LC-MS / MS 분석을 이용하여 핵 공동 인자와 상호 작용 단백질의 높은 처리량 식별 단백질 제조 방법

요약

우리는 LC-MS / MS 시스템을 사용 coregulatory 상호 작용 단백질의 정제 방법을 확립 하였다.

초록

Transcriptional coregulators are vital to the efficient transcriptional regulation of nuclear chromatin structure. Coregulators play a variety of roles in regulating transcription. These include the direct interaction with transcription factors, the covalent modification of histones and other proteins, and the occasional chromatin conformation alteration. Accordingly, establishing relatively quick methods for identifying proteins that interact within this network is crucial to enhancing our understanding of the underlying regulatory mechanisms. LC-MS/MS-mediated protein binding partner identification is a validated technique used to analyze protein-protein interactions. By immunoprecipitating a previously-identified member of a protein complex with an antibody (occasionally with an antibody for a tagged protein), it is possible to identify its unknown protein interactions via mass spectrometry analysis. Here, we present a method of protein preparation for the LC-MS/MS-mediated high-throughput identification of protein interactions involving nuclear cofactors and their binding partners. This method allows for a better understanding of the transcriptional regulatory mechanisms of the targeted nuclear factors.

서문

단백질 - 단백질 상호 작용은 다양한 생물학적 기능에 중요한 역할을한다. 따라서, 이러한 상호 작용은 신호 전달에 연루되어왔다 세포막 단백질 수송; 세포의 신진 대사; 및 DNA 복제, DNA 손상 복구, 재조합 및 전사 ^{1, 2, 3, 4} 등 여러 핵 프로세스. 이러한 상호 작용에 관여하는 단백질을 확인하는 것은이 세포 과정에 대한 우리의 이해를 증진하는 것이 중요하다.

면역 침전 (IP)는 단백질 - 단백질 상호 작용을 분석하는데 사용되는 검증 된 기술이다. 공동 - 면역 침전 된 단백질의 동정을 용이하게하기 위하여, 질량 분석계는 종종 이용 ^{5, 6, 7, 8,9.} 항체와 단백질 복합체의 공지 부재 타겟팅함으로써, 단백질 복합체를 분리하고,이어서 질량 분광 분석을 통해 그 미지의 컴포넌트를 식별 할 수있다. ARIP4 (안드로겐 수용체 상호 작용하는 단백질 4), 전사 coregulator은 활성화 또는 상황에 의존적으로 ^{9, 10} 년 대상 발기인을 억제하기 위해 핵 수용체 단백질과 상호 작용한다. 더 이러한 핵 인자를 지배하는 전사 조절 메커니즘을 이해하기 위해 정화하고, LC-MS / MS 시스템을 사용하여 ARIP4 상호 작용 단백질을 확인하는 포괄적 인 방법을 설명한다.

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프로토콜

1. 형질

1. 100 mm 배양 판 (2 × ¹⁰⁶ 세포 / 접시)에 HEK293 세포 종자. 배양 10 % 소 태아 혈청, 100 μg의 / ㎖ 스트렙토 마이신, 100 유닛 / ㎖의 페니실린으로 보충 된 둘 베코 변형 이글 배지에서 세포. 5 % CO ₂ 및 37 ℃로 가습 된 배양기에서 세포를 인큐베이션.
2. 다음 날, FLAG-태그 ARIP4 플라스미드의 10 μg의 제조업체의 방향 ^(11)에 따라 형질 전환 시약의 40 μl를 이용하여 세포를 형질.

2. 단백질 추출

1. 약 트랜 스펙 션 후 36 시간이 빙냉 PBS로 세포를 세척하고 스크레이퍼를 사용하여 세포를 수확. 1.5 mltube에 세포를 전송하고 4 ℃에서 2 분 동안 8,000 XG에 그것을 원심 분리기. 대기음 뜨는 배에서 세포 펠렛을 재현 탁 0.4 M KCl을 버퍼의 펠릿 볼륨 (높은 염 완충액 : 20 mM 트리스 -HCl (pH 8.0), 0.4 M KCl을5 밀리미터의 MgCl _2, 10 % 글리세롤, 0.1 % NP-40, 10 밀리미터 B-mercaptethanol, 1X 프로테아제 억제제 칵테일). 4 ℃에서 20 분 동안 혼합물을 돌립니다.
2. 4 ℃에서 10 분 동안 17,700 XG에서 튜브를 원심 분리기.
3. (새로운 2 ㎖의 튜브에 상청 (전체 세포 추출물)을 전송하고 0 M KCl을 버퍼의 초기 부피 3 배 추가 희석 완충액 : 20 mM 트리스 -HCl (pH 8.0), 5 밀리미터의 MgCl _2, 10 % 글리세롤, 0.1 % NP-40, 10 밀리미터 β 머 캅토 에탄올, 1X 프로테아제 억제제 칵테일).
4. 다른 원심 분리 (4 ℃에서 10 분 동안 17,700 XG)을 수행하고, 새로운 2 ML 튜브에 뜨는 (전체 세포 추출물)를 전송합니다.

3. 면역 침전

1. 20 mM의 트리스 : 원심 분리 (2.4) 중, (0.1M KCl을 완충액으로 두번 저염 완충액을 세척 한 다음 PBS로 안티 FLAG 비드 50 ㎕의 0.1 M 글리신 - 염산하고 1 M 트리스 - 히드로 클로라이드를 씻어 염산 (PH 8.0), 0.1 M의 KCl, 5 mM의 MgCl2를, 10 % 글리세롤, 0.1 % NP-40, 10mM (B) 머 캅토 에탄올, 1X 프로테아제 억제제 칵테일). 이 세척 공정의 원심 분리는 39 ° C에서 1 분 동안 2,000 × g으로 수행된다.
2. 전체 세포 추출물 FLAG 비드의 50 μL를 혼합하고 가볍게 2-4 ℃로한다 (단계 2.4의 전체 세포 추출물의 1 %는 또한 나중에 사용하기 위해 -80 ℃에서 보관한다에서 4 시간 동안 혼합물을 회전 ) 입력으로.
3. 마이크로 스핀 열 (중력 드롭)에 샘플을 전송합니다. (입력 및 관류 웨스턴 블롯 분석을 이용하여 양자의 단백질 수준을 확인), 1.5 ㎖의 튜브에 관류 유지 액체 질소를 사용하여 동결하고, -80 ℃에서 보관.
4. 국기 비즈 (중력 드롭)을 씻어 0.1 M KCl을 버퍼 (낮은 소금 버퍼)의 1 ML을 추가합니다.
5. 3.4 적어도 네 번 이상 (오 세척의 총) 단계를 반복합니다.

4. 용출

1. 1.5 ML 튜브에 열을 놓고 1 분 동안 2,000 XG에이를 원심 분리; 구슬 건조됩니다.
2. 하단 캡열.
3. 0.1 M 글리신 - 염산 (PH 2.5)의 (FLAG 구슬의 부피와 동일) 50 μl를 추가합니다.
4. 부드럽게 실온에서 10 분 동안 혼합물을 흔들어.
5. 새로운 1.5 ML 튜브에 열을 놓고 1 분 동안 2,000 XG에 그것을 원심 분리기.
6. 용출액을 1 M Tris-HCl (pH8.0)을 10 ㎕의 중화; 피펫 또는 와류 장치를 이용하여 잘 혼합한다.

5. 알킬화 및 트립신

1. 100 mM의 NH ₄ HCO _3, CH ₃ CN 10 μL, 혼합물에 디티 오 트레이 톨의 2 μL (112 μl의 총 부피)의 50 μl를 추가합니다.
2. 56 ° C에서 30 분 동안 샘플을 인큐베이션.
3. 실온에서 10 분 동안 샘플을 놓는다.
4. 요오도 아세트 아미드 시료에 333 mm의 10 μl를 첨가하고 37 ℃에서 30 분 동안 어두운 데에서 부화.
5. 혼합물에 트립신의 10 μL (33 NG / μL)을 추가하고 37 ° C에서 하룻밤을 품어.

(6)에게. LC-MS / MS 분석

1. 밤새 트립신 처리 후, LC-MS / MS 시설이나 분석 ¹² 타사 질량 분석 실험실로 최종 제품을 수송.

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결과

우리는 강한 신호 ARIP4 약 160 KDa의뿐 모의 샘플 제어 및 몇몇 다른 미지의 단백질의 것과 (도 1)을 확인 하였다. LC-MS / MS 분석은 펩티드 복합체 ARIP4 FLAG 비드 (표 1)의 분획 내의 잠재적 인 펩티드 공동 인자를 모두 식별. P62 (Sequestosome1)는 공지 ARIP4 공동 인자 ^(11)는이 시스템 ^(11)의 유효성을 확인하는 분석 (표...

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토론

효율적인 형질 감염 프로토콜이 성공적인 결과를 얻는 것이 필수적이다. 따라서, 우리는 면역 FLAG 태그가 단백질 수준을 결정하는 웨스턴 블롯 분석을 사용하는 것이 좋습니다. 이 단계는 IP가 성공적으로 수행되었는지, 그들의 관심 단백질이 제대로 또한, 과발현되어 있는지 확인하려면 사용자 수 있습니다. FLAG 태그가 단백질 수준은 질량 분광 분석에 앞서 확인하여야한다.

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자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
Lipofectamine 2000 Transfection Reagent	Thermo Fisher Scientific	11668019
Protease Inhibitor Cocktail (EDTA free) (100x)	nacalai tesque	03969-21
ANTI-FLAG M2 Affinity Gel	Sigma-Aldrich	A2220
Micro Bio-Spin Columns	BIO-RAD	732-6204