JoVE Logo
著者
お問い合わせ

サインイン

このコンテンツを視聴するには、JoVE 購読が必要です。 サインイン又は無料トライアルを申し込む。

この記事について

  • 要約
  • 要約
  • 概要
  • プロトコル
  • 結果
  • ディスカッション
  • 開示事項
  • 謝辞
  • 資料
  • 参考文献
  • 転載および許可

要約

Protein abundance reflects the rates of both protein synthesis and protein degradation. This article describes the use of cycloheximide chase followed by western blotting to analyze protein degradation in the model unicellular eukaryote, Saccharomyces cerevisiae (budding yeast).

要約

タンパク質存在量の調節は、事実上すべての細胞プロセスに不可欠です。タンパク質の存在量は、タンパク質合成およびタンパク質分解の速度の統合を反映しています。多くのタンパク質存在量に関するレポートアッセイ（ 例えば 、単一の時点ウェスタンブロッティング、フローサイトメトリー、蛍光顕微鏡、または増殖に基づくレポーターアッセイ）は、タンパク質レベルでの翻訳とタンパク質分解の相対的効果の差別を許しません。この記事では、具体的には、モデル単細胞真核生物、 サッカロマイセス・セレビシエ （出芽酵母）にタンパク質分解を分析するためのウェスタンブロッティングに続いてシクロヘキシミドチェイスの使用を記載しています。この手順では、酵母細胞は、翻訳阻害剤シクロヘキシミドの存在下でインキュベートされます。細胞のアリコートを後シクロヘキシミドの添加後の特定の時点ですぐに収集されます。細胞を溶解し、そして溶解物を、ポリアクリルアミドゲル電気泳動によって分離されるFO各時点でのタンパク質量のウェスタンブロット分析をrは。シクロヘキシミドチェイス手順は、種々の細胞タンパク質の定常状態の人口の分解動態の可視化を可能にします。手順は、タンパク質分解のための遺伝的要件および環境の影響を調査するために使用することができます。

概要

タンパク質は、事実上すべての細胞プロセスにおいて重要な機能を実行します。多くの生理学的プロセスは時間のまたは特定の状況下で定義された期間に特定のタンパク質（またはタンパク質）の存在を必要とします。生物は、したがって、監視および携帯ニーズ1を満たすために、タンパク質存在量を調節します。例えば、サイクリン（細胞分裂を調節するタンパク質）は、細胞周期の特定の相に存在し、規制サイクリンレベルの損失は、悪性腫瘍の形成2に関連しています。細胞のニーズを満たすためにタンパク質レベルを調節することに加えて、細胞は、誤って折り畳まれ、組み立てられていない、またはそうでなければ異常なタンパク質分子3を除去するために分解品質管理機構を採用します。タンパク質存在量の制御は、巨大分子の合成（転写および翻訳）および分解（RNAの崩壊とタンパク質分解）の両方の調節を伴います。障害または過剰なタンパク質分解は、複数の病理に貢献します、癌、嚢胞性線維症、神経変性疾患、および心血管障害4-8を含みます。タンパク質分解のメカニズムは、したがって、病気9-12の範囲のための有望な治療標的を表します。

単一時点でのタンパク質の分析は、（ 例えば 、ウェスタンブロットで13、フローサイトメトリー14、または蛍光顕微鏡15）の合成や分解の相対的な寄与を明らかにすることなく定常状態のタンパク質存在量のスナップショットを提供します。同様に、増殖に基づくレポーターアッセイは、合成および分解15~20の影響を区別することなく、長期間にわたる定常状態タンパク質レベルを反映します。前の存在量を比較することにより、薬理学的proteを不活性化することによって、例えば、分解機構（の特定の成分を阻害した後の定常状態タンパク質レベルの分解過程の寄与を推定することが可能ですasome 21または分解13に必要とされることが仮定遺伝子）をノックアウト。分解経路を阻害した後の定常状態のタンパク質レベルの変化は、タンパク質発現量13の制御にタンパク質分解の寄与のための強力な証拠を提供します。しかし、このような分析は、依然としてタンパク質代謝回転の動態に関する情報を提供していません。ウェスタンブロッティングに続いてシクロヘキシミドチェイスは、研究者は、時間22-24かけてタンパク質分解を視覚化することを可能にすることによって、これらの弱点を克服します。シクロヘキシミドチェイス以下のタンパク質の検出は、通常、ウエスタンブロット法、放射性同位体と長い免疫沈降ステップによって行われるためさらに、また、タンパク質分解25を可視化するために行われている多くの一般的に使用されるパルスチェイス技術とは異なり、シクロヘキシミドチェイスのために必要とされていません。

シクロヘキシミドは、最初の抗真菌適切有する化合物として同定されました26,27 グリセウスグラム陽性菌ストレプトミセスによって生成ネクタイ。これは、具体的には、リボソームの転位28-31を損なうことにより、真核生物の細胞質ゾル（しかしオルガネラない）翻訳を阻害する細胞透過性分子です。シクロヘキシミドチェイス実験において、シクロヘキシミドを細胞に添加し、細胞のアリコートを、化合物22の添加後すぐに、特定の時点で収集されます。細胞を溶解し、そして各時点でのタンパク質の存在量は、典型的には、ウェスタンブロットによって分析します。シクロヘキシミドの添加後のタンパク質存在量の減少は、自信を持って、タンパク質の分解に起因することができます。比較的安定したタンパク質が豊富でほとんど変化を示すであろうしながら、不安定なタンパク質は、時間をかけて豊富に減少します。

選択的なタンパク質分解のメカニズムは非常に真核生物を通じて保存されています。タンパク質分解について知られていることの多くは、最初に学習されましたモデル単細胞真核生物、 サッカロマイセス・セレビシエ （出芽酵母）25,32-36。酵母を用いた研究は、タンパク質分解に新規で重要な洞察を提供し続ける可能性が高いです。タンパク質量のウェスタンブロット分析を行った酵母細胞におけるシクロヘキシミド追跡するための方法がここに提示されています。

プロトコル

酵母細胞の1成長と収穫

  1. 内在性酵母タンパク質の分解速度を分析していない場合は、目的のタンパク質をコードするプラスミドを用いて、所望の酵母菌株（単数または複数）を変換します。酵母の形質転換のための信頼できる方法は、先37に記載されています。
  2. 適切な培地5mlに酵母を接種する（ 例えば、形質転換細胞または非形質転換細胞のための非選択的な酵母エキス-ペプトン-デキストロース（YPD）培地のプラスミド維持のための選択的な合成に定義（SD）培地）。回転、30℃で一晩インキュベートします。
    注：30℃、典型的な野生型実験室酵母株38のための最適な成長温度です。しかし、にいくつかの変異体酵母株は30℃で最適に増殖しないので、いくつかのタンパク質は、温度依存性の分解を受ける、酵母細胞の増殖およびシクロヘキシミドチェイスに使用される温度は、経験的に39を決定すべきです。
  3. 目を測定します各一晩培養物の600nmで（OD 600）での電子光学密度。
    注：細胞は、対数または定常増殖期にあってもよいが、最低限の新鮮な培地15mlにOD 600 = 0.2に希釈を可能にする密度に達している必要があります。
  4. 新鮮な培地の0.2〜15でミリリットルのOD 600値に一晩培養を希釈します。
  5. 細胞が中期対数増殖期（ すなわち 、0.8と1.2の間のOD 600）に達するまで振とう、30℃で酵母を培養します。
  6. 酵母細胞成長の間、シクロヘキシミドチェイス手順の準備のために次の手順を実行します。
    1. シクロヘキシミドの存在下での細胞のインキュベーションを30℃に15ミリリットルを円錐管を収容することができヒートブロックを設定します。文化への効率的な熱分布を可能にするために、ヒートブロックのウェルに水を追加します。 15ミリリットルコニカルチューブは、水位がオーバーフローに上昇するが、しないように十分の唇を引き起こすであろうことを、各ウェルなどに水を追加します。。
    2. 細胞溶解後のタンパク質の変性、95℃、1.5 mlマイクロチューブを収容可能な第2ヒートブロックを設定します。
    3. プリ暖かい新鮮な増殖培地（培養あたりの時点当たり1.1ミリリットルをアッセイする）30℃です。
    4. 50μlの20倍ストップ・ミックスを追加するために予め標識マイクロ遠心チューブ（分析対象の培養当たりの時間点につき1チューブ）。氷の上にチューブを入れます。
      注意：アジ化ナトリウム、20倍ストップミックス中の成分は、経口摂取または皮膚接触を介して、有毒です。 、準備、保存、およびアジ化ナトリウムを取り扱う際、メーカーの推奨事項に従ってください。偶発的曝露の場合には、メーカーが提供する製品安全データシートを参照してください。
  7. 細胞が中期対数増殖に達したときに、（3つの時点でのタンパク質発現量を解析するために、例えば 、7.5 OD 600単位）アッセイされるべき時点ごとに各培養物の2.5 OD 600単位を収集します。遠心分離機は3,0で15ミリリットルコニカルチューブに細胞を収集しました2分間、室温で00 XG。
    注：One OD 600単位はOD 1.0の600で1ミリリットルの培養物中に存在する酵母の量に等しいです。 V = X OD 600単位/ OD 600の測定：X OD 600単位（V）を回収するのに必要な培養液（ml単位）の量は、以下の式を用いて決定することができます。例えば、OD 1.0の600で酵母細胞培養の7.5 OD 600単位を収穫7.5 OD 600単位/ 1.0 = 7.5ミリリットル酵母培養物を収集します。
  8. 30の1ミリリットル°C（予め温めておいた）細胞の2.5 OD 600ユニット（ 例えば 、7.5 OD 600ユニットの3ミリリットル）あたりの新鮮な増殖培地中で再懸濁し、各細胞ペレット。

2.シクロヘキシミドチェイス

  1. 30℃のヒートブロックで5分間インキュベートすることによって、酵母細胞懸濁液を平衡化します。
  2. 午後12時からカウントアップするタイマーを準備します。
  3. シクロヘキシミドチェイスを開始するには、Enterキーを押して、タイマーに「スタート」。素早く、しかし、慎重に、次の手順を実行します。
    1. 最初の酵母細胞懸濁液に250μgの/ mlの最終濃度になるようにシクロヘキシミドを追加します（ 例えば、細胞懸濁液の3ミリリットルに20ミリグラム/ mlのシクロヘキシミド株式の37.5μlを添加）、および渦が簡単にミックスします。
      注意：シクロヘキシミドは、皮膚刺激性であり、経口摂取を介して、有毒です。 、準備、保存、およびシクロヘキシミドを取り扱う際、メーカーの推奨事項に従ってください。偶発的曝露の場合には、メーカーが提供する製品安全データシートを参照してください。
    2. すぐにシクロヘキシミドとボルテックスを追加した後、50μlの氷冷20倍ストップミックスを含む前標識されたマイクロ遠心チューブに加え、シクロヘキシミドで酵母細胞懸濁液の950μlの（〜2.4 OD 600ユニット）を転送します。全てのサンプルが収集されるまで氷上にマイクロ遠心管、および場所をボルテックス。
    3. 30℃に酵母細胞懸濁液を返します。
  4. 手順を繰り返し2.3を通じて2.3.1午前一時で一定時間間隔（ 例えば、シクロヘキシミドは0時30分で、午後12時で、サンプル＃2を＃1をサンプルに添加されるように30秒ごとに、サンプル＃3で、残りの酵母細胞懸濁液のそれぞれについて0.3 等 。）。
  5. その後の各時点で、渦酵母細胞懸濁液と50μlの予冷した20倍ストップ・ミックスを含む標識マイクロ遠心チューブに950μlのを転送します。氷上で回収した細胞をボルテックスし、配置します。 30℃のヒートブロックに15ミリリットルを円錐管を返します。
    1. 例えば、30分シクロヘキシミドの添加後の細胞の収集のために、渦（タイムコースの開始時に、酵母細胞懸濁液にシクロヘキシミド添加の間に30秒の間隔を仮定）と30:00でサンプル＃1からの細胞懸濁液950μLを除去します。ように30:30でサンプル＃2のために繰り返し、。
      注：チェイスの過程を通じて約15ミリリットルで、5分ごとにコニカルチューブをボルテックス細胞懸濁液を酵母の沈降を防止するために。あるいは、酵母細胞懸濁液Sはシクロヘキシミドチェイス実験の期間中、連続的に撹拌水浴中で維持することができます。
  6. 全てのサンプルが収集されたら、ペレットを30秒間、室温にて6,500×gでの遠心分離によって細胞を収集しました。ピペッティングまたは吸引により上清を取り除きます。細胞は、今、アルカリ溶解のための準備が整いました。また、スナップ凍結液体窒素とストア内のペレット化した細胞を-80℃で。

3.ポストアルカリ性タンパク質抽出（16,40から変更されました）

  1. 各細胞ペレットに100μlの蒸留水を加えます。ピペッティングまたはボルテックスによって再懸濁します。
  2. 各試料に0.2 M NaOHを100μLを加えます。ピペッティングまたはボルテックスにより混和します。
  3. インキュベートは、室温で5分間、細胞を懸濁しました。この段階において、酵母細胞は溶解されていない、およびタンパク質40をリリースしていません。
  4. 部屋の気性で18,000×gで遠心分離により細胞をペレット化30秒間ature。ピペッティングまたは吸引により上清を取り除きます。
  5. 細胞を溶解し、各細胞ペレットにレムリ試料緩衝液100μlを加えます。ピペッティングまたはボルテックスによって再懸濁します。
    注：トリス - グリシンランニング緩衝系を使用して、ドデシル硫酸ナトリウム - ポリアクリルアミドゲル電気泳動（SDS-PAGE）と互換性のある形でのNaOHとのLaemmli試料バッファを解放タンパク質と細胞の連続インキュベーション。
  6. 完全タンパク質を変性するために95℃で5分間インキュベートします。
    注：95℃でのインキュベーションは、凝集しやすいタンパク質の分析には適していない（ 例えば 、いくつかの膜貫通セグメントを有するタンパク質）。高温41でインキュベートした場合、これらのタンパク質は不溶性になることがあります。経験的に決定されたとして30分、 - 10 -したがって、そのようなタンパク質の分析のために、溶解物は、より低い温度（70℃、例えば 37℃）でインキュベートする必要があります。
  7. ROで18,000×gで遠心分離した溶解物不溶性物質をペレット化するために1分間オム温度。上清（可溶化抽出したタンパク質）をSDS-PAGEおよびその後のウエスタンブロット分析による分離のために準備ができています。また、-20℃で保存溶解物。

4.代表的SDS-PAGEおよびウェスタンブロッティング手順（16から適応）

  1. 負荷タンパク質分子量標準およびSDS-PAGEゲル上に溶解物の経験的に決定されたボリューム。
    注：目的のタンパク質の分子量に基づいて、SDS-PAGEゲル中のアクリルアミドおよびビスアクリルアミドの割合を選択します。一般的に、低いパーセンテージのゲルは、より高い分子量のタンパク質を解決するために適しています。
  2. 色素の先端がゲルの下端に達するまで、200 Vでゲルを実行します。
  3. 4℃で90分 - ポリフッ化ビニリデン（PVDF）60 20 Vで湿潤転写によって膜にゲルから転送タンパク質。
  4. （TBトリス緩衝生理食塩水でインキュベートすることにより、膜をブロックS）、5％スキムミルクを含む1時間または4℃で一晩、室温で、ロッキング。
    注：一晩インキュベートした膜の存在下で微生物の増殖を防ぐためには、0.02％の最終濃度でブロッキング溶液にアジ化ナトリウムを含むことが推奨されます。
  5. 室温で1時間、揺動、0.1％のTween-20（TBS / T）及び1％のスキムミルクを含むTBS中で目的のタンパク質に特異的な一次抗体と共に膜をインキュベートします。
  6. ロッキング、TBS / Tで、室温で3×5分間メンブレンを洗浄。
  7. ロッキング、室温で1時間1％スキムミルクを含むTBS / Tで適切なフルオロフォア結合二次抗体で膜をインキュベートします。
    注：フルオロフォアは、光に敏感です。したがって、フルオロフォアに結合した抗体の希釈液は、暗闇の中で準備する必要があり、かつ蛍光団およびその後の洗浄工程に結合した抗体の存在下での膜のインキュベーションは、（ 例えば、アルミホイルにくるまれた）遮光に起こるべき共同ntainers。
  8. ロッキング、TBS / Tで、室温で3×5分間メンブレンを洗浄。
  9. 画像膜メーカーの推奨に従って、LI-CORのオデッセイCLX及び画像Studioソフトウェア（または同等のイメージング機器やソフトウェア）を使用。
  10. 膜の画像を取得した後、ロッキング、1時間室温で1％スキムミルクを含むTBS / Tでローディングコントロールタンパク質に特異的な一次抗体で膜をインキュベートします。
  11. ロッキング、TBS / Tで、室温で3×5分間メンブレンを洗浄。
  12. ロッキング、室温で1時間1％スキムミルクを含むTBS / Tで適切なフルオロフォア結合二次抗体で膜をインキュベートします。
  13. ロッキング、TBS / Tで、室温で3×5分間メンブレンを洗浄。
  14. ステップ4.9のように、画像の膜。

結果

シクロヘキシミド追跡方法を説明するために、Deg1 -Sec62の安定性（ 図1）、モデル酵母の小胞体（ER）関連分解（ERAD）基板は、42〜44を分析しました。 ERADでは、品質管理ユビキチンリガーゼ酵素は共有結合ER膜に局在異常なタンパク質に小さなタンパク質のユビキチン鎖を取り付けます。このようなポリユビキチン化タンパク質は、その後、...

ディスカッション

この論文では、タンパク質分解の動態を分析するための方法が提供されます。この技術は、容易に様々なメカニズムにより分解タンパク質の範囲に適用することができます。シクロヘキシミドチェイス実験は、所定のタンパク質の定常状態プールの分解速度について報告することに留意することが重要です。他の技術は、タンパク質の特定の集団の分解速度を分析するために使用されてもよ?...

開示事項

The authors have nothing to disclose.

謝辞

The authors thank current and former members of the Rubenstein lab for providing a supportive and enthusiastic research environment. The authors thank Mark Hochstrasser (Yale University) for sharing reagents and expertise. E.M.R. thanks Stefan Kreft (University of Konstanz) and Jennifer Bruns (University of Pittsburgh) for sharing invaluable expertise in kinetic analysis of proteins. This work was supported by a National Institutes of Health grant (R15 GM111713) to E.M.R., a Ball State University ASPiRE research award to E.M.R, a research award from the Ball State University chapter of Sigma Xi to S.M.E., and funds from the Ball State University Provost's Office and Department of Biology.

資料

NameCompanyCatalog NumberComments
Desired yeast strains, plasmids, standard medium and buffer components
Disposable borosilicate glass tubesFisher Scientific14-961-32Available from a variety of manufacturers
Temperature-regulated incubator (e.g. Heratherm Incubator Model IMH180)Dot Scientific51028068Available from a variety of manufacturers
New Brunswick Interchangeable Drum for 18 mm tubes (tube roller)New BrunswickM1053-0450A tube roller is recommended to maintain overnight  starter cultures of yeast cells in suspension. Alternatively, if a tube roller is unavailable, a platform shaker in a temperature-controlled incubator may be used for overnight starter cultures. A platform shaker or tube roller may be used to maintain larger cultures in suspension.
New Brunswick TC-7 Roller Drum 120 V 50/60 HNew BrunswickM1053-4004For use with tube roller
SmartSpec Plus SpectrophotometerBio-Rad170-2525Available from a variety of manufacturers
Centrifuge 5430Eppendorf5427 000.216 Rotor that is sold with unit holds 1.5 and 2.0 ml microcentrifuge tubes. Rotor may be swapped for one that holds 15 and 50 ml conical tubes
Fixed-Angle Rotor F-35-6-30 with Lid and Adapters for Centrifuge Model 5430/R, 15/50 ml Conical Tubes, 6-PlaceEppendorfF-35-6-30
15-ml screen printed screw cap tube 17 x 20 mm conical, polypropyleneSarstedt62.554.205Available from a variety of manufacturers
1.5-ml flex-tube, PCR clean, natural microcentrifuge tubesEppendorf22364120Available from a variety of manufacturers
Analog Dri-Bath HeatersFisher Scientific1172011AQIt is recomended that two heaters are available (one for incubating cells during cycloheximide treatment and one for boiling lysates to denature proteins). Alternatively, 30 °C water bath may be used for incubation of cells in the presence of cycloheximide. Boiling water bath with hot plate may altertnatively be used to denature proteins.
Heating block for 12 x 15 ml conical tubesFisher Scientific11-473-70For use with Dri-Bath Heater during incubation of cells in the presence of cycloheximide.
Heating block for 20 x 1.5 ml conical tubesFisher Scientific11-718-9QFor use with Dri-Bath Heater to boil lysates for protein denaturation.
SDS-PAGE running and transfer apparatuses, power supplies, and imaging equipment or darkrooms for SDS-PAGE and transfer to membraneWill vary by lab and application
Western blot imaging system (e.g. Li-Cor Odyssey CLx scanner and Image Studio Software)Li-Cor9140-01Will vary by lab and application
EMD Millipore Immobilon PVDF Transfer MembranesFisher ScientificIPFL00010Will vary by lab and application
Primary antibodies (e.g. Phosphoglycerate Kinase (Pgk1) Monoclonal antibody, mouse (clone 22C5D8))Life Technologies459250Will vary by lab and application
Secondary antibodies (e.g. Alexa-Fluor 680 Rabbit Anti-Mouse IgG (H + L))Life TechnologiesA-21065Will vary by lab and application

参考文献

  1. Jankowska, E., Stoj, J., Karpowicz, P., Osmulski, P. A., Gaczynska, M. The proteasome in health and disease. Cur Pharm Des. 19 (6), 1010-1028 (2013).
  2. Nakayama, K. I., Nakayama, K. Ubiquitin ligases: cell-cycle control and cancer. Nat Rev Cancer. 6 (5), 369-381 (2006).
  3. Amm, I., Sommer, T., Wolf, D. H. Protein quality control and elimination of protein waste: the role of the ubiquitin-proteasome system. Biochim Biophys Acta. 1843 (1), 182-196 (2014).
  4. Goldberg, A. L. Protein degradation and protection against misfolded or damaged proteins. Nature. 426 (6968), 895-899 (2003).
  5. Guerriero, C. J., Brodsky, J. L. The delicate balance between secreted protein folding and endoplasmic reticulum-associated degradation in human physiology. Physiol Rev. 92 (2), 537-576 (2012).
  6. Pagan, J., Seto, T., Pagano, M., Cittadini, A. Role of the ubiquitin proteasome system in the heart. Circ Res. 112 (7), 1046-1058 (2013).
  7. Rubinsztein, D. C. The roles of intracellular protein-degradation pathways in neurodegeneration. Nature. 443 (7113), 780-786 (2006).
  8. Turnbull, E. L., Rosser, M. F., Cyr, D. M. The role of the UPS in cystic fibrosis. BMC Biochem. 8 Suppl 1, S11 (2007).
  9. Bedford, L., Lowe, J., Dick, L. R., Mayer, R. J., Brownell, J. E. Ubiquitin-like protein conjugation and the ubiquitin-proteasome system as drug targets. Nat Rev Drug Discov. 10 (1), 29-46 (2011).
  10. Kar, G., Keskin, O., Fraternali, F., Gursoy, A. Emerging role of the ubiquitin-proteasome system as drug targets. Curr Pharm Des. 19 (18), 3175-3189 (2013).
  11. Paul, S. Dysfunction of the ubiquitin-proteasome system in multiple disease conditions: therapeutic approaches. BioEssays: News and Reviews in Molecular, Cellular and Developmental Biology. 30 (11-12), 1172-1184 (2008).
  12. Shen, M., Schmitt, S., Buac, D., Dou, Q. P. Targeting the ubiquitin-proteasome system for cancer therapy. Expert Opin Ther Targets. 17 (9), 1091-1108 (2013).
  13. Crowder, J. J., et al. Rkr1/Ltn1 Ubiquitin Ligase-Mediated Degradation of Translationally Stalled Endoplasmic Reticulum Proteins. J Biol Chem. 290 (30), 18454-18466 (2015).
  14. Gardner, R. G., et al. Endoplasmic reticulum degradation requires lumen to cytosol signaling. Transmembrane control of Hrd1p by Hrd3p. J Cell Biol. 151 (1), 69-82 (2000).
  15. Metzger, M. B., Maurer, M. J., Dancy, B. M., Michaelis, S. Degradation of a cytosolic protein requires endoplasmic reticulum-associated degradation machinery. J Biol Chem. 283 (47), 32302-32316 (2008).
  16. Watts, S. G., Crowder, J. J., Coffey, S. Z., Rubenstein, E. M. Growth-based Determination and Biochemical Confirmation of Genetic Requirements for Protein Degradation in Saccharomyces cerevisiae. J Vis Exp. (96), e52428 (2015).
  17. Cohen, I., Geffen, Y., Ravid, G., Ravid, T. Reporter-based growth assay for systematic analysis of protein degradation. J Vis Exp. (93), e52021 (2014).
  18. Ravid, T., Kreft, S. G., Hochstrasser, M. Membrane and soluble substrates of the Doa10 ubiquitin ligase are degraded by distinct pathways. EMBO J. 25 (3), 533-543 (2006).
  19. Kohlmann, S., Schafer, A., Wolf, D. H. Ubiquitin ligase Hul5 is required for fragment-specific substrate degradation in endoplasmic reticulum-associated degradation. J Biol Chem. 283 (24), 16374-16383 (2008).
  20. Medicherla, B., Kostova, Z., Schaefer, A., Wolf, D. H. A genomic screen identifies Dsk2p and Rad23p as essential components of ER-associated degradation. EMBO Rep. 5 (7), 692-697 (2004).
  21. Habeck, G., Ebner, F. A., Shimada-Kreft, H., Kreft, S. G. The yeast ERAD-C ubiquitin ligase Doa10 recognizes an intramembrane degron. J Cell Biol. 209 (2), 261-273 (2015).
  22. Tran, J. R., Brodsky, J. L. Assays to measure ER-associated degradation in yeast. Methods Mol Biol. 832, 505-518 (2012).
  23. Kao, S. H., et al. GSK3beta controls epithelial-mesenchymal transition and tumor metastasis by CHIP-mediated degradation of Slug. Oncogene. 33 (24), 3172-3182 (2014).
  24. Hampton, R. Y., Rine, J. Regulated degradation of HMG-CoA reductase, an integral membrane protein of the endoplasmic reticulum, in yeast. J Cell Biol. 125 (2), 299-312 (1994).
  25. Hochstrasser, M., Varshavsky, A. In vivo degradation of a transcriptional regulator: the yeast alpha 2 repressor. Cell. 61 (4), 697-708 (1990).
  26. Schneider-Poetsch, T., et al. Inhibition of eukaryotic translation elongation by cycloheximide and lactimidomycin. Nat Chem Biol. 6 (3), 209-217 (2010).
  27. Whiffen, A. J., Bohonos, N., Emerson, R. L. The Production of an Antifungal Antibiotic by Streptomyces griseus. J Bacteriol. 52 (5), 610-611 (1946).
  28. Obrig, T. G., Culp, W. J., McKeehan, W. L., Hardesty, B. The mechanism by which cycloheximide and related glutarimide antibiotics inhibit peptide synthesis on reticulocyte ribosomes. J Biol Chem. 246 (1), 174-181 (1971).
  29. Ennis, H. L., Lubin, M. Cycloheximide: Aspects of Inhibition of Protein Synthesis in Mammalian Cells. Science. 146 (3650), 1474-1476 (1964).
  30. Kerridge, D. The effect of actidione and other antifungal agents on nucleic acid and protein synthesis in Saccharomyces carlsbergensis. J Gen Microbiol. 19 (3), 497-506 (1958).
  31. Chakrabarti, S., Dube, D. K., Roy, S. C. Effects of emetine and cycloheximide on mitochondrial protein synthesis in different systems. Biochem J. 128 (2), 461-462 (1972).
  32. Seufert, W., Jentsch, S. In vivo function of the proteasome in the ubiquitin pathway. EMBO J. 11 (8), 3077-3080 (1992).
  33. Varshavsky, A. Discovery of the biology of the ubiquitin system. JAMA. 311 (19), 1969-1970 (2014).
  34. Heinemeyer, W., Kleinschmidt, J. A., Saidowsky, J., Escher, C., Wolf, D. H. Proteinase yscE, the yeast proteasome/multicatalytic-multifunctional proteinase: mutants unravel its function in stress induced proteolysis and uncover its necessity for cell survival. EMBO J. 10 (3), 555-562 (1991).
  35. Sommer, T., Jentsch, S. A protein translocation defect linked to ubiquitin conjugation at the endoplasmic reticulum. Nature. 365 (6442), 176-179 (1993).
  36. Hiller, M. M., Finger, A., Schweiger, M., Wolf, D. H. ER degradation of a misfolded luminal protein by the cytosolic ubiquitin-proteasome pathway. Science. 273 (5282), 1725-1728 (1996).
  37. Gietz, R. D., Schiestl, R. H. High-efficiency yeast transformation using the LiAc/SS carrier DNA/PEG method. Nature Protoc. 2 (1), 31-34 (2007).
  38. Bergman, L. W. Growth and maintenance of yeast. Methods Mol Biol. 177, 9-14 (2001).
  39. Biederer, T., Volkwein, C., Sommer, T. Degradation of subunits of the Sec61p complex, an integral component of the ER membrane, by the ubiquitin-proteasome pathway. EMBO J. 15 (9), 2069-2076 (1996).
  40. Kushnirov, V. V. Rapid and reliable protein extraction from yeast. Yeast. 16 (9), 857-860 (2000).
  41. Sharma, M., Benharouga, M., Hu, W., Lukacs, G. L. Conformational and temperature-sensitive stability defects of the delta F508 cystic fibrosis transmembrane conductance regulator in post-endoplasmic reticulum compartments. J Biol Chem. 276 (12), 8942-8950 (2001).
  42. Mayer, T. U., Braun, T., Jentsch, S. Role of the proteasome in membrane extraction of a short-lived ER-transmembrane protein. EMBO J. 17 (12), 3251-3257 (1998).
  43. Rubenstein, E. M., Kreft, S. G., Greenblatt, W., Swanson, R., Hochstrasser, M. Aberrant substrate engagement of the ER translocon triggers degradation by the Hrd1 ubiquitin ligase. J Cell Biol. 197 (6), 761-773 (2012).
  44. Scott, D. C., Schekman, R. Role of Sec61p in the ER-associated degradation of short-lived transmembrane proteins. J Cell Biol. 181 (7), 1095-1105 (2008).
  45. Thibault, G., Ng, D. T. The endoplasmic reticulum-associated degradation pathways of budding yeast. Cold Spring Harb Perspect Biol. 4 (12), (2012).
  46. Fisher, E. A., et al. The degradation of apolipoprotein B100 is mediated by the ubiquitin-proteasome pathway and involves heat shock protein 70. J Biol Chem. 272 (33), 20427-20434 (1997).
  47. Pariyarath, R., et al. Co-translational interactions of apoprotein B with the ribosome and translocon during lipoprotein assembly or targeting to the proteasome. J Biol Chem. 276 (1), 541-550 (2001).
  48. Yeung, S. J., Chen, S. H., Chan, L. Ubiquitin-proteasome pathway mediates intracellular degradation of apolipoprotein. B. Biochemistry. 35 (43), 13843-13848 (1996).
  49. Biederer, T., Volkwein, C., Sommer, T. Role of Cue1p in ubiquitination and degradation at the ER surface. Science. 278 (5344), 1806-1809 (1997).
  50. Metzger, M. B., et al. A structurally unique E2-binding domain activates ubiquitination by the ERAD E2, Ubc7p, through multiple mechanisms. Mol Cell. 50 (4), 516-527 (2013).
  51. Bazirgan, O. A., Hampton, R. Y. Cue1p is an activator of Ubc7p E2 activity in vitro and in vivo. J Biol Chem. 283 (19), 12797-12810 (2008).
  52. Kim, I., et al. The Png1-Rad23 complex regulates glycoprotein turnover. J Cell Biol. 172 (2), 211-219 (2006).
  53. Chen, P., Johnson, P., Sommer, T., Jentsch, S., Hochstrasser, M. Multiple ubiquitin-conjugating enzymes participate in the in vivo degradation of the yeast MAT alpha 2 repressor. Cell. 74 (2), 357-369 (1993).
  54. Jungmann, J., Reins, H. A., Schobert, C., Jentsch, S. Resistance to cadmium mediated by ubiquitin-dependent proteolysis. Nature. 361 (6410), 369-371 (1993).
  55. Tansey, W. P. Pulse-chase assay for measuring protein stability in yeast. Cold Spring Harb Protoc. , (2007).
  56. Hanna, J., Leggett, D. S., Finley, D. Ubiquitin depletion as a key mediator of toxicity by translational inhibitors. Mol Cell Biol. 23 (24), 9251-9261 (2003).
  57. Wilson, W. A., Hawley, S. A., Hardie, D. G. Glucose repression/derepression in budding yeast: SNF1 protein kinase is activated by phosphorylation under derepressing conditions, and this correlates with a high AMP:ATP ratio. Curr Biol. 6 (11), 1426-1434 (1996).
  58. Ashe, M. P., De Long, S. K., Sachs, A. B. Glucose depletion rapidly inhibits translation initiation in yeast. Mol Biol Cell. 11 (3), 833-848 (2000).
  59. Grant, C. M., MacIver, F. H., Dawes, I. W. Mitochondrial function is required for resistance to oxidative stress in the yeast Saccharomyces cerevisiae. FEBS Lett. 410 (2-3), 219-222 (1997).
  60. Javmen, A., et al. beta-Glucan from Saccharomyces cerevisiae Induces IFN-gamma Production In Vivo in BALB/c Mice. In Vivo. 29 (3), 359-363 (2015).
  61. Link, A. J., LaBaer, J. Trichloroacetic acid (TCA) precipitation of proteins. Cold Spring Harb Protoc. 2011 (8), 993-994 (2011).
  62. Hornbeck, P. V. Enzyme-Linked Immunosorbent Assays. Curr Protoc Immunol. 110, 2.1.1-2.1.23 (2015).

転載および許可

このJoVE論文のテキスト又は図を再利用するための許可を申請します

許可を申請

さらに記事を探す

110

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

個人情報保護方針

利用規約

一般データ保護規則

お問い合わせ

図書館への推薦

JoVE ニュースレター

研究

教育

著者

図書館員

JoVEについて

Copyright © 2023 MyJoVE Corporation. All rights reserved