Name: assaying protein kinase activity with radiolabeled atp
Uploaded: 2017-05-26T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 5 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Assaying Protein Kinase Activity with Radiolabeled ATP at JoVE.com

Die Autoren danken allen aktuellen und ehemaligen Mitgliedern des Cobb-Labors für wertvolle Arbeit und Diskussionen und Dionne Ware für administrative Unterstützung. Diese Studien wurden von National Institutes of Health Grant R37 DK34128 und Welch Foundation Grant I1243 an MHC unterstützt

1. Kinase Purification Resources und allgemeine Immunopräzipitation Pipeline ANMERKUNG: Kinasen zur Verwendung mit diesem Assay können aus Immunopräzipitaten von kultivierten Zellen oder durch rekombinante Mittel, wie Affinitätsmarkierte Reinigung 6, bezogen werden. Unten ist ein allgemeines Protokoll für Flag-markierte Immunpräzipitation, die möglicherweise abhängig von der Kinase von Interesse geändert werden müssen. Alles sollte auf Eis gehalten werden, wenn möglich. <ol><li> Füge 2 μl 1 mg / ml Antikörper zu 200 μl Zelllysat (üblicherweise ~ 1 mg / mL Gesamtproteinkonzentration) zu und inkubiere bei 4 ° C für 1 h während des Schwingens. </li><li> Waschen von Protein A Sepharoseperlen 2-3 mal mit Lysepuffer (siehe unten) durch kurzes Spinnen bei 4 ° C für 30 s bis 1 min bei 5.000 xg (&quot;Touch Spin&quot;), Entfernen des Überstandes mit einer Pipette und Resuspendieren von Perlen in Puffer . <ol><li> Vorbereitungs-Lyse-Puffer: 50 mM HEPES pH 7,7, 150 mM NaCl, 1,5 mM MgCl 2, 1 mM EGTA, 10% Glycerin, 0,2 mM Natriumorthovanadat, 100 mM Natriumfluorid, 50 mM β-Glycerophosphat, 0,1% Triton X 100 oder 0,1% NP-40. </li></ol></li><li> Füge 30 μl 50% ige Aufschlämmung von Protein A-Sepharoseperlen in Lysepuffer zu Lysaten hinzu; Bei 4 ° C für 1 h bei Schaukeln inkubieren. </li><li> Berührungsspin bei 4 ° C, um die Perlen zu pellet und den Überstand zu entfernen. </li><li> 3 mal mit 1 ml Wulstwaschpuffer (1 M NaCl, 20 mM Tris pH 7,4) waschen. </li><li> Waschen Sie einmal mit 1x Kinase-Reaktionspuffer (10 mM HEPES pH 8,0, 10 mM MgCl 2 ). So viel Puffer wie möglich entfernen, ohne Perlen zu entfernen. </li></ol> 2. Initialisierung von Kinase-Reaktionen ANMERKUNG: Für IP-Kinase-Assays sind ~ 15 μl nicht suspendierte Perlen eine typische Ausgangsprobe. Für rekombinante Proteinkinase-Assays liegen typische Ausgangsmengen im Bereich von 0,1-1,0 μg in 1-10 für 25-50 μl Endreaktionsvolumina. Passen Sie die Volumina der rekombinanten Proteinprobe anS mit dem Puffer gleich sein, den sie vor der Initialisierung des Assays gespeichert haben. Bei der Verwendung von hohen Mengen an Kinase, schließen Sie ein Trägerprotein wie BSA ein, um die Aufrechterhaltung der Proteinstabilität für die Dauer des Assays zu unterstützen. <ol><li> Bereiten Sie den unten angegebenen 5x-Kinase-Reaktionspuffer vor: 50 mM HEPES pH 8,0 50 mM MgCl &amp; sub2 ; 50 mM Benzamidin (Protease-Inhibitor) 50 mM DTT (Reduktionsmittel) 250 μM ATP (unmarkiert oder &quot;kalt&quot;) </li><li> Halten Sie Kinaseproben auf Eis in 1,5 ml Röhrchen. Bereiten Sie die folgende Reaktionsmischung in getrennten, gekühlten 1,5 ml-Röhrchen vor: 21 &amp; mgr; l H 2 O 6 &amp; mgr; l 5 × Kinase-Reaktionspuffer 1 &amp; mgr; l radioaktiv markiertes (&amp; ldquor; heißes &quot;) ATP 2 &amp; mgr; l Substrat (&amp; ndash; 5 mg / ml) ANMERKUNG: Für rekombinante Kinase-Assays kann das Volumen angepasst werden, um gereinigtes Protein unterzubringen. Berechnen Sie, dass das Endreaktionsvolumen 30 μl beträgt. Verwenden Sie dieses Rezept, um einen Master vorzubereitenmischen. Nach dem Empfang von markiertem ATP, verdünntem Bestand in H &amp; sub2 ; O zu einer spezifischen Aktivität von 0,01 mCi / &amp; mgr; l vor der Zugabe zu Reaktionsmischung. </li><li> Um den Assay zu initialisieren, wird die gesamte Reaktionsmischung zur Kinaseprobe zugegeben und die Reaktion bei 30 ° C für 5 min bis 1 h inkubiert, abhängig von der Aktivität der zu untersuchenden Kinase. HINWEIS: Bei der Arbeit mit einer Kinase, deren Aktivität bisher nicht getestet wurde, führen Sie einen zeitlichen Verlauf der Kinaseaktivität mit 5 Minuten Intervallen zwischen den Zeitpunkten durch. </li></ol> 3. Reaktionsbeendigung und SDS-PAGE <ol><li> Stoppen Sie die Reaktion, indem Sie auf Eis setzen und 7,5 μl 5x Laemmli Probenpuffer 6 hinzufügen. </li><li> Hitze bei 100 ° C für 30 s bis 2 min in Hitzeblock. </li><li> Touch-Spin und laden 20 μL pro gut auf 10-15% SDS-PAGE Gel. Führen Sie das Gel lang genug, um die Kinase und das Substrat zu trennen (typischerweise 1 h bei konstanter Leistung von 5 W). Achten Sie darauf, dass die Gel-Apparatur abgeschirmt ist, um die Exposition gegenüber 32 zu begrenzen </suP&gt; P. <ol><li> Hier verwenden Sie hausgemachte Gelapparate, aber handelsübliche Mini-Gele eignen sich hervorragend. Verwenden Sie die Maße wie folgt: Gels: 8 cm Breite, 5,5 cm Länge (Auflösen), 1,5 mm Dicke. Kämme: 15 Vertiefungen, 1,5 mm Dicke, 2,9 mm Breite, 16 mm Tiefe </li></ol></li></ol> 4. Gel-Färbung und Trocknung Achtung: Für alle Schritte unbedingt die persönliche Exposition gegenüber 32 P durch radioaktive Abschirmung und das Tragen von persönlicher Schutzausrüstung reduzieren. Für weitere Informationen zu bestimmten Schritten sind einige hilfreiche Referenzen enthalten. <ol><li> Entfernen Sie das Gel aus Glas / Aluminiumoxid-Platten und legen Sie es in 50 ml Coomassie-Fleck (10% Eisessig, 50% Methanol, 0,25% R-250-Farbstoff) für 1 h auf einem Orbitalschüttler auf 50 U / min. Für diesen Schritt einen Behälter verwenden, der etwas größer ist als das Gel selbst. 8 </li><li> Das Gel vom Fleck zur Fixierlösung bewegen (10% Eisessig aciD, 20% Methanol), um zu entfärben. Fang das Gel in 600-700 ml Fixierlösung über Nacht auf Orbitalschüttler bei 50 U / min. Legen Sie Stücke von Schaum oder geknoteten Labor-Wischtücher in den Behälter mit dem Gel, um den Coomassie-Farbstoff 8 , 9 zu absorbieren. </li><li> Gel von der Fixierlösung entfernen und in 200 ml Methanol für 1-2 min unter leichtem Rühren einweichen, bis das Gel milchig weiß wird. Dies wird dazu beitragen, Risse während des Trocknungsschrittes zu verhindern. </li><li> Nass ein 14 cm x 14 cm Stück qualitatives Filterpapier mit Methanol und auf Platten-Gel-Vakuumtrockner stellen. Legen Sie das Gel auf die Filterpapier-Vorderseite nach oben. </li><li> Bedecken Sie das Gel mit Plastikfolie sorgfältig, um Falten und Luftblasen zu vermeiden. Den Trockner für 1,5 h bei 80 ° C laufen lassen. Nachdem das Vakuum erreicht wurde, öffnen Sie den Deckel und rollen alle Luftblasen aus, wenn nötig mit einem weichen Gummibolzen. </li></ol> 5. Autoradiogramm und Szintillationszählungen <ol><li> Dri entfernenEd Gel und befestigen Sie eine autorad Marker, phosphoreszierende Lineal oder Punkte auf das Filterpapier auf der Seite des Gels. Wenn Sie Punkte verwenden, stellen Sie sicher, dass sie in einem asymmetrischen Muster sind. Dadurch wird das Gel nach Belichtung und Entwicklung mit dem Film ausgerichtet. </li><li> Verwenden Sie einen Geiger-Zähler, um die Intensität des Signals zu überprüfen. Für schwächere Signale belichtet die Belichtung bei -70 ° C bis -80 ° C mit einem Verstärkungsschirm die Filmbanddichte. </li><li> In einem dunklen Raum getrocknetes Gel in eine Filmkassette mit Film und einem Verstärkerschirm in der folgenden Reihenfolge von oben nach unten: Gel, Film, Verstärkerschirm. </li><li> Befestigen Sie den Verstärkerschirm am Deckel der Kassette und kleben Sie das Gel an Ort und Stelle, um diesen Schritt zu erleichtern. Der Verstärkungsschirm emittiert Licht, wenn es von den Beta-Partikeln aus dem 32 P bestrahlt wird. Diese Lichtemissionen durchdringen den Film effizienter als die Beta-Partikel. <ol><li> Vergewissern Sie sich, dass die vom Verstärkungsschirm emittierte Wellenlänge korrespondiertTeiche auf eine Wellenlänge, auf die der Film am meisten empfindlich ist. </li><li> Benutze einen Geiger-Zähler, um festzustellen, wie lange die Exposition belassen wird: Wenn die cpm-Zahl ~ 100 oder darunter ist, versuchen Sie es bei Nacht bei -70 ° C. Wenn die Zählung ~ 10.000 ist, beginnen Sie mit einer 1 h Belichtung und optimieren von dort aus. </li></ol></li><li> Am Ende der Belichtung entfernen Sie den Film und entwickeln sich in einem medizinischen / Röntgenfilmprozessor. Wenn die Belichtung bei -70 bis -80 ° C durchgeführt wurde, lassen Sie die Kassette auf Raumtemperatur erwärmen, um die Kondensation auf dem Film zu minimieren oder den Film unmittelbar vor der Kondenswasserbildung zu entfernen. 10 . </li><li> Legen Sie den Film über das getrocknete Gel / Filterpapier und richten Sie das Bild der Marker / Punkte mit den Markern / Punkten auf dem getrockneten Gel aus. Markieren Sie auf dem Film die Bänder entsprechend den Proteinstandards. Beschriften Sie die Protein-Standards und welche Spuren sind die Reaktionen für zukünftige Referenz. </li><li> Heben Sie die Bänder aus dem Gel, die Bands von Interesse auf dem Film entsprechen und legen Sie sieIn 7 ml Szintillationsfläschchen. Füge 4 ml Szintillationsflüssigkeit hinzu und zähle mit Flüssigkeitsszintillationszähler. Bestätigen Sie, dass der Zähler eingestellt ist, um das korrekte Energiespektrumfenster für 32 P zu überwachen . HINWEIS: Achten Sie darauf, auch das Band, das dem Substrat entspricht, von der Nicht-Kinase-Kontrollspur zu überschreiten. Dies wird verwendet, um Hintergrundstrahlung zu berechnen, die von allen Szintillationszählungen subtrahiert wird. </li></ol> 6. Analyse der Ergebnisse HINWEIS: Das Autoradiogramm liefert eine qualitative Visualisierung der Ergebnisse. Für eine genaue Quantifizierung kann der 32 P-Einbau mit einem Szintillationszähler gemessen werden. Die Daten werden üblicherweise in Bezug auf die relative Aktivität ausgedrückt, wie in 1B gezeigt . Solange für alle Proben einheitliche Bedingungen eingehalten werden, reichen relative Messungen der spezifischen Aktivität aus, um Behandlungen zu vergleichen. <ol><li> Bei der Berechnung absoluter spezifischer Aktivitätswerte eine Strenge ausführenOptimierung aller Reaktionsbedingungen, einschließlich Kinase-, Substrat- und Kalt-ATP-Konzentrationen, um einen linearen Wirkungsbereich über einen Zeitverlauf ( zB 2 x [Kinase] = 2 x spezifische Aktivität) zu gewährleisten. Für Kinasen mit hoher spezifischer Aktivität führen Assays mit erhöhter Substratkonzentration durch, falls die Kinaseaktivität durch die Menge des Substrats begrenzt ist. </li><li> Berechnen Sie die spezifische Aktivität der Kinase von Interesse in Einheiten von Nanomol Phosphat übertragen pro Minute pro mg Kinase. <ol><li> Subtrahieren Sie Leerzeichen aus der cpm in den gezählten Bändern. </li><li> Berechnen Sie den Zerfall der heißen ATP: [(1/2) ^ (t / t 1/2 )] x 0,95 wobei t die Anzahl der Tage seit dem Stichtag ist (sollte vom Verkäufer bereitgestellt werden), t 1/2 ist der Halbwertszeit von 32 P, was 14,3 Tage beträgt, und 0,95 spiegelt die Effizienz des Szintillationszählers wider. Beispiel: Bei Verwendung von heißem ATP, das 28 Tage alt ist, sollte der Zerfallswert 0,245 sein. </li><li> BerechnetUlieren die Picomole (pmol) des Gesamt-ATP im Assay (üblicherweise ist dies gleich der Menge an kaltem ATP in der Reaktion): Assayvolumen (μL) x [kaltes ATP] (μM) = Gesamt-ATP (pmols). Beispiel: 30 &amp; mgr; l x 50 &amp; mgr; M = 1500 pmol </li><li> Berechnen Sie cpm / pmol ATP: [μL heißer ATP x (2,2 x 10 7 ) x Zerfallsfaktor] / pmol kaltes ATP. HINWEIS: Der Wert von 2,2 x 10 7 wandelt 0,01 mCi / μL ATP zu cpm. </li><li> Berechnen Sie die Menge an Kinase im Assay in mg. Sowohl für rekombinante Kinase als auch für immunpräzipitierte Kinasen sind Standardverfahren wie BCA-Assays geeignet, die Ausgangskonzentrationen zu bestimmen. Beispiel: wtERK2 0,0002 μg / μL in einer 50 μl Kinase-Reaktion beträgt 0,01 μg oder 1 x 10 -5 mg. </li><li> Berechnen Sie insgesamt cpm im Assay. Zusammensetzen von 30 &amp; mgr; l Reaktionen und Durchführen von 20 &amp; mgr; l von jeder Reaktion auf einem Gel. Multiplizieren Sie die cpm gezählt (nach leerer Subtraktion) um einen Faktor des gesamten Assayvolumens / Volumen geladen. Fortsetzung der oben genanntenBeispiel, multiplizieren Sie alle Zählungen um 1,5 oder 30/20. </li><li> Berechnen Sie die spezifische Aktivität der getesteten Kinase: Gesamt-cpm im Assay) / (cpm / pmol ATP) / (Testzeit in Minuten) / (Menge an Kinase in mg) HINWEIS: Die Aufteilung des obigen Wertes um 1.000 ergibt die spezifische Aktivität in Nanomolen / Minute / mg </li></ol></li><li> Berechnen Sie, wie viele Mol Phosphat in ein Substrat eingebaut werden (solange sein Molekulargewicht bekannt ist). Dies wird verwendet, um die Anzahl der Phosphosite auf einem bestimmten Protein zu bestimmen, sobald die Reaktion abgeschlossen ist. Gesamt-cpm im Assay) / (cpm / pmol ATP)] / (Menge an Substrat in pmols) </li></ol>

<ol>
	<li>Raman, M., Chen, W., Cobb, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+regulation+and+properties+of+MAPKs.">Differential regulation and properties of MAPKs.</a> Oncogene. 26 (22), 3100-3112 (2007).</li><li>Wellbrock, C., Arozarena, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Complexity+of+the+ERK/MAP-Kinase+Pathway+and+the+Treatment+of+Melanoma+Skin+Cancer.">The Complexity of the ERK/MAP-Kinase Pathway and the Treatment of Melanoma Skin Cancer.</a> Front Cell Dev Biol. 4, 33 (2016).</li><li>Yang, T., Terman, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterizing+PKA-Mediated+Phosphorylation+of+Plexin+Using+Purified+Proteins.">Characterizing PKA-Mediated Phosphorylation of Plexin Using Purified Proteins.</a> Methods Mol Biol. 1493, 147-159 (2017).</li><li>Ross, H., Armstrong, C. G., Cohen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+non-radioactive+method+for+the+assay+of+many+serine/threonine-specific+protein+kinases.">A non-radioactive method for the assay of many serine/threonine-specific protein kinases.</a> Biochem J. 366 (Pt 3), 977-981 (2002).</li><li>Akita, S., Umezawa, N., Kato, N., Higuchi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Array-based+fluorescence+assay+for+serine/threonine+kinases+using+specific+chemical+reaction.">Array-based fluorescence assay for serine/threonine kinases using specific chemical reaction.</a> Bioorg Med Chem. 16 (16), 7788-7794 (2008).</li><li>Dalby, K. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+Phosphorylation:+Selected+Methods+in+Enzymology.">Protein Phosphorylation: Selected Methods in Enzymology.</a> J Am Chem Soc. 121 (51), 12215 (1999).</li><li>. Autoradiography Available from: <a target="_blank" href="https://www.nationaldiagnostics.com/electrophoresis/article/autoradiography">https://www.nationaldiagnostics.com/electrophoresis/article/autoradiography</a> (2011)</li><li>Walker, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Protein Protocols Handbook. , (2009).</li><li>Xu, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=WNK1,+a+novel+mammalian+serine/threonine+protein+kinase+lacking+the+catalytic+lysine+in+subdomain+II.">WNK1, a novel mammalian serine/threonine protein kinase lacking the catalytic lysine in subdomain II.</a> J Biol Chem. 275 (22), 16795-16801 (2000).</li><li>McReynolds, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phosphorylation+or+Mutation+of+the+ERK2+Activation+Loop+Alters+Oligonucleotide+Binding.">Phosphorylation or Mutation of the ERK2 Activation Loop Alters Oligonucleotide Binding.</a> Biochemistry. 55 (12), 1909-1917 (2016).</li><li>Carlson, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-scale+discovery+of+ERK2+substrates+identifies+ERK-mediated+transcriptional+regulation+by+ETV3.">Large-scale discovery of ERK2 substrates identifies ERK-mediated transcriptional regulation by ETV3.</a> Sci Signal. 4 (196), rs11 (2011).</li><li>Courcelles, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phosphoproteome+dynamics+reveal+novel+ERK1/2+MAP+kinase+substrates+with+broad+spectrum+of+functions.">Phosphoproteome dynamics reveal novel ERK1/2 MAP kinase substrates with broad spectrum of functions.</a> Mol Syst Biol. 9, 669 (2013).</li><li>Myers, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-Throughput+Screening+and+Hit+Validation+of+Extracellular-Related+Kinase+5+(ERK5)+Inhibitors.">High-Throughput Screening and Hit Validation of Extracellular-Related Kinase 5 (ERK5) Inhibitors.</a> ACS Comb Sci. 18 (8), 444-455 (2016).</li></ol>

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Kinasen sind eine vielfältige Familie von Proteinen, die in zahlreichen Kontexten umfangreiche Funktionalität entwickelt haben, und Kinase-Assays waren bei der Untersuchung mehrerer Signalproteine ​​unglaublich nützlich und haben zu unserem aktuellen Verständnis der zellulären Kommunikation stark beigetragen. Bemerkenswerterweise wurde der gleiche Grundtest bei der Charakterisierung von zwei verschiedenen Kinasen trotz großer Unterschiede in Struktur und Aktivität verwendet. Die WNK1-Kinase enthält eine atyp...

Proteinkinasen sind anspruchsvolle Enzyme, die für die Übertragung von zellulären Signalen in entsprechende Reaktionen kritisch sind 1 . Angesichts ihrer Rolle bei der Aufrechterhaltung der Homöostase und der Prävention oder Förderung von Krankheitszuständen 2 sind biochemische Methoden zur Beurteilung der Kinaseaktivität weiterhin mächtige Werkzeuge zur Abgrenzung der Einzelheiten der eukaryotischen Signalisierung 3 . Obwohl Strategien, die Phosphorspezifische Antikörper verwenden, in hohem Maße informativ waren hinsichtlich der Messung der Effekte verschiedener Behandlungsbedingungen auf den Zellsignalisierungsstatus 4 , ermöglicht ein Kinase-Assay die Messung der Wirkungen verschiedener Behandlungsbedingungen direkt in Bezug auf die enzymatische Aktivität einer Kinase von interessieren. Zwar gibt es mehrere Möglichkeiten für ähnliche Assays, die keine radioaktiven Materialien verwenden 5 , wir setzen uns weiterhin auf diese Methode zur robusten Quantifizierung der Ergebnisse. DortSind zwei typische Anwendungen dieses Assays, die beide aus verschiedenen Gründen wertvoll sind: der immunpräzipitierte (IP) Kinase Assay (Abbildung 1 ) und der rekombinante Proteinkinase-Assay (Abbildung 2 ). Der IP-Kinase-Assay ist für die Identifizierung von Faktoren, die in der Lage sind, spezifische Proteinkinasen zu aktivieren, sowie die Bewertung von inhibitorischen Behandlungsbedingungen ungeeignet. Kurz gesagt wird eine Epitop-markierte Kinase von Interesse in kultivierte eukaryotische Zellen transfiziert, einer Vielzahl von Behandlungen unterworfen, immunpräzipitiert und auf die Fähigkeit untersucht, radioaktiv markiertes Phosphat in ein Modellsubstrat einzubauen ( z. B. Myelin-basisches Protein (MBP)). IP-Kinase-Assay kann auch ohne Rückgriff auf Überexpression durchgeführt werden, entweder durch Immunpräzipitation von endogenem Protein oder einer beliebigen Anzahl von Genom-Editing-Techniken. Da Behandlungen in Kultur verabreicht werden, kann dieses Verfahren Stimulationen erkennen, die durch mehrere vorgelagerte Faktoren übertragen werdenOder parallele Wege durch In-vitro- Auslesung. Ein wesentlicher Vorteil dieser Methode besteht darin, dass es keine Vorkenntnisse über direkte stromaufwärtige oder nachgeschaltete Faktoren oder Phosphorylierungsstellen erfordert. Darüber hinaus können, sobald spezifische Substrate für eine interessierende Kinase identifiziert worden sind, das gleiche Kinase-Assay-Protokoll mit rekombinanten Komponenten verwendet werden, um spezifische Aktivität gegenüber natürlichen Substraten zu messen und spezifische Phosphorylierungsstellen zu identifizieren, wenn sie mit der Massenspektrometrieanalyse kombiniert werden. Auf diese Weise identifizierte Standorte können mit Kinase-Assays unter Verwendung von Substratmutanten weiter validiert werden. Schließlich kann diese Methode auch zur Erkennung und Messung der Autophosphorylierung verwendet werden. Das hier bereitgestellte Protokoll nimmt entweder ein optimiertes Proteinreinigungsschema oder Transfektionsverfahren zur Expression einer Affinitätsmarkierungskinase von Interesse in kultivierten Zellen an. Für detailliertere Ausstellungen der Transfektion, Lyse, Immunopräzipitation und Proteinreinigung protOcols, schlagen wir vor, auf Cold Spring Harbor Protocols 6 zu verweisen. Weitere Informationen zur Assayentwicklung und -veränderung finden Sie unter Proteinphosphorylierung: Ausgewählte Methoden in Enzymologie 7 .

<table><tbody><tr><td>Protein A Sepharose CL-4B</td><td>GE Healthcare Life Sciences</td><td>17-0963-03</td><td></td></tr><tr><td>Radiolabeled [&amp;gamma;-&lt;sup&gt;32&lt;/sup&gt;P] ATP</td><td>Perkin Elmer</td><td>NEG035C010MC</td><td></td></tr><tr><td>Laemmli Buffer</td><td>Bio-Rad</td><td>#1610737</td><td></td></tr><tr><td>Radioactive shielding</td><td>Research Products International</td><td>BR-006</td><td></td></tr><tr><td>R-250 dye (Coomassie)</td><td>Thermo Fisher</td><td>20278</td><td></td></tr><tr><td>Whatman Grade 3 qualitative filter paper</td><td>Whatman</td><td>1003-917</td><td></td></tr><tr><td>Slab gel vacuum dryer</td><td>Bio-Rad</td><td>Model 583 Gel Dryer #1651745&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Autorad marker</td><td>Agilent Technologies</td><td>420201</td><td></td></tr><tr><td>Phosphorescent ruler</td><td>Sigma Aldrich</td><td>R8133</td><td></td></tr><tr><td>Phosphorescent dots</td><td>Sigma Aldrich</td><td>L5149</td><td></td></tr><tr><td>Geiger counter</td><td>Ludlum</td><td>Model 3 with 44-9 detector</td><td></td></tr><tr><td>BioMax Cassette 8 x 10&quot;</td><td>Carestream Health</td><td>107 2263</td><td></td></tr><tr><td>BioMax MS Film 8&quot; x 10&quot;</td><td>Carestream Health</td><td>829 4985</td><td></td></tr><tr><td>BioMax MS Intensifying Screen 8&quot; x 10&quot;</td><td>Carestream Health</td><td>851 8706</td><td></td></tr><tr><td>Medical/X-ray film processor</td><td>Konica Minolta</td><td>SRX-101A</td><td></td></tr><tr><td>Scintillation vials</td><td>Research Products International</td><td>125500</td><td></td></tr><tr><td>Scintillation fluid</td><td>MP Biomedicals</td><td>188245305</td><td></td></tr><tr><td>Beckman LS 6500 Scintillation counter</td><td>Beckman</td><td>LS 6500</td><td></td></tr></tbody></table>

assaying protein kinase activity with radiolabeled atp

Proteinkinasen sind in der Lage, großräumige zelluläre Veränderungen in Reaktion auf komplexe Anregungen von Reizen zu regeln, und viel Aufwand wurde auf die Aufdeckung allosterischer Details ihrer Regulierung gerichtet. Kinasen umfassen Signalisierungsnetze, deren Defekte oft Markenzeichen von mehreren Formen von Krebs und verwandten Erkrankungen sind, was eine Assay-Plattform zur Manipulation von vorgeschalteten regulatorischen Faktoren und zur Validierung von Reaktionsanforderungen, die bei der Suche nach verbesserten Therapeutika kritisch sind, ermöglicht. Hier beschreiben wir einen basischen Kinase-Assay, der sich leicht an spezifische experimentelle Fragen anpassen lässt, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die Prüfung der Wirkungen von biochemischen und pharmakologischen Wirkstoffen, genetische Manipulationen wie Mutation und Deletion sowie Zellkulturbedingungen und Behandlungen zur Sonde Zell-Signalisierungsmechanismen. Dieser Assay nutzt radiomarkiertes [γ- 32 P] ATP, das quantitative Vergleiche und eine klare Visualisierung der Ergebnisse ermöglicht und mod sein kannFür die Verwendung mit immunpräzipitierten oder rekombinanten Kinase, spezifischen oder typisierten Substraten, über einen weiten Bereich von Reaktionsbedingungen.

WNK1 IP-Kinase-Assays Myc-markiertes WNK1 wurde in HEK293-Zellen transfiziert und mit einem Anti-Myc-Antikörper 11 immunpräzipitiert. Das Immunpräzipitat zeigte die Kinaseaktivität gegenüber dem Modellsubstrat MBP sowie zu sich selbst (Abbildung 1A ). WNK1-Mutanten wurden dann für die Kinaseaktivität gegenüber MBP nach demselben Verfahren getestet, wobei diesmal GST-markierte Konst...

Watch this Scientific Journal Video about Assaying Protein Kinase Activity with Radiolabeled ATP at JoVE.com

Assaying Protein Kinase Activity with Radiolabeled ATP

Proteinkinasen sind hochentwickelte Signalisierungsenzyme und Gerüste, die für die inter- und intrazelluläre Signaltransduktion kritisch sind. Wir stellen ein Protokoll zur Messung der Kinaseaktivität durch die Verwendung von radioaktiv markiertem Adenosintriphosphat ([γ- 32 P] ATP) vor, ein zuverlässiges Verfahren zur Erleichterung der zellulären Signalregulation.

Test der Proteinkinase-Aktivität mit radioaktiv markiertem ATP

Protein kinases are able to govern large-scale cellular changes in response to complex arrays of stimuli, and much effort has been directed at uncovering ...

assaying-protein-kinase-activity-with-radiolabeled-atp

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Molecular Biology

Biochemistry

Unit 1

Protein Function

SCIENTISTS IN ACTION

18.3K Aufrufe.  University of Texas Southwestern Medical Center.  Proteinkinasen sind hochentwickelte Signalisierungsenzyme und Gerüste, die für die inter- und intrazelluläre Signaltransduktion kritisch sind. Wir stellen ein Protokoll zur Messung der Kinaseaktivität durch die Verwendung von radioaktiv markiertem Adenosintriphosphat ([γ- 32 P] ATP) vor, ein zuverlässiges Verfahren zur Erleichterung der zellulären Signalregulation. 

Serie: Assaying Protein Kinase Activity with Radiolabeled ATP

Quantification of Bacterial Histidine Kinase Autophosphorylation Using a Nitrocellulose Binding Assay

We demonstrate a useful method for quantifying autophosphorylation of purified bacterial histidine kinases. Histidine kinases are known for their involvement in two-component signal transduction, a ubiquitous system through which bacteria sense and respond to environmental stimuli. Two-component signaling features autophosphorylation of a histidine kinase, followed by phosphotransfer to the receiver domain of a response regulator protein, which ultimately leads to an output response. Autophosphorylation of the histidine kinase is responsive to the presence of a cognate environmental stimulus, thereby giving bacteria a means to detect and respond to changes in the environment. Despite their importance in bacterial biology, histidine kinases remain poorly understood due to the inherent lability of phosphohistidine. Conventional methods for studying these proteins, such as SDS-PAGE autoradiography, have significant shortcomings. We have developed a nitrocellulose binding assay that can be used to characterize histidine kinases. The protocol for this assay is simple and easy to execute. Our method is higher throughput, less time-consuming, and offers a greater dynamic range than SDS-PAGE autoradiography.

We report and demonstrate an optimized nitrocellulose binding assay that can be used to quantify autophosphorylation of purified bacterial histidine kinases. Our method has several advantages over traditional SDS-PAGE based techniques, providing a valuable alternative for characterizing these important proteins.

Quantifizierung der Bakterien Histidinkinase Autophosphorylierung eine Nitrocellulose-Bindungsassay unter Verwendung

We demonstrate a useful method for quantifying autophosphorylation of purified bacterial histidine kinases. Histidine kinases are known for their ...

Forschung

Biochemie

Oligopeptide Competition Assay for Phosphorylation Site Determination

Protein phosphorylation at specific sites determines its conformation and interaction with other molecules. Thus, protein phosphorylation affects biological functions and characteristics of the cell. Currently, the most common method for discovering phosphorylation sites is by liquid chromatography/mass spectrometry (LC/MS) analysis, a rapid and sensitive method. However, relatively labile phosphate moieties are often released from phosphopeptides during the fragmentation step, which often yields false-negative signals. In such cases, a traditional in vitro kinase assay using site-directed mutants would be more accurate, but this method is laborious and time-consuming. Therefore, an alternative method using peptide competition may be advantageous. The consensus recognition motif of 5&#39; adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK) has been established1 and was validated using a positional scanning peptide library assay2. Thus, AMPK phosphorylation sites for a novel substrate could be predicted and confirmed by the peptide competition assays. In this report, we describe the detailed steps and procedures for the in vitro oligopeptide-competing kinase assay by illustrating AMPK-mediated nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2) phosphorylation. To authenticate the phosphorylation site, we carried out a sequential in vitro kinase assay using a site-specific mutant. Overall, the peptide competition assay provides a method to screen multiple potential phosphorylation sites and to identify sites for validation by the phosphorylation site mutants.

Peptide competition assays are widely used in a variety of molecular and immunological experiments. This paper describes a detailed method for an in vitro oligopeptide-competing kinase assay and the associated validation procedures, which may be useful to find specific phosphorylation sites.

Oligopeptid-Konkurrenz-Assay zur Phosphorylierungsbestimmung

Protein phosphorylation at specific sites determines its conformation and interaction with other molecules. Thus, protein phosphorylation affects ...

Characterization at the Molecular Level using Robust Biochemical Approaches of a New Kinase Protein

Extensive whole genome sequencing has identified many Open Reading Frames (ORFs) providing many potential proteins. These proteins may have important roles for the cell and may unravel new cellular processes. Among proteins, kinases are major actors as they belong to cell signaling pathways and have the ability to switch on or off many processes crucial to the fate of the cell, such as cell growth, division, differentiation, motility, and death.
In this study, we focused on a new potential kinase protein, LIMK2-1. We demonstrated its existence by Western Blot using a specific antibody. We evaluated its interaction with an upstream regulating protein using coimmunoprecipitation experiments. Coimmunoprecipitation is a very powerful technique able to detect the interaction between two target proteins. It may also be used to detect new partners of a bait protein. The bait protein may be purified either via a tag engineered to its sequence or via an antibody specifically targeting it. These protein complexes may then be separated by SDS-PAGE (Sodium Dodecyl Sulfate PolyAcrylamide Gel) and identified using mass spectrometry. Immunoprecipitated LIMK2-1 was also used to test its kinase activity in vitro by &#947;[32P] ATP labeling. This well-established assay may use many different substrates, and mutated versions of the bait may be used to assess the role of specific residues. The effects of pharmacological agents may also be evaluated since this technique is both highly sensitive and quantitative. Nonetheless, radioactivity handling requires particular caution. Kinase activity may also be assessed with specific antibodies targeting the phospho group of the modified amino acid. These kinds of antibodies are not commercially available for all the phospho modified residues.

We characterized a new kinase protein using robust biochemical approaches: Western Blot analysis with a dedicated specific antibody on different cell lines and tissues, interactions by coimmunoprecipitation experiments, kinase activity detected by Western Blot using a phospho-specific antibody and by &#947;[32P] ATP labeling.

Charakterisierung auf molekularer Ebene mit robusten biochemischen Ansätzen eines neuen Kinase-Proteins

Extensive whole genome sequencing has identified many Open Reading Frames (ORFs) providing many potential proteins. These proteins may have important ...

Non-Radioactive In Vitro Cardiac Myosin Light Chain Kinase Assays

Cardiac-specific myosin regulatory light chain kinase (cMLCK) regulates cardiac sarcomere structure and contractility by phosphorylating the ventricular isoform of the myosin regulatory light chain (MLC2v). MLC2v phosphorylation levels are significantly reduced in failing hearts, indicating the clinical importance of assessing the activity of cMLCK and the phosphorylation level of MLC2v to elucidate the pathogenesis of heart failure. This paper describes nonradioactive methods to assess both the activity of cMLCK and MLC2v phosphorylation levels. In vitro kinase reactions are performed using recombinant cMLCK with recombinant calmodulin and MLC2v in the presence of ATP and calcium at 25 &#176;C, which are followed by either a bioluminescent ADP detection assay or a phosphate-affinity SDS-PAGE. In the representative study, the bioluminescent ADP detection assay showed a strict linear increase of the signal at cMLCK concentrations between 1.25 nM to 25 nM. Phosphate-affinity SDS-PAGE also showed a linear increase of phosphorylated MLC2v in the same cMLCK concentration range. Next, the time-dependency of the reactions was examined at the concentration of 5 nM cMLCK. A bioluminescent ADP detection assay showed a linear increase in the signal during 90 min of the reaction. Similarly, phosphate-affinity SDS-PAGE showed a time-dependent increase of phosphorylated MLC2v. The biochemical parameters of cMLCK for MLC2v were determined by a Michaelis-Menten plot using the bioluminescent ADP detection assay. The Vmax was 1.65 &#177; 0.10 mol/min/mol kinase and the average Km was around 0.5 USA &#181;M at 25 &#176;C. Next, the activity of wild type and the dilated cardiomyopathy-associated p.Pro639Valfs*15 mutant cMLCK were measured. The bioluminescent ADP detection assay and phosphate-affinity SDS-PAGE correctly detected defects in cMLCK activity and MLC2v phosphorylation, respectively. In conclusion, a combination of the bioluminescent ADP detection assay and the phosphate-affinity SDS-PAGE is a simple, accurate, safe, low-cost, and flexible method to measure cMLCK activity and the phosphorylation level of MLC2v.

This study describes protocols for nonradiometric methods, a bioluminescent ADP detection assay and a phosphate-affinity SDS-PAGE, to determine the kinase activity of cardiac myosin light chain kinase (cMLCK) and the phosphorylation level of its substrate, myosin regulatory light chain (MLC2v).

Cardiac-specific myosin regulatory light chain kinase (cMLCK) regulates cardiac sarcomere structure and contractility by phosphorylating the ventricular ...

Nonradioactive Assay to Measure Polynucleotide Phosphorylation of Small Nucleotide Substrates

Polynucleotide kinases (PNKs) are enzymes that catalyze the phosphorylation of the 5&#39; hydroxyl end of DNA and RNA oligonucleotides. The activity of PNKs can be quantified using direct or indirect approaches. Presented here is a direct, in vitro approach to measure PNK activity that relies on a fluorescently-labeled oligonucleotide substrate and polyacrylamide gel electrophoresis. This approach provides resolution of the phosphorylated products while avoiding the use of radiolabeled substrates. The protocol details how to set up the phosphorylation reaction, prepare and run large polyacrylamide gels, and quantify the reaction products. The most technically challenging part of this assay is pouring and running the large polyacrylamide gels; thus, important details to overcome common difficulties are provided. This protocol was optimized for Grc3, a PNK that assembles into an obligate pre-ribosomal RNA processing complex with its binding partner, the Las1 nuclease. However, this protocol can be adapted to measure the activity of other PNK enzymes. Moreover, this assay can also be modified to determine the effects of different components of the reaction, such as the nucleoside triphosphate, metal ions, and oligonucleotides.

This protocol describes a nonradioactive assay to measure kinase activity of polynucleotide kinases (PNKs) on small DNA and RNA substrates.

Nichtradioaktiver Test zur Messung der Polynukleotid-Phosphorylierung kleiner Nukleotidsubstrate

Polynucleotide kinases (PNKs) are enzymes that catalyze the phosphorylation of the 5&#39; hydroxyl end of DNA and RNA oligonucleotides. The activity of ...

Assaying the Kinase Activity of LRRK2 in vitro

Leucine Rich Repeat Kinase 2 (LRRK2) is a 2527 amino acid member of the ROCO family of proteins, possessing a complex, multidomain structure including a GTPase domain (termed ROC, for Ras of Complex proteins) and a kinase domain1. The discovery in 2004 of mutations in LRRK2 that cause Parkinson's disease (PD) resulted in LRRK2 being the focus of a huge volume of research into its normal function and how the protein goes awry in the disease state2,3. Initial investigations into the function of LRRK2 focused on its enzymatic activities4-6. Although a clear picture has yet to emerge of a consistent alteration in these due to mutations, data from a number of groups has highlighted the importance of the kinase activity of LRRK2 in cell death linked to mutations7,8. Recent publications have reported inhibitors targeting the kinase activity of LRRK2, providing a key experimental tool9-11. In light of these data, it is likely that the enzymatic properties of LRRK2 afford us an important window into the biology of this protein, although whether they are potential drug targets for Parkinson's is open to debate.
A number of different approaches have been used to assay the kinase activity of LRRK2. Initially, assays were carried out using epitope tagged protein overexpressed in mammalian cell lines and immunoprecipitated, with the assays carried out using this protein immobilised on agarose beads4,5,7. Subsequently, purified recombinant fragments of LRRK2 in solution have also been used, for example a GST tagged fragment purified from insect cells containing residues 970 to 2527 of LRRK212. Recently, Dani&euml;ls et al. reported the isolation of full length LRRK2 in solution from human embryonic kidney cells, however this protein is not widely available13. In contrast, the GST fusion truncated form of LRRK2 is commercially available (from Invitrogen, see table 1 for details), and provides a convenient tool for demonstrating an assay for LRRK2 kinase activity. Several different outputs for LRRK2 kinase activity have been reported. Autophosphorylation of LRRK2 itself, phosphorylation of Myelin Basic Protein (MBP) as a generic kinase substrate and phosphorylation of an artificial substrate - dubbed LRRKtide, based upon phosphorylation of threonine 558 in Moesin - have all been used, as have a series of putative physiological substrates including &alpha;-synuclein, Moesin and 4-EBP14-17. The status of these proteins as substrates for LRRK2 remains unclear, and as such the protocol described below will focus on using MBP as a generic substrate, noting the utility of this system to assay LRRK2 kinase activity directed against a range of potential substrates.

Assaying the Kinase Activity of LRRK2 in vitro

Leucine Rich Repeat Kinase 2 is a large multidomain kinase, mutations in which are the most common genetic cause of Parkinson's disease. Analysis of the kinase activity of this protein has proven to be a crucial tool in understanding the biology and dysfunction of this protein. In this paper, in vitro assaying of the kinase activity of LRRK2 and a selection of its mutants is described, providing an experimental system to examine phosphorylation of putative substrates and potential dysfunction of LRRK2 in disease.

Untersuchen der Kinase-Aktivität von LRRK2 In-vitro-</em

Leucine Rich Repeat Kinase 2 (LRRK2) is a 2527 amino acid member of the ROCO family of proteins, possessing a complex, multidomain structure including a ...

Biologie

Assessment of Mitochondrial Functions and Cell Viability in Renal Cells Overexpressing Protein Kinase C Isozymes

The protein kinase C (PKC) family of isozymes is involved in numerous physiological and pathological processes. Our recent data demonstrate that PKC regulates mitochondrial function and cellular energy status. Numerous reports demonstrated that the activation of PKC-a and PKC-&epsilon; improves mitochondrial function in the ischemic heart and mediates cardioprotection. In contrast, we have demonstrated that PKC-&alpha; and PKC-&epsilon; are involved in nephrotoxicant-induced mitochondrial dysfunction and cell death in kidney cells. Therefore, the goal of this study was to develop an in vitro model of renal cells maintaining active mitochondrial functions in which PKC isozymes could be selectively activated or inhibited to determine their role in regulation of oxidative phosphorylation and cell survival. Primary cultures of renal proximal tubular cells (RPTC) were cultured in improved conditions resulting in mitochondrial respiration and activity of mitochondrial enzymes similar to those in RPTC in vivo. Because traditional transfection techniques (Lipofectamine, electroporation) are inefficient in primary cultures and have adverse effects on mitochondrial function, PKC-&epsilon; mutant cDNAs were delivered to RPTC through adenoviral vectors. This approach results in transfection of over 90% cultured RPTC.
Here, we present methods for assessing the role of PKC-&epsilon; in: 1. regulation of mitochondrial morphology and functions associated with ATP synthesis, and 2. survival of RPTC in primary culture. PKC-&epsilon; is activated by overexpressing the constitutively active PKC-&epsilon; mutant. PKC-&epsilon; is inhibited by overexpressing the inactive mutant of PKC-&epsilon;. Mitochondrial function is assessed by examining respiration, integrity of the respiratory chain, activities of respiratory complexes and F0F1-ATPase, ATP production rate, and ATP content. Respiration is assessed in digitonin-permeabilized RPTC as state 3 (maximum respiration in the presence of excess substrates and ADP) and uncoupled respirations. Integrity of the respiratory chain is assessed by measuring activities of all four complexes of the respiratory chain in isolated mitochondria. Capacity of oxidative phosphorylation is evaluated by measuring the mitochondrial membrane potential, ATP production rate, and activity of F0F1-ATPase. Energy status of RPTC is assessed by determining the intracellular ATP content. Mitochondrial morphology in live cells is visualized using MitoTracker Red 580, a fluorescent dye that specifically accumulates in mitochondria, and live monolayers are examined under a fluorescent microscope. RPTC viability is assessed using annexin V/propidium iodide staining followed by flow cytometry to determine apoptosis and oncosis.
These methods allow for a selective activation/inhibition of individual PKC isozymes to assess their role in cellular functions in a variety of physiological and pathological conditions that can be reproduced in in vitro.

The effects of activation of protein kinase C (PKC) isozymes on mitochondrial functions associated with respiration and oxidative phosphorylation and on cell viability are described. The approach adapts adenoviral technique to selectively overexpress PKC isozymes in primary cell culture and a variety of assays to determine mitochondrial functions and energy status of the cell.

Beurteilung der mitochondrialen Funktionen und Zellviabilität in Renal Überexpression Protein Kinase C-Isoenzyme

The protein kinase C (PKC) family of isozymes is involved in numerous physiological and pathological processes. Our recent data demonstrate that PKC ...

Metabolic Labeling of Leucine Rich Repeat Kinases 1 and 2 with Radioactive Phosphate

Leucine rich repeat kinases 1 and 2 (LRRK1 and LRRK2) are paralogs which share a similar domain organization, including a serine-threonine kinase domain, a Ras of complex proteins domain (ROC), a C-terminal of ROC domain (COR), and leucine-rich and ankyrin-like repeats at the N-terminus. The precise cellular roles of LRRK1 and LRRK2 have yet to be elucidated, however LRRK1 has been implicated in tyrosine kinase receptor signaling1,2, while LRRK2 is implicated in the pathogenesis of Parkinson's disease3,4. In this report, we present a protocol to label the LRRK1 and LRRK2 proteins in cells with 32P orthophosphate, thereby providing a means to measure the overall phosphorylation levels of these 2 proteins in cells. In brief, affinity tagged LRRK proteins are expressed in HEK293T cells which are exposed to medium containing 32P-orthophosphate. The 32P-orthophosphate is assimilated by the cells after only a few hours of incubation and all molecules in the cell containing phosphates are thereby radioactively labeled. Via the affinity tag (3xflag) the LRRK proteins are isolated from other cellular components by immunoprecipitation. Immunoprecipitates are then separated via SDS-PAGE, blotted to PVDF membranes and analysis of the incorporated phosphates is performed by autoradiography (32P signal) and western detection (protein signal) of the proteins on the blots. The protocol can readily be adapted to monitor phosphorylation of any other protein that can be expressed in cells and isolated by immunoprecipitation.

Leucine rich repeat kinases 1 and 2 (LRRK1 and LRRK2) are multidomain proteins which encode both GTPase and kinase domains and which are phosphorylated in cells. Here, we present a protocol to label LRRK1 and LRRK2 in cells with 32P orthophosphate, thereby providing a means to measure their overall cellular phophorylation levels.

Metabolische Markierung von Leucin Rich-Repeat-Kinasen 1 und 2 mit radioaktivem Phosphat

Leucine rich repeat kinases 1 and 2 (LRRK1 and LRRK2) are paralogs which share a similar domain organization, including a serine-threonine kinase domain, ...

Biochemical Assays for Analyzing Activities of ATP-dependent Chromatin Remodeling Enzymes

Members of the SNF2 family of ATPases often function as components of multi-subunit chromatin remodeling complexes that regulate nucleosome dynamics and DNA accessibility by catalyzing ATP-dependent nucleosome remodeling. Biochemically dissecting the contributions of individual subunits of such complexes to the multi-step ATP-dependent chromatin remodeling reaction requires the use of assays that monitor the production of reaction products and measure the formation of reaction intermediates. This JOVE protocol describes assays that allow one to measure the biochemical activities of chromatin remodeling complexes or subcomplexes containing various combinations of subunits. Chromatin remodeling is measured using an ATP-dependent nucleosome sliding assay, which monitors the movement of a nucleosome on a DNA molecule using an electrophoretic mobility shift assay (EMSA)-based method. Nucleosome binding activity is measured by monitoring the formation of remodeling complex-bound mononucleosomes using a similar EMSA-based method, and DNA- or nucleosome-dependent ATPase activity is assayed using thin layer chromatography (TLC) to measure the rate of conversion of ATP to ADP and phosphate in the presence of either DNA or nucleosomes. Using these assays, one can examine the functions of subunits of a chromatin remodeling complex by comparing the activities of the complete complex to those lacking one or more subunits. The human INO80 chromatin remodeling complex is used as an example; however, the methods described here can be adapted to the study of other chromatin remodeling complexes.

Here we describe biochemical assays that can be used to characterize ATP-dependent chromatin remodeling enzymes for their abilities to 1) catalyze ATP-dependent nucleosome sliding, 2) engage with nucleosome substrates, and 3) hydrolyze ATP in a nucleosome- or DNA-dependent manner.

Biochemischen Assays zur Analyse von Aktivitäten von ATP-abhängigen Chromatin-Remodeling-Enzyme

Members of the SNF2 family of ATPases often function as components of multi-subunit chromatin remodeling complexes that regulate nucleosome dynamics and ...

Measuring In Vitro ATPase Activity for Enzymatic Characterization

Adenosine triphosphate-hydrolyzing enzymes, or ATPases, play a critical role in a diverse array of cellular functions. These dynamic proteins can generate energy for mechanical work, such as protein trafficking and degradation, solute transport, and cellular movements. The protocol described here is a basic assay for measuring the in vitro activity of purified ATPases for functional characterization. Proteins hydrolyze ATP in a reaction that results in inorganic phosphate release, and the amount of phosphate liberated is then quantitated using a colorimetric assay. This highly adaptable protocol can be adjusted to measure ATPase activity in kinetic or endpoint assays. A representative protocol is provided here based on the activity and requirements of EpsE, the AAA+ ATPase involved in Type II Secretion in the bacterium Vibrio cholerae. The amount of purified protein needed to measure activity, length of the assay and the timing and number of sampling intervals, buffer and salt composition, temperature, co-factors, stimulants (if any), etc. may vary from those described here, and thus some optimization may be necessary. This protocol provides a basic framework for characterizing ATPases and can be performed quickly and easily adjusted as necessary.

Measuring In Vitro ATPase Activity for Enzymatic Characterization

We describe a basic protocol for quantitating in vitro ATPase activity. This protocol can be optimized based on the level of activity and requirements for a given purified ATPase.

Messung<em&gt; In Vitro</em&gt; ATPase Aktivität für die enzymatische Charakterisierung

Adenosine triphosphate-hydrolyzing enzymes, or ATPases, play a critical role in a diverse array of cellular functions. These dynamic proteins can generate ...

Test der Proteinkinase-Aktivität mit radioaktiv markiertem ATP

Zusammenfassung

Weitere Videos entdecken

Kapitel in diesem Video