려하기 위해 세포 생존성의 직교 측정으로 확장 될 수있는 방법을 설명합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
본 문서에 설명된 방법은 라이브 셀에서 eIF4G-eIF4E 상호작용의 직접 측정을 통해 eIF4F 복합 조립을 정량적으로 모니터링하기 위해 루시파라제 계 보완 분석법을 활용한다. eIF4E-eIF4G 보완 시스템의 사용에 대한 세부 정보를 제공하고 있으며, 또한 eIF4E-eIF4G 상호작용16의약물 유발 4EBP1 매개 해리를 측정하는 데 시스템이 매우 정확하다는 것을 보여주었습니다. 이 분석의 처리량을 용?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 p53lab (BMSI, A * STAR)과 JCO VIP 보조금 (A * STAR)의 핵심 예산에 의해 지원되었습니다.
Materials
| 293FT cells | Thermo Fisher Scientific | R70007 | |
| Cell culture microplate 96 well, F-Bottom | greiner bio-one | 655083 | |
| Cell titer Glo 2.0 | PROMEGA | G9241 | |
| Envision Multilabel Reader | PerkinElmer | not applcable | |
| Finnpipette F2 Multichannel Pipettes 12-channels 30-300 ml | Thermo Fisher Scientific | 4662070 | |
| Finnpipette F2 Multichannel Pipettes 12-channels 5-50 ml | Thermo Fisher Scientific | 4662050 | |
| FUGENE6 | PROMEGA | E2692 | |
| Lipofectamine 3000 | Thermo Fisher Scientific | L3000015 | |
| NanoBiT PPI Starter Systems | PROMEGA | N2014 | |
| Optimem I Reduced Serum Mediun, no phenol red | Thermo Fisher Scientific | 11058021 | |
| Orbital shaker | Eppendorf | not appicable | |
| γ-Aminophenyl-m7GTP (C10-spacer)-Agarose | Jena Bioscience | AC-155S |
Referências
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