Name: characterization at the molecular level using robust biochemical approaches of a new kinase protein
Uploaded: 2019-06-30T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Characterization at the Molecular Level using Robust Biochemical Approaches of a New Kinase Protein at JoVE.com

وقد دعم هذا العمل رابطة مكافحة السرطان، ورابطة الأورام العصبية الليفية وريكلينغهاوزن، ومركز لا ريجيون فال دي لوار. شكراجزيلا لأوريلي كوسون وديبورا كاساس لبيانات قياس التدفق السيتومتري، وإلى كيرون هيكمان لويس لتنقيح المخطوطة.

1. إعداد خلية للتَنَيَكَل
تحذير: يجب تنفيذ جميع خطوات ثقافة الخلية في مختبر مخصص، ويتم التلاعب بالخلايا داخل خزانة الميكروبيولوجية من الفئة 2.
<ol><li>خلايا الخلايا البذرة HEK-293 (الكلى الجنينية البشرية) في لوحات 10 سم في 10 مل من DMEM (دولبيككو تعديل النسور المتوسطة) تكملها 10٪ مصل عجل...

<ol>
	<li>Manning, G., Plowman, G. D., Hunter, T., Sudarsanam, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolution+of+protein+kinase+signaling+from+yeast+to+man.">Evolution of protein kinase signaling from yeast to man.</a> Trends in Biochemical Sciences. 27, 514-520 (2002).</li><li>Manning, G., Whyte, D. B., Martinez, R., Hunter, T., Sudarsanam, S. <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 kinase complement of the human genome. 298, 1912-1934 (2002).</li><li>Ochoa, D., Bradley, D., Beltrao, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolution,+dynamics+and+dysregulation+of+kinase+signalling.">Evolution, dynamics and dysregulation of kinase signalling.</a> Current Opinion in Structural Biology. 48, 133-140 (2018).</li><li>Bhullar, K. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinase-targeted+cancer+therapies:+progress,+challenges+and+future+directions.">Kinase-targeted cancer therapies: progress, challenges and future directions.</a> Molecular Cancer. 17, 48 (2018).</li><li>Kaboord, B., Perr, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+of+proteins+and+protein+complexes+by+immunoprecipitation.">Isolation of proteins and protein complexes by immunoprecipitation.</a> Methods in Molecular Biology. 424, 349-364 (2008).</li><li>Arnau, J., Lauritzen, C., Petersen, G. E., Pedersen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+strategies+for+the+use+of+affinity+tags+and+tag+removal+for+the+purification+of+recombinant+proteins.">Current strategies for the use of affinity tags and tag removal for the purification of recombinant proteins.</a> Protein Expression and Purification. 48, 1-13 (2006).</li><li>Wood, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+trends+and+affinity+tag+designs+for+recombinant+protein+purification.">New trends and affinity tag designs for recombinant protein purification.</a> Current Opinion in Structural Biology. 26, 54-61 (2014).</li><li>Young, C. L., Britton, Z. T., Robinson, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recombinant+protein+expression+and+purification:+a+comprehensive+review+of+affinity+tags+and+microbial+applications.">Recombinant protein expression and purification: a comprehensive review of affinity tags and microbial applications.</a> Biotechnology Journal. 7, 620-634 (2012).</li><li>Greenwood, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proximity+assays+for+sensitive+quantification+of+proteins.">Proximity assays for sensitive quantification of proteins.</a> Biomolecular Detection and Quantification. 4, 10-16 (2015).</li><li>Wang, X., Huang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissecting+Dynamic+and+Heterogeneous+Proteasome+Complexes+Using+In+vivo+Cross-Linking-Assisted+Affinity+Purification+and+Mass+Spectrometry.">Dissecting Dynamic and Heterogeneous Proteasome Complexes Using In vivo Cross-Linking-Assisted Affinity Purification and Mass Spectrometry.</a> Methods in Molecular Biology. 1844, 401-410 (2018).</li><li>Raykova, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Let+There+Be+Light!.">Let There Be Light!.</a> Proteomes. 4, (2016).</li><li>Weibrecht, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proximity+ligation+assays:+a+recent+addition+to+the+proteomics+toolbox.">Proximity ligation assays: a recent addition to the proteomics toolbox.</a> Expert Review of Proteomics. 7, 401-409 (2010).</li><li>Podobnik, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+to+Study+Protein-protein+Interactions.">How to Study Protein-protein Interactions.</a> Acta Chimica Slovenica. 63, 424-439 (2016).</li><li>Rao, V. S., Srinivas, K., Sujini, G. N., Kumar, G. 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-protein+interaction+detection:+methods+and+analysis.">Protein-protein interaction detection: methods and analysis.</a> International Journal of Proteomics. 2014, 147648 (2014).</li><li>Peck, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+protein+phosphorylation:+methods+and+strategies+for+studying+kinases+and+substrates.">Analysis of protein phosphorylation: methods and strategies for studying kinases and substrates.</a> The Plant Journal: For Cell and Molecular Biology. 45, 512-522 (2006).</li><li>Jia, Y., Quinn, C. M., Kwak, S., Talanian, R. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+in+vitro+kinase+assay+technologies:+the+quest+for+a+universal+format.">Current in vitro kinase assay technologies: the quest for a universal format.</a> Current Drug Discovery Technologies. 5, 59-69 (2008).</li><li>Okano, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+and+characterization+of+a+novel+family+of+serine/threonine+kinases+containing+two+N-terminal+LIM+motifs.">Identification and characterization of a novel family of serine/threonine kinases containing two N-terminal LIM motifs.</a> The Journal of Biological Chemistry. 270, 31321-31330 (1995).</li><li>Croft, D. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=p53-mediated+transcriptional+regulation+and+activation+of+the+actin+cytoskeleton.">p53-mediated transcriptional regulation and activation of the actin cytoskeleton.</a> Cell Research. 21, 666-682 (2011).</li><li>Tastet, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=LIMK2-1+is+a+Hominidae-Specific+Isoform+of+LIMK2+Expressed+in+Central+Nervous+System+and+Associated+with+Intellectual+Disability.">LIMK2-1 is a Hominidae-Specific Isoform of LIMK2 Expressed in Central Nervous System and Associated with Intellectual Disability.</a> Neuroscience. 399, 199-210 (2019).</li><li>Vallee, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=LIMK2-1,+a+new+isoform+of+human+LIMK2,+regulates+actin+cytoskeleton+remodeling+via+a+different+signaling+pathway+than+that+of+its+two+homologs,+LIMK2a+and+LIMK2b.">LIMK2-1, a new isoform of human LIMK2, regulates actin cytoskeleton remodeling via a different signaling pathway than that of its two homologs, LIMK2a and LIMK2b.</a> The Biochemical Journal. 475, 3745-3761 (2018).</li><li>Lee, Y. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+Detergents+on+Membrane+Protein+Complex+Isolation.">Impact of Detergents on Membrane Protein Complex Isolation.</a> Journal of Proteome Research. 17, 348-358 (2018).</li></ol>

هنا، استخدمنا أدوات كيميائية حيوية قوية لوصف على المستوى الجزيئي بروتين جديد، LIMK2-1، ويعتقد أن يكون كيناز على أساس تسلسلها وعلى homologs لها، LIMK2a و LIMK2b20.
أولا، أظهرنا وجود LIMK2-1 على مستوى البروتين باستخدام تحليل وصمة عار الغربية مع الأجسام المضادة محددة. بعد ذلك، قمن...

على مدى عقود عديدة، تم توضيح العديد من مسارات الإشارات وأظهرت مشاركتها في العمليات الخلوية الحاسمة مثل تقسيم الخلايا، والتمايز، والحركة، وموت الخلايا المبرمجة، والمناعة وعلم الأحياء العصبية. Kinases تلعب دورا هاما في هذه المسارات إشارة كما أنها غالبا ما تنظم بدقة تنشيطها أو تعطيل هات هي جزء من المجمعات متعددة الاستخدامات العابرة التي تستجيب للمحفزات الخارجية1,2,3. الطفرة وخلل التنظيم من الكيناز غالبا ما يؤدي إلى أمراض في البشر، وبالتالي فقد أصبحت واحدة من أهم أهداف المخدرات على مدى السنوات الأربعين الماضية4.
وفي هذا السياق، من المهم أن تكون قادرة على الكشف عن تفاعل الكيناز مع الجهات التنظيمية في المراحل الأولى أو الركيزة النهائية، وتحديد شركاء جدد. تنقية التقارب والمناعية هي تقنيات قوية جدا لعزل مجمعات البروتين5. قد يكون المفتاح البروتين الطعم أو كيناز الموسومة مع تسلسل الببتيد محددة مما يسمح باستخدام الخرز التجاري التكافؤ إلى جانب الأجسام المضادة التي تستهدف الببتيد. هذه المادة تسمح بتكرار عاليةفي التجارب 6،7،8. البروتينات الذاتية قد تكون أيضا ً مناعية باستخدام الأجسام المضادة التي تستهدف مباشرة بروتين الطعم. الأجسام المضادة قد تكون مرتبطة عبر البروتين A أو البروتين G أغروز الخرز أو ببساطة حاضنة مع هذه الخرز قبل إضافة lysate. يجب تحسين المخازن المؤقتة للتحلل للسماح بذوبان البروتين دون فقدان التفاعل وتجنب تدهور البروتين. ومن العيوب الرئيسية لهذا النهج أن التفاعل يتم الكشف عنه عند الخلايا اللايائية؛ ولذلك، قد غاب عن التفاعلات عابرة أو ضعيفة، جنبا إلى جنب مع تلك التي تتطلب السياق دون الخلوي. ويمكن استخدام تقنيات أخرى للعمل مباشرة في الخلية مثل ربط القرب (PLA)9، في الجسم الحي عبر ربط بمساعدة تنقية التقارب (XAP)10، الحيوي الرنين نقل الطاقة (BRET) أو فورستر الرنين الطاقة نقل (FRET)11،12. وعلاوة على ذلك، فإن الترسيب المناعي ليس مناسباً لتحديد الثوابت الديناميكية الحرارية للربط، والتي تتطلب تقنيات فيزيائية مثل "بلازمون السطح" أو قياس المعايرة الحرارية الإسمترية أو الميكرومتراتي 13,14.
ويمكن تقييم نشاط كيناز باستخدام تقنيات متعددة. هنا، ركزنا على الأجسام المضادة الفوسفو محددة وغاما في المختبر[32P] ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات) وسم. تستهدف الأجسام المضادة الخاصة بالفوسفو تعديل الفوسفات لبقايا معينة داخل البروتين. ويمكن استخدامها في غرب Blot أو ELISA (اختبار المناعة المرتبطة انزيم) بعد تحليل الخلايا، للكيمياء المناعية، وأيضا على الخلايا السليمة باستخدام تدفق الخلايا أو الفلور المناعي. قد تشمل عيوبها افتقارها إلى التحديد، والتي يمكن تقييمها باستخدام نسخة متحولة من البروتين المستهدف، وعدم توافرها تجاريا لجميع البروتينات. في المختبرγ[32P] ATP وسم هو وسيلة قوية جدا، راسخة وحساسة للغاية15. ويمكن استخدام البروتينات المناعية أو المؤتلفة، ويمكن اختبار ركائز مختلفة. ويمكن أيضا تقييم آثار المخدرات لأن هذه الطريقة كمية. والعيب الرئيسي في ذلك هو أن النشاط الإشعاعي المرتبط بهذا النهج يتطلب التعامل بحذر. طرق بديلة ممكنة أيضا على أساس قياس الفلور أو الركيزة الببتيد الإنارة والاستفادة من خصائص الفلورسنت /الانارة المعدلة على الفوسفور. وتتيح هذه الأساليب أيضاً إنتاجية عالية، وهو ما هو مطلوب، على سبيل المثال، في فحص الجزيئات التي قد تكون مثبطات محتملة للكيناز المستهدف. في الواقع، تمثل الكيناز واحدة من أكبر فئات أهداف الأدوية التي تسعى شركات الأدوية16.
في هذه الدراسة، ركزنا على بروتين ليمك2-1 (ليمك2-1 لتقف على Lin11، Isle1، Mec3 Kinase isoform 2-1). تم وصف بروتين كيناز ليمك2 لأول مرة في عام 199517. يتم إنتاج ثلاثة أشكال متساوية من LIMK2 بواسطة الربط البديل: LIMK2a، LIMK2b و LIMK2-1. في الوقت الحاضر، تم وصف LIMK2-1 فقط على مستوى مرنا في دراسة واحدة18. هنا، نحن نميز هذا البروتين كيناز الجديدة المحتملة على المستوى الجزيئي باستخدام النهج البيوكيميائية قوية. أولا، نحن نبرهن على أن LIMK2-1 هو في الواقع توليفها. على غرار نظيراتها اثنين، LIMK2a وLIMK2b، فإنه يتفاعل مع كيناز المنبع روك (رو المرتبطة البروتين كيناز). نظهر LIMK2-1 لديه نشاط كيناز على البروتين الأساسي الميلين (MBP)، ولكن ليس على cofilin، الركيزة الكنسية من كيناز ليم.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Antibody anti-actin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A1978</td>
			<td>for Western Blot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibody anti-c-Myc</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>MA1-21316</td>
			<td>for Western Blot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibody anti-cofilin</td>
			<td>Cell signaling Technology</td>
			<td>3312/5175</td>
			<td>for Western Blot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibody anti-GFP</td>
			<td>Santa Cruz</td>
			<td>sc-9996</td>
			<td>for Western Blot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibody anti-HA</td>
			<td>Roche Applied Science</td>
			<td>11687423001</td>
			<td>for Western Blot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibody anti-phospho-cofilin</td>
			<td>Cell signaling Technology</td>
			<td>3313</td>
			<td>for Western Blot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibody Anti-PP1i</td>
			<td>Eurogentec</td>
			<td>designed for this study</td>
			<td>for Western Blot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aprotinin</td>
			<td>Euromedex</td>
			<td>A-162B</td>
			<td>for lysis buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ATP</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>PV3227</td>
			<td>for g[32P] labeling</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>g[32P] ATP</td>
			<td>Perkin Elmer</td>
			<td>NEG502A</td>
			<td>for g[32P] labeling</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BES buffered saline</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>14280</td>
			<td>for transfection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>b-glycerophosphate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G9422</td>
			<td>for lysis and kinase buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>b-mercaptoethanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M3148</td>
			<td>for Laemmli</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BSA</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A3059</td>
			<td>for blocking buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bromophenol Blue</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>B0126</td>
			<td>for Laemmli</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CaCl2</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C3881</td>
			<td>for transfection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>111-541</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collagen R</td>
			<td>Pan Biotech</td>
			<td>P06-20166</td>
			<td>for transfection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Control siRNA</td>
			<td>Ambion</td>
			<td>AM4611</td>
			<td>for PP1i antibody specificity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coomassie PageBlue Protein Staining Solution</td>
			<td>Thermo-Fisher</td>
			<td>24620</td>
			<td>for gel staining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>3690</td>
			<td>for lysis buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrophoresis Unit</td>
			<td>Biorad</td>
			<td>Mini-Protean</td>
			<td>for Western Blot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EZview Red anti-HA affinity gel</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>E6779</td>
			<td>for immunoprecipitation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GeneSys software</td>
			<td>Ozyme</td>
			<td></td>
			<td>for Western Blot acquisition</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GeneTolls software</td>
			<td>Ozyme</td>
			<td></td>
			<td>for Western Blot quantification</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GFP-trap beads</td>
			<td>Chromtek</td>
			<td></td>
			<td>for immunoprecipitation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycine</td>
			<td>Euromedex</td>
			<td>26-128-6405</td>
			<td>for transfer buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GST-cofilin</td>
			<td>Upstate Cell signaling</td>
			<td>12-556</td>
			<td>for g[32P] labeling</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hamilton syringe 100 mL</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>710</td>
			<td>to remove carefully supernatant from beads without aspirating them</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>H3375</td>
			<td>for kinase buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ImageQuant TL software</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td></td>
			<td>for radioactivity acquisition and quantification</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LIMK2 siRNA</td>
			<td>Ambion</td>
			<td>s8191</td>
			<td>for PP1i antibody specificity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Leupeptin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>SP-04-2217</td>
			<td>for lysis and kinase buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MBP</td>
			<td>Upstate Cell signaling</td>
			<td>13-173</td>
			<td>for g[32P] labeling</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgCl2</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M8266</td>
			<td>for kinase buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MnCl2</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>244589</td>
			<td>for kinase buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>Euromedex</td>
			<td>1112</td>
			<td>for lysis and kinase buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaF</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S-1504</td>
			<td>for lysis and kinase buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Okaidic acid</td>
			<td>Euromedex</td>
			<td>0-2220</td>
			<td>for lysis buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PMSF</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>78830</td>
			<td>for lysis and kinase buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>p-nitrophenylphosphate</td>
			<td>Euromedex</td>
			<td>1026</td>
			<td>for lysis buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PVDF membrane Immobillon-P</td>
			<td>Merck-Millipore</td>
			<td>IPVH00010 pore size 0,45 mm</td>
			<td>for Western Blot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotating wheel</td>
			<td>Labinco</td>
			<td></td>
			<td>for bead incubation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Safe lock eppendorf</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>0030120.086</td>
			<td>for kinase assay</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SDS</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>5030</td>
			<td>for Laemmli and migration buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium orthovanadate</td>
			<td>LC Laboratories</td>
			<td>S8507</td>
			<td>for lysis and kinase buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium pyrophosphate</td>
			<td>Fluka</td>
			<td>71501</td>
			<td>for lysis buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Super Signal West Dura</td>
			<td>Protein Biology</td>
			<td>34075</td>
			<td>for Western Blot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syngene Pxi</td>
			<td>Ozyme</td>
			<td></td>
			<td>for Western Blot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue extracts 
			 
			&#160;</td>
			<td>Biochain 
			 
			&#160;</td>
			<td>P1234035 Brain 
			P12345152 Lung 
			P1234149 Liver 
			P1234188 Pancreas 
			P1234260 Testis</td>
			<td>for Western Blot analysis 
			 
			&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transfer Unit</td>
			<td>Biorad</td>
			<td>Mini-Trans-Blot</td>
			<td>for Western Blot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris</td>
			<td>Euromedex</td>
			<td>26-128-3094 B</td>
			<td>for lysis buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tween-20</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P7949</td>
			<td>for blocking buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Typhoon FLA9500</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td></td>
			<td>to read autoradiography</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Typhoon Trio</td>
			<td>Amersham Bioscience</td>
			<td></td>
			<td>to read autoradiography</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Whatman paper</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td>3030-672</td>
			<td>for Western Blot</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

characterization at the molecular level using robust biochemical approaches of a new kinase protein

وقد حددت تسلسل الجينوم كله واسعة النطاق العديد من إطارات القراءة المفتوحة (ORFs) توفير العديد من البروتينات المحتملة. هذه البروتينات قد يكون لها أدوار هامة للخلية، وقد تكشف عن عمليات خلوية جديدة. بين البروتينات, kinases هي الجهات الفاعلة الرئيسية لأنها تنتمي إلى مسارات إشارة الخلية ولها القدرة على تشغيل أو إيقاف العديد من العمليات الحاسمة لمصير الخلية, مثل نمو الخلايا, تقسيم, التمايز, الحركة, والموت.
في هذه الدراسة، ركزنا على بروتين كيناز محتمل جديد، LIMK2-1. لقد أثبتنا وجودها بواسطة بلوت الغربية باستخدام الأجسام المضادة محددة. قمنا بتقييم تفاعلها مع بروتين ما قبل الإنتاج المنظم باستخدام تجارب التهطال المناعية. Coimmunoprecipitation هو تقنية قوية جدا قادرة على الكشف عن التفاعل بين اثنين من البروتينات المستهدفة. ويمكن أيضا أن تستخدم للكشف عن شركاء جدد من بروتين الطعم. يمكن تنقية بروتين الطعم إما عن طريق علامة مصممة لتسلسلها أو عن طريق الأجسام المضادة التي تستهدفه على وجه التحديد. ويمكن بعد ذلك فصل هذه المجمعات البروتينية بواسطة SDS-PAGE (الصوديوم دوديكل كبريتات بولي أكريلاميد هلام) وتحديدها باستخدام الطيف الكتلي. كما تم استخدام LIMK2-1 المناعي لاختبار نشاطكيفي في المختبر عن طريق γ[32P] ATP وسم. وقد يستخدم هذا الخضوع الراسخ العديد من الركيزة المختلفة، ويمكن استخدام نسخ من الطعم المتحولة لتقييم دور المخلفات المحددة. ويمكن أيضا تقييم آثار العوامل الدوائية لأن هذه التقنية هي على حد سواء حساسة للغاية وكمية. ومع ذلك، يتطلب التعامل مع النشاط الإشعاعي الحذر بشكل خاص. ويمكن أيضا تقييم نشاط كيناز مع الأجسام المضادة محددة تستهدف مجموعة فوسفو من الأحماض الأمينية المعدلة. هذه الأنواع من الأجسام المضادة ليست متاحة تجاريا لجميع بقايا الفوسفو المعدلة.

يتم توليف البروتين LIMK2-1 [ليمك2-1] ذكرت في [دتبنك], غير أنّ [س فر] فقط واحدة ورقة قد أبدى الوجود من ه [مرنا]18. بالمقارنة مع اثنين من homologs، ليمك2a وLIMK2b، ليمك2-1 لديه مجال C-محطة إضافية محددة كمجال البروتين فوسفاتاز 1 المثبطة (PP1i). صممنا جسم مضاد يستهدف ببتيد من ...

Watch this Scientific Journal Video about Characterization at the Molecular Level using Robust Biochemical Approaches of a New Kinase Protein at JoVE.com

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

وصفنا بروتين كيناز جديد باستخدام نهج كيميائية حيوية قوية: تحليل وصمة عار الغربية مع الأجسام المضادة مخصصة محددة على خطوط الخلايا المختلفة والأنسجة، والتفاعلات من قبل التجارب coimmunoprecipitation، نشاط كيناز الكشف عن طريق الغربية وصمة عار باستخدام الأجسام المضادة الفوسفاتية محددة وعن طريق γ [32P ] ATP وسم.

توصيف على المستوى الجزيئي باستخدام نهج كيميائية حيوية قوية لبروتين كيناز جديد

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

المناعة هو تقنية قوية جدا لعزل وتنقية البروتين المستهدف. في ظروف سلسة، قد تكون البروتينات أو المنظمين أو الركائز مُناعيًا مشتركًا. قد يتم اكتشاف شبكة تفاعل جديدة.ويمكن أيضا تقييم نشاط البروتين المناعي. على وجه الخصوص، قد يتم اختبار نشاط كيناز على ركائز مختلفة بواسطة تسمية P32-ATP. ومع ذلك، يمكن تقييم نشاط مثبطات تستهدف كيناز المشاركة في مرض ما.قد تشكل مركبات الرصاص لتطوير أدوية جديدة. ويمكن تمديد هذه الطريقة من الثدييات إلى الخميرة أو البكتيريا. هذه التقنية ليست بهذه الصعوبة.إلى النقاط الرئيسية: تأكد من وجود تحكم سلبي للتأكد من أن التفاعل المكتشف محدد، واختر بعناية شروط التحلل للحفاظ على التفاعلات والنشاط. التفاصيل الصغيرة والإيماءات مهمة لضمان نجاح هذه التقنية ، ولا يتم وصفها أبدًا في المواد وأساليب المقالات. إثبات الإجراء سيكون فابيان غودين، وهو فني من مختبرنا.بعد أن يتم إعداد الخلايا في غرفة زراعة الخلايا داخل مجلس الوزراء السلامة البيولوجية، واستخدام ماصة 10 ملليلتر لإزالة وسائل الإعلام من لوحات والتخلص منه في زجاجة نفايات مخصصة مع التبييض. ثم، إضافة 10 ملليلتر من DMEM جديدة مكملة، ووضع لوحات مرة أخرى إلى حاضنة في 37 درجة مئوية. لإعداد خليط transfection، في أنبوب 15 ملليلتر، إضافة 450 ميكرولترات من 10 ملليمتر تريس هيدروكلوريد حل في 7.5 pH، تستكمل مع EDTA ملليمولار واحد و 50 ميكرولترات من 2.5 مولار كلوريد الكالسيوم حل.مزيج من قبل عكس. في الأنبوب، إضافة حجم المقابلة ل10 ميكروغرام من الحمض النووي البلازما، تضخيمها من قبل مجموعة midiprep الحمض النووي، وتم تخفيفها مع عازلة elution من هذه المجموعة، والتي تم تحديد تركيزها. عكس أنبوب لخلط.ثم، مع التحريض على نحو سلس على خلاط دوامة، إضافة ببطء 500 ميكرولترات من BES المخزنة مركزة 2X المالحة، قطرة عن طريق قطرة في الأنبوب. تحريكه بعناية فائقة، وليس لتعكير تشكيل معقدة بين الحمض النووي والفوسفات الكالسيوم. احتضان لمدة 15 دقيقة على الأقل، أو ما يصل إلى 45 دقيقة، في درجة حرارة الغرفة.الآن، نقل لوحة لنقل من الحاضنة إلى مجلس الوزراء السلامة. إضافة مجمعات الحمض النووي المعدة قطرة قطرة على الخلايا في جميع أنحاء سطح لوحة. احتضان لمدة 24 إلى 72 ساعة في الحاضنة في 37 درجة مئوية.لمنع تدهور البروتين ، وإعداد عازلة التحلل على الجليد ، مع الأخذ في الاعتبار أربعة ملليلتر من عازلة تحلل لكل لوحة مصابة. خذ الصحن مع الخلايا المصابة من الحاضنة. إزالة وسائل الإعلام والتخلص منه في زجاجة نفايات التبييض مخصصة.لغسل الخلايا، إضافة ثلاثة ملليلتر من برنامج تلفزيوني الباردة على جانب لوحة قطرة قطرة، لتجنب فصل الخلايا المصابة. ودوامة بلطف لوحة لنشر العازلة في جميع أنحاء السطح. إمالة لوحة لإزالة برنامج تلفزيوني وتجاهله في زجاجة النفايات.كرر الغسيل مرة أخرى. ضع الصحن على الثلج في النهاية، قم بإزالة بقية برنامج تلفزيوني بعناية.بعد ذلك ، أضف 500 ميكرولترات من عازلة التحلل البارد إلى الخلايا المغسولة. انشرها على سطح اللوحة احتضان لمدة 10 دقائق على الجليد.من وقت لآخر، مرة أخرى انتشار العازلة في جميع أنحاء سطح لوحة. بعد ذلك ، استخدم ملعقة الخلايا لكشط الخلايا من السطح وجمعها في أنبوب microcentrifuge. جهاز طرد مركزي لمدة 10 دقائق في 10،000 مرة G وأربع درجات مئوية.جمع lysate supernatant في أنبوب جديد microcentrifuge وجمع 50 ميكرولتر aliquot من هذا الكسر إلى آخر أنبوب microcentuge جديدة. سيتم استخدام هذا aliquot للتحقق مما إذا كانت البروتينات المصابة يتم التعبير عنها بشكل جيد. تخلص من البيليه في سلة المهملات.أولا، resuspend بلطف حل الأسهم من الخرز agarose إلى جانب الأجسام المضادة المناسبة. قطع نهاية 200 طرف ميكروليتر لجعل فتحة ملليمتر واحد إلى اثنين. نعلق تلميح إلى micropipette ورسم ما يصل 40 ميكرولترات من الحل، مما يسمح الخرز لدخول طرف.الميّزات الخرز صعودا وهبوطا عدة مرات لتشبع تلميح لضمان حجم الصحيح من الخرز ونقل الخرز إلى أنبوب microcentrifuge. إضافة 500 ميكرولترات من TNET العازلة، مزيج من قبل عكس، والطرد المركزي لمدة دقيقتين في 1،000 مرات G وأربع درجات مئوية. إزالة بعناية فائقة، وإضافة 500 ميكرولترات من المخزن المؤقت TNET.احتضان على عجلة دوارة لمدة ساعة واحدة على الأقل في أربع درجات مئوية. ثم، الطرد المركزي الأنبوب لمدة دقيقتين في 1،000 مرات G وأربع درجات مئوية وغسل الخرز مرتين مع 500 ميكرولترات من عازلة التحلل عن طريق الانقكاس وrrifuging المركزية. بعد الغسيل، نقل الكسر الكلي الذي تم جمعه سابقًا في الأنبوب واحتضانه على عجلة دوارة عند أربع درجات مئوية لمدة ساعتين إلى أربع ساعات.الآن، الطرد المركزي الأنبوب الذي يحتوي على الخرز المناعي لمدة دقيقتين في 1،000 مرات G و أربع درجات مئوية. غسل الخرز خمس مرات مع 500 ميكرولترات من العازلة تحلل عن طريق عكس وrrifuging. عند غسل الخرز، والحرص على عدم الذهاب قريبة جدا من الخرز في حين إزالة supernatant.وإلا، سيتم ستنشق الخرز وفي نهاية التجربة، لن يترك المزيد من الخرز. ل elution، أول جهاز طرد مركزي لمدة دقيقتين في 1،000 مرة G وأربع درجات مئوية. استخدام ميكروبليت ملليلتر واحد لإزالة بعناية فائقة.ثم، مع حقنة هاملتون مجهزة بإبرة أسمنت، إزالة آخر قطرات من فائق لتجنب الطموح من الخرز. المقبل، إضافة 40 ميكرولترات من 4X Laemmli العازلة. التجانس عن طريق النقر بلطف الأنبوب.احتضان لمدة خمس دقائق في درجة حرارة الغرفة. ثم، الطرد المركزي لمدة خمس دقائق في 10،000 مرة G ودرجة حرارة الغرفة. مع حقنة هاملتون، نقل مائل فائق إلى أنبوب جديد microcentrifuge.تخزين في ناقص 80 درجة مئوية. وقد تم نقل خلايا HEK-293 مع LIMK 2-1 غير الموسومة أو واحدة من ايزوفورمات HA الموسومة من LIMK 2. LIMK 2-1 وأعرب عن ذلك بشكل جيد في الظروف المختلفة.لا يتعرف الجسم المضاد LIMK 2-1 على LIMK 2a و LIMK 2b isoforms ، وهو محدد ، حيث تقل الإشارة عندما تكون الخلايا مصابة بـ LIMK2 صغير التداخل RNA ، مقارنة بالسيطرة على الحمض النووي الريبي الصغير التداخل. وفي مختلف خطوط الخلايا البشرية، بدا أن LIMK 2-1 يعبر عنها في هك-293 وهيلا، ولكن ليس في C6. واستخدمت تجارب الكويمونوبريسيتيشن لتقييم تفاعل LIMK2-1 مع الصخور النابعة. وقد تم التعبير عن كل من البروتينات المختلفة التي تم ترميزها بواسطة النواقل المُصابة بالعدوى بشكل جيد.تم مناعة النماذج الثلاثة من LIMK2، وكذلك larp6، بكفاءة. في الاشفير، تم الكشف عن روك وبالتالي coimmunoprecipited مع isoforms الثلاثة من LIMK2، ولكن ليس مع larp6. ثم يكون التفاعل المكتشف محددًا.تم اختبار LIMK 2-1 Coimmunocipitated لنشاطها كيناز عن طريق وضع العلامات اتيب P32 غاما. LIMK 2-1 لم phosphorylate cofilin، في حين أنها لم phosphorylate بروتين الميلين الأساسية، أو MBP. LIMK 2-1 هو بكفاءة المناعي في هذا الاختبار.من المهم أن يكون لديك سيطرة سلبية أثناء إجراء عملية التنمّاع للتأكد من أن التفاعل محدد. يجب إعداد تكوين المخزن المؤقت للتحلل بعناية للحفاظ على التفاعل والنشاط. عند الاعتياد المناعي، قد يتم تقييم نشاط كيناز لحساب ركائز مختلفة.ويمكن إدخال الطفرات بسهولة وقد تُكشف عن دور المخلفات المحددة. ويمكن أيضا إجراء دراسات وظيفية لفهم الدور الفسيولوجي للتفاعلات الجديدة البارزة. يجب أن تكون الخلايا مثقفة في غرفة ثقافة مخصصة داخل خزانة السلامة البيولوجية.P32 ATP يجب التعامل معها بحذر محدد. درع للحماية من الإشعاع، عداد جيجر، جمع النفايات محددة، الثدي الشخصي وشارات الإصبع للكشف عن التعرض للإشعاع وتصفية النصائح.

Research

JoVE Journal

Biochemistry

Protein Complex Affinity Capture from Cryomilled Mammalian Cells

البروتين مجمع القبض على الانجذاب من خلايا الثدييات Cryomilled

Affinity capture is an effective technique for isolating endogenous protein complexes for further study. When used in conjunction with an antibody, this ...

Assaying Protein Kinase Activity with Radiolabeled ATP

فحص البروتين كيناس النشاط مع راديولابيلد أتب

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 ...

High Precision FRET at Single-molecule Level for Biomolecule Structure Determination

عالية الدقة حنق في مستوى جزيء واحد لجزيء الجزيئي تحديد هيكل

A protocol on how to perform high-precision interdye distance measurements using F&#246;rster resonance energy transfer (FRET) at the single-molecule ...

Biochemical and Structural Characterization of the Carbohydrate Transport Substrate-binding-protein SP0092

وصف SP0092 الركيزة-ملزمة-بروتين النقل الكربوهيدرات البيوكيميائية والهيكلية

Development of new antimicrobials and vaccines for Streptococcus pneumoniae (pneumococcus) are necessary to halt the rapid rise in multiple resistant ...

Identification of Cyclin-dependent Kinase 1 Specific Phosphorylation Sites by an In Vitro Kinase Assay

Identification of Cyclin-dependent Kinase 1 Specific Phosphorylation Sites by an In Vitro Kinase Assay

تحديد كيناز Cyclin تعتمد على 1 مواقع الفسفرة محددة من قبل كيناز في المختبر الاعتداء

Cyclin-dependent kinase 1 (Cdk1) is a master controller for the cell cycle in all eukaryotes and phosphorylates an estimated 8 - 13% of the proteome; ...

Human Peripheral Blood Neutrophil Isolation for Interrogating the Parkinson's Associated LRRK2 Kinase Pathway by Assessing Rab10 Phosphorylation

الإنسان المحيطية عزل العدلات الدم لاستجواب باركنسون المرتبطة LRRK2 مسار كيناز من خلال تقييم Rab10 الفوسفور

The leucine rich repeat kinase 2 (LRRK2) is the most frequently mutated gene in hereditary Parkinson&#8217; disease (PD) and all pathogenic LRRK2 ...

Identification of Novel CK2 Kinase Substrates Using a Versatile Biochemical Approach

تحديد ركائز كيناز CK2 الرواية باستخدام نهج بيوكيميائية تنوعاً

The study of kinase-substrate relationships is essential to gain a complete understanding of the functions of these enzymes and their downstream targets ...

Proteome-wide Quantification of Labeling Homogeneity at the Single Molecule Level

تحديد كمية البروتين على نطاق المنظومة وسم التجانس على مستوى جزيء واحد

Cell proteomes are often characterized using electrophoresis assays, where all species of proteins in the cells are non-specifically labeled with a ...

Robust Comparison of Protein Levels Across Tissues and Throughout Development Using Standardized Quantitative Western Blotting

مقارنة مستويات البروتين عبر الأنسجة، وفي جميع أنحاء تطوير استخدام النشاف الغربية كمية موحدة قوية

Western blotting is a technique that is commonly used to detect and quantify protein expression. Over the years, this technique has led to many advances ...

Enhancing the Engraftment of Human Induced Pluripotent Stem Cell-derived Cardiomyocytes via a Transient Inhibition of Rho Kinase Activity

تعزيز تطعيم خلايا القلب المستمدة من الخلايا الجذعية المتعددة القوى التي يسببها الإنسان عن طريق تثبيط عابر لنشاط رو كيناز

A crucial factor in improving cellular therapy effectiveness for myocardial regeneration is to safely and efficiently increase the cell engraftment rate. ...