Name: nonradioactive assay to measure polynucleotide phosphorylation of small nucleotide substrates
Uploaded: 2020-05-08T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Nonradioactive Assay to Measure Polynucleotide Phosphorylation of Small Nucleotide Substrates at JoVE.com

אנו מודים לד"ר אנדרו סיקמה ואנדראה קמינסקי על הקריאה הביקורתית שלהם בכתב יד זה. עבודה זו נתמכה על ידי המכון הלאומי של ארה"ב למחקר פנים-עצבי; המכון הלאומי למדעי בריאות הסביבה בארה"ב (NIEHS; ZIA ES103247 ל-R.E.S) והכונים הקנדיים לחקר הבריאות (CIHR; 146626 ל-M.C.P).

1. הכנה
<ol><li>הכן מאגר ים ותריגנטים.<ol>
<li>להפוך 1x מאגר תגובה על ידי שילוב 20 μL של 1 M Tris (pH = 8.0), 40 μL של 5 M נתרן כלוריד, 2.5 μL של 2 M מגנזיום כלוריד, 100 μL של 50% (v /v) גליצרול, ומים RNase ללא להגיע נפח כולל של 1 mL.</li>
		<li>להפוך את אוריאה טעינת צבע על ידי שילוב 4.8 גרם של אוריאה, 200 μL של 1 M Tris (pH = 8.0), 20 μL של 0.5 M EDTA (pH = 8.0), ...

<ol>
	<li>Pillon, M. C., Stanley, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nuclease+integrated+kinase+super+assemblies+(NiKs)+and+their+role+in+RNA+processing.">Nuclease integrated kinase super assemblies (NiKs) and their role in RNA processing.</a> Current Genetics. 64 (1), 183-190 (2018).</li><li>Pillon, M. C., Sobhany, M., Borgnia, M. J., Williams, J. G., Stanley, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Grc3+programs+the+essential+endoribonuclease+Las1+for+specific+RNA+cleavage.">Grc3 programs the essential endoribonuclease Las1 for specific RNA cleavage.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A. 114 (28), E5530-E5538 (2017).</li><li>Gasse, L., Flemming, D., Hurt, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coordinated+Ribosomal+ITS2+RNA+Processing+by+the+Las1+Complex+Integrating+Endonuclease,+Polynucleotide+Kinase,+and+Exonuclease+Activities.">Coordinated Ribosomal ITS2 RNA Processing by the Las1 Complex Integrating Endonuclease, Polynucleotide Kinase, and Exonuclease Activities.</a> Molecular Cell. 60 (5), 808-815 (2015).</li><li>Dikfidan, A., 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=RNA+specificity+and+regulation+of+catalysis+in+the+eukaryotic+polynucleotide+kinase+Clp1.">RNA specificity and regulation of catalysis in the eukaryotic polynucleotide kinase Clp1.</a> Molecular Cell. 54 (6), 975-986 (2014).</li><li>Bernstein, N. K., 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=The+molecular+architecture+of+the+mammalian+DNA+repair+enzyme,+polynucleotide+kinase.">The molecular architecture of the mammalian DNA repair enzyme, polynucleotide kinase.</a> Molecular Cell. 17 (5), 657-670 (2005).</li><li>Rio, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=5'-end+labeling+of+RNA+with+[gamma-32P]ATP+and+T4+polynucleotide+kinase.">5'-end labeling of RNA with [gamma-32P]ATP and T4 polynucleotide kinase.</a> Cold Spring Harbor Protocols. 2014 (4), 441-443 (2014).</li><li>Paredes, E., Evans, M., Das, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RNA+labeling,+conjugation+and+ligation.">RNA labeling, conjugation and ligation.</a> Methods. 54 (2), 251-259 (2011).</li><li>Hilario, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=End+labeling+procedures:+an+overview.">End labeling procedures: an overview.</a> Molecular Biotechnology. 28 (1), 77-80 (2004).</li><li>Eastberg, J. H., Pelletier, J., Stoddard, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recognition+of+DNA+substrates+by+T4+bacteriophage+polynucleotide+kinase.">Recognition of DNA substrates by T4 bacteriophage polynucleotide kinase.</a> Nucleic Acids Research. 32 (2), 653-660 (2004).</li><li>Lillehaug, J. R., Kleppe, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+and+specificity+of+T4+polynucleotide+kinase.">Kinetics and specificity of T4 polynucleotide kinase.</a> Biochemistry. 14 (6), 1221-1225 (1975).</li><li>Richardson, C. 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+of+nucleic+acid+by+an+enzyme+from+T4+bacteriophage-infected+Escherichia+coli.">Phosphorylation of nucleic acid by an enzyme from T4 bacteriophage-infected Escherichia coli.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A. 54 (1), 158-165 (1965).</li><li>Galburt, E. A., Pelletier, J., Wilson, G., Stoddard, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structure+of+a+tRNA+repair+enzyme+and+molecular+biology+workhorse:+T4+polynucleotide+kinase.">Structure of a tRNA repair enzyme and molecular biology workhorse: T4 polynucleotide kinase.</a> Structure. 10 (9), 1249-1260 (2002).</li><li>Saito, 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=Large-Scale+Molecular+Evolutionary+Analysis+Uncovers+a+Variety+of+Polynucleotide+Kinase+Clp1+Family+Proteins+in+the+Three+Domains+of+Life.">Large-Scale Molecular Evolutionary Analysis Uncovers a Variety of Polynucleotide Kinase Clp1 Family Proteins in the Three Domains of Life.</a> Genome Biology Evolution. 11 (10), 2713-2726 (2019).</li><li>Jain, R., Shuman, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+a+thermostable+archaeal+polynucleotide+kinase+homologous+to+human+Clp1.">Characterization of a thermostable archaeal polynucleotide kinase homologous to human Clp1.</a> RNA. 15 (5), 923-931 (2009).</li><li>Weitzer, S., Hanada, T., Penninger, J. M., Martinez, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CLP1+as+a+novel+player+in+linking+tRNA+splicing+to+neurodegenerative+disorders.">CLP1 as a novel player in linking tRNA splicing to neurodegenerative disorders.</a> Wiley Interdisciplinary Reviews RNA. 6 (1), 47-63 (2015).</li><li>Wang, L. K., Lima, C. D., Shuman, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structure+and+mechanism+of+T4+polynucleotide+kinase:+an+RNA+repair+enzyme.">Structure and mechanism of T4 polynucleotide kinase: an RNA repair enzyme.</a> EMBO Journal. 21 (14), 3873-3880 (2002).</li><li>Zhang, Y., Zhao, J., Chen, S., Li, S., Zhao, 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+novel+microchip+electrophoresis+laser+induced+fluorescence+detection+method+for+the+assay+of+T4+polynucleotide+kinase+activity+and+inhibitors.">A novel microchip electrophoresis laser induced fluorescence detection method for the assay of T4 polynucleotide kinase activity and inhibitors.</a> Talanta. 202, 317-322 (2019).</li><li>Cui, L., Li, Y., Lu, M., Tang, B., Zhang, C. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+ultrasensitive+electrochemical+biosensor+for+polynucleotide+kinase+assay+based+on+gold+nanoparticle-mediated+lambda+exonuclease+cleavage-induced+signal+amplification.">An ultrasensitive electrochemical biosensor for polynucleotide kinase assay based on gold nanoparticle-mediated lambda exonuclease cleavage-induced signal amplification.</a> Biosensors and Bioelectronics. 99, 1-7 (2018).</li><li>Wang, L. J., Zhang, Q., Tang, B., Zhang, C. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-Molecule+Detection+of+Polynucleotide+Kinase+Based+on+Phosphorylation-Directed+Recovery+of+Fluorescence+Quenched+by+Au+Nanoparticles.">Single-Molecule Detection of Polynucleotide Kinase Based on Phosphorylation-Directed Recovery of Fluorescence Quenched by Au Nanoparticles.</a> Analytical Chemistry. 89 (13), 7255-7261 (2017).</li><li>Liu, H., Ma, C., Wang, J., Chen, H., Wang, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label-free+colorimetric+assay+for+T4+polynucleotide+kinase/phosphatase+activity+and+its+inhibitors+based+on+G-quadruplex/hemin+DNAzyme.">Label-free colorimetric assay for T4 polynucleotide kinase/phosphatase activity and its inhibitors based on G-quadruplex/hemin DNAzyme.</a> Analytical Biochemistry. 517, 18-21 (2017).</li><li>Du, J., Xu, Q., Lu, X., Zhang, C. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+label-free+bioluminescent+sensor+for+real-time+monitoring+polynucleotide+kinase+activity.">A label-free bioluminescent sensor for real-time monitoring polynucleotide kinase activity.</a> Analytical Chemistry. 86 (16), 8481-8488 (2014).</li><li>Jiang, C., Yan, C., Jiang, J., Yu, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colorimetric+assay+for+T4+polynucleotide+kinase+activity+based+on+the+horseradish+peroxidase-mimicking+DNAzyme+combined+with+lambda+exonuclease+cleavage.">Colorimetric assay for T4 polynucleotide kinase activity based on the horseradish peroxidase-mimicking DNAzyme combined with lambda exonuclease cleavage.</a> Analytica Chimica Acta. 766, 88-93 (2013).</li><li>Castle, C. 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=Las1+interacts+with+Grc3+polynucleotide+kinase+and+is+required+for+ribosome+synthesis+in+Saccharomyces+cerevisiae.">Las1 interacts with Grc3 polynucleotide kinase and is required for ribosome synthesis in Saccharomyces cerevisiae.</a> Nucleic Acids Research. 41 (2), 1135-1150 (2013).</li><li>Pillon, M. C., Sobhany, M., Stanley, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+the+molecular+crosstalk+within+the+essential+Grc3/Las1+pre-rRNA+processing+complex.">Characterization of the molecular crosstalk within the essential Grc3/Las1 pre-rRNA processing complex.</a> RNA. 24 (5), 721-738 (2018).</li><li>Geerlings, T. H., Vos, J. C., Raue, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+final+step+in+the+formation+of+25S+rRNA+in+Saccharomyces+cerevisiae+is+performed+by+5'--&gt;3'+exonucleases.">The final step in the formation of 25S rRNA in Saccharomyces cerevisiae is performed by 5'--&gt;3' exonucleases.</a> RNA. 6 (12), 1698-1703 (2000).</li><li>Pillon, M. 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=Cryo-EM+reveals+active+site+coordination+within+a+multienzyme+pre-rRNA+processing+complex.">Cryo-EM reveals active site coordination within a multienzyme pre-rRNA processing complex.</a> Nature Structural Molecular Biology. 26 (9), 830-839 (2019).</li><li>Solomatin, S., Herschlag, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+of+site-specific+labeling+of+RNA+with+fluorescent+dyes.">Methods of site-specific labeling of RNA with fluorescent dyes.</a> Methods in Enzymology. 469, 47-68 (2009).</li><li>Giusti, W. G., Adriano, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+characterization+of+5'-fluorescent-dye-labeled+oligonucleotides.">Synthesis and characterization of 5'-fluorescent-dye-labeled oligonucleotides.</a> PCR Methods Application. 2 (3), 223-227 (1993).</li><li>Petrov, A., Tsa, A., Puglisi, J. D. <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+RNA+by+analytical+polyacrylamide+gel+electrophoresis.">Analysis of RNA by analytical polyacrylamide gel electrophoresis.</a> Methods in Enzymology. 530, 301-313 (2013).</li></ol>

מתואר הוא אזהרה כדי למדוד את פעילות kinase של Grc3 PNK על מצעי נוקלאוטיד נוקלאוטיד תיוג פלורסנט. פרוטוקול זה ניתן להחיל כדי לאפיין אנזימי PNK אחרים על ידי התאמת מאגר התגובה ומולת oligonucleotide. לדוגמה, הפרוטוקול דורש כמות מעקב של EDTA. התוספת של EDTA היא מועילה משתי סיבות: ראשית, גישה זו מעדיפה מגנזיום כבול Gr...

קינאזים פולינוקלאוטידים (PNK) לשחק תפקידים קריטיים רבים DNA ו- RNA עיבוד מסלולים, כגון תיקון DNA והרכבת ריבוזום1,,2,,3,,4,,5. אנזימים בסיסיים אלה מקטנים את העברת המונופוספט של המסוף (גמא) מפרופסוף נוקלאוטיד (NTP, לרוב ATP) לקצה ההידרוקסיל של 5 אינץ' של מלת נוקלאוטיד. אחד PNKs המאופיין היטב ביותר הוא bacteriophage T4 PNK, אשר יש ספציפיות שקוע רחב והוא מנוצל בכבדות על ידי מעבדות ביולוגיה מולקולרית לשילוב תוויות איזוטופ רדיואקטיבי על 5 מסוף של DNA או RNA בטוב6, 7,8,,,9,,10,,11,,12.8 דוגמה נוספת של אנזים PNK היא CLP1, אשר נמצא Eukarya, Eubacteria, ו Archaea, והוא מעורב במספר מסלולי עיבוד RNA4,13,14,15.
מבחינה היסטורית, רוב ההתמרמרות המודדות את פעילות הקינאז הפולינוקלאוטיד תלויות בתיוג איזוטופ רדיואקטיביובאוטוביוגרפיה הבאה 5,16. בשנים האחרונות פותחו מספר בדיקות נוספות כדי למדוד את פעילות PNK, כולל גישות מולקולה אחת, אלקטרופורזה שבב, משואות מולקולריות,כמו גם צבעיםומבוססי זוהר 17,18,19,20,21,22., בעוד שרבות מהגישות החדשות הללו מספקות מגבלות זיהוי משופרות ומומנעות משימוש ברדיואקטיביות, לכל אחת מהן יש חסרונות, כגון עלות, הסתמכות על שרף משותק ומגבלות בבחירה במצוע.
Grc3 הוא קינאז polynucleotide המי משחק תפקיד מרכזי בעיבוד של RNA טרום ריבוזומאל2,,3,,23. Grc3 מהווה קומפלקס מחייב עם ה-endoribonuclease Las1, אשר מפצל את ה-Spacer הפנימי 2 (ITS2) של ה-RNA הטרום-ריבוזומל3. מחשוף של ITS2 על ידי Las1 מייצר מוצר מחסה 5 ' הידרוקסיל כי הוא לאחר מכן זרחן על ידי הקינאז Grc33. כדי לחקור את הנוקלאוטיד ואת ספציפיות מצע של Grc3, תסרוקת זולה שאיפשרה בדיקה של מצעים oligonucleotide שונים נדרש. לכן, פותחה תסרוק פוספורילציה PNK באמצעות מצעים עם תווית פלורסנטית. תסיסה זו שימשה בהצלחה כדי לקבוע כי Grc3 יכול לנצל כל NTP עבור פעילות העברת פוספוריל, אבל מעדיף ATP24. פרוטוקול זה מתאים את ההסכם המקורי כדי למדוד את פעילות PNK של Grc3 על חיקוי RNA של העיבוד הטרום-ריבוזומאלי שלו RNA (SC-ITS2, טבלה 1). אחד ההיבטים המאתגרים של גישה זו מבוססת פלואורסץ הוא ההסתמכות על ג'לים פוליאקרילאמיד גדולים כדי לפתור ביעילות מצעים זרחן ולא זרחן. הפרוטוקול מספק פרטים ספציפיים על איך לשפוך ג'לים גדולים אלה ולהימנע מלכודות נפוצות בעת ביצוע פעולה זו.
עבודה עם RNA דורשת טיפול מסוים כי הוא רגיש מאוד להשפלה. ישנם צעדי מניעה פשוטים שניתן לנקוט כדי להגביל את זיהום ריבונוקלאז. תחנת עבודה נפרדת RNA שניתן לטפל בה בקלות עם חומר ניקוי המכיל מעכב RNase היא לעתים קרובות מועילה. יש צורך ללבוש כפפות תמיד בעת טיפול בדגימות ושימוש בחומרים מתכלים מאושרים ללא RNase. מכיוון שהמים הם מקור נפוץ נוסף לזיהום, עדיף להשתמש במים מטוהרים טריים ולחטא את כל הפתרונות באמצעות מסנן 0.22 μm.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.4 mm 34-well comb</td>
			<td>BioRad</td>
			<td>1653848</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.4 mm spacer</td>
			<td>BioRad</td>
			<td>1653812</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.5 M EDTA ph 8.0</td>
			<td>KD Medical</td>
			<td>RGF-3130</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1M Magnesium Chloride</td>
			<td>KD Medical</td>
			<td>CAC-5290</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1M Tris pH 8.0</td>
			<td>KD Medical</td>
			<td>RGF-3360</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>40% Acrylamide/Bis Solution 29:1</td>
			<td>BioRad</td>
			<td>1610146</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5M Sodium Chloride</td>
			<td>KD Medical</td>
			<td>RGF-3720</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ammonium persulfate (APS)</td>
			<td>BioRad</td>
			<td>161-0700</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ATP</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>A2383-1G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>boric acid</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>B0394</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>bromophenol blue sodium salt</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>B5525-5G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass Plates</td>
			<td>Thomas Scientific</td>
			<td>1188K51</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hoefer SQ3 Sequencer</td>
			<td>Hoefer</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Image J Software</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td><a href="https://imagej.nih.gov/ij/" target="_blank">https://imagej.nih.gov/ij/</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Labeled RNA oligonucleotides</td>
			<td>IDT</td>
			<td>Custom Order</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pharmacia EPS 3500 Power Supply</td>
			<td>Pharmacia</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steriflip 0. 22 um Filter</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>5FCP00525</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TEMED</td>
			<td>BioRad</td>
			<td>161-0800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tris base</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>TRIS-RO</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Typhoon FLA 9500 gel imager</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultra Pure DEPC Water</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>750023</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultra Pure Glycerol</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>19E1056865</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>urea</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>U15-500</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

nonradioactive assay to measure polynucleotide phosphorylation of small nucleotide substrates

קינאזים פולינוקלאוטידים (PNKs) הם אנזימים כי לזליז את הפוספורילציה של 5 ' סוף הידרוקסיל של DNA ו RNA אוליגונוקליאוטידים. ניתן לכמת את הפעילות של PNKs באמצעות גישות ישירות או עקיפות. מוצג כאן היא גישה ישירה, במבחנה כדי למדוד פעילות PNK המסתמכת על פלורסנט תיוג אוליגונוקלאוטיד ואלקטרופורזה ג'ל polyacrylamide. גישה זו מספקת רזולוציה של המוצרים זרחן תוך הימנעות משימוש ב מצעים עם תייבל רדיו. הפרוטוקול מפרט כיצד להגדיר את תגובת פוספורילציה, להכין ולהפעיל ג'לים פוליקרילאמיד גדולים, ולכימת את מוצרי התגובה. החלק המאתגר ביותר מבחינה טכנית של תס"א זה הוא לשפוך ולהריץ את ג'לים פוליקרילאמיד גדולים; לפיכך, מסופקים פרטים חשובים להתגבר על קשיים נפוצים. פרוטוקול זה היה אופטימיזציה עבור Grc3, PNK מירכב לתוך מתחם עיבוד RNA pre-ribosomal מחויב עם השותף המחייב שלה, גרעין Las1. עם זאת, פרוטוקול זה יכול להיות מותאם כדי למדוד את הפעילות של אנזימי PNK אחרים. יתר על כן, ניתן גם לשנות את ההתארגנות הזו כדי לקבוע את ההשפעות של רכיבים שונים של התגובה, כגון טריפוספט נוקלאוטיד, יונים מתכת, ואוליגונוקליאוטידים.

ג'ל מייצג מוצלח של טיתור של ATP עם כמות קבועה של קומפלקס Las1-Grc3 מוצג באות 1. תוספת של אנזים הביאה למחשוף RNA בתיווך Las1 של ה-SC-ITS2 RNA, מה שהוביל לשבר RNA מוגדר (5-OH C2 RNA). עם התוספת של ATP, שבר RNA C2 היה זרחן על ידי Grc3 PNK (5-P C2 RNA). בג'לים denaturing RNA זרחן נודד מהר יותר מאשר מקבילו לא ז...

Watch this Scientific Journal Video about Nonradioactive Assay to Measure Polynucleotide Phosphorylation of Small Nucleotide Substrates at JoVE.com

Nonradioactive Assay to Measure Polynucleotide Phosphorylation of Small Nucleotide Substrates

פרוטוקול זה מתאר תסה לא רדיואקטיבית כדי למדוד פעילות קינאז של קינאז פולינוקלאוטיד (PNKs) על מצעי DNA ו RNA קטנים.

תרגום לא רדיואקטיבי למדוד פוספורילציה פולינוקלאוטיד של מצעי נוקלאוטיד קטנים

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

שיטה זו יכולה לענות על שאלות מפתח על זרחון של הקצה החמישי של מולקולות DNA או RNA על ידי מחלקה מיוחדת של אנזימים המכונה פולינוקלאוטידים קינאז. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שיש לו את הרזולוציה לזהות שינויים קטנים מאוד במצעי DNA ו- RNA. התחל על ידי הכנת תגובות קינאז אנזים RNA.עבור כל תגובה, לשלב מיקרוליטר אחד של מצע RNA ננו-מולאר 500. 8.3 מיקרוליטרים של 130 ננומולרים האחרון, GRC שלוש ו 0.2 microliters של חמישה מילימולרים EDTA. הגדר את בלוק החום ל 37 מעלות צלזיוס.לאחר מכן מערבבים 0.5 מיקרוליטרים של תת-מלאי ATP מסדרת הריכוז עם תערובת אנזימי RNA אחת ומ מניחים את התגובה על בלוק החום. המשך לערבב את התגובות ומניח אותם על בלוק החום במרווחים של עשר שניות. לאחר דגירה של 60 דקות על בלוק החום, מרווה כל תגובה על ידי spiking אותו עם 10 microliters של צבע טוען אוריאה.מיד לבצע ניתוח במורד הזרם או לאחסן את התגובות ב 20 מעלות צלזיוס שלילי כדי לנתח במועד מאוחר יותר. כדי להכין פתרון ג'ל אקרילאמיד 15%, שלבו 22.5 מיליליטר של 40%29 טרום-מעורבות לתס אקרילמיד/ביס אקרילאמיד אחד. שישה מיליליטר של עשרה x TBE.28.8 גרם של אוריאה. ומים חופשיים RNase לנפח כולל של 59 מיליליטר. ואז בעדינות מערבבים את הפתרון.מחממים את הפתרון במיקרוגל במשך 20 שניות. מערבבים אותו ומיד מחזירים אותו למיקרוגל למשך 20 שניות נוספות. מערבבים בעדינות את הפתרון עד שהאוריאה מתמוססת לחלוטין.מניחים את הזכוכית לתוך אמבט מים רדודים, המכיל מים קרים במשך חמש דקות, מוודא כי מפלס המים הקרים המקיפים את הזכוכית הוא מעל לרמת הפתרון בתוך הזכוכית. כאשר הפתרון הוא מגניב, לסנן דה גז זה עם 0.2 יחידת סינון חד פעמי מיקרומטר כדי להסיר חלקיקים בועות אוויר מיקרוסקופיות. לשטוף צלחת זכוכית קצרה וא ארוכה עם מים וסבון ואז לרסס כל צלחת עם 95% אתנול ולנגב את הזכוכית כדי להסיר כל לחות.לרומם את הצלחת הארוכה מהספסל העליון על ידי הנחת אותו על גבי תיבה. לאחר מכן מקם 0.4 מילימטר רווחים לאורך הקצוות הארוכים של הצלחת. מניחים את הצלחת הקצרה על גבי הצלחת הארוכה, מוודאים כי הקצוות של הצלחת הקצרה, צלחת ארוכה ומרחבים מיושרים.לאחר מכן מהדקים כל צד בשלושה מלחצי מתכת במים באופן שווה. הוסף 24 מיקרוליטרים של TEMED לפתרון האקרילמיד וערבב אותו. לאחר מכן מוסיפים 600 מיקרוליטרים של 10% APS ומיד יוצקים את הפתרון בין צלחות הזכוכית.שפיכת פתרון האקרילמיד בין כריך צלחת הזכוכית יכולה להיות ממש מאתגרת. כדי למנוע בועות אוויר, הקש על כריך צלחת הזכוכית בזמן שאתה מוזג את הפתרון שלך. בזהירות להוסיף מסרק נקי 32 היטב לראש כריך צלחת זכוכית.ולאפשר לאקרילאמיד לפולימריזציה למשך 30 דקות. כדי להפעיל את הג'ל, להגדיר את בלוק החום ל 75 מעלות צלזיוס. הסר את מלחצי המתכת.ולשטוף ולייבש ביסודיות את כריך צלחת הזכוכית. מקם את כריך הצלחת ואת מנגנון הג'ל עם הצלחת הקצרה הפונה קדימה והכן חיץ ריצה של 0.5 X TBE על ידי שילוב של 100 מיליליטר של 10 X TBE עם 1.9 ליטר מים חופשיים RNase. הוסף 600 מיליליטר של המאגר פועל לחדרים העליונים והתחתונים של המנגנון.מוציאים בעדינות את המסרק מהסיר ושטיפת בארות ביסודיות במזרק. יש להפעיל מראש את הג'ל ב-50 וואט למשך 30 דקות. ואז לשטוף את בארות שוב.פוסט לסובב את התגובות להתרווה ותגרור אותם ב 75 מעלות צלזיוס במשך שלוש דקות. חזור על ספין הדופק ומיד לטעון 10 microliters של כל מדגם על הג'ל. ואז להפעיל את הג'ל במשך שלוש שעות ב 50 וואט.לאחר סיום הריצה, כבה את ספק הכוח ורוקן את התא העליון של המנגנון. לשטוף ולייבש את הצד החיצוני של כריך צלחת הזכוכית. לאחר מכן לכסות אותו עם נייר כסף ולהעביר אותו לסורק לייזר להדמיה.הר את כריך צלחת הזכוכית על הבמה של סורק הלייזר. הגדר את אורכי הגל של העירור וההפחתה עבור הרצפה הרצויה ודמיין את הג'ל. מוצג כאן הוא ג'ל denaturing מוצלח נציג של טיטרציה של ATP עם כמות קבועה של האחרון GRC שלוש קומפלקס.תוספת של אנזים הביא מחשוף RNA מתווך האחרון של Saccharomyces cerevisiae שני מצע RNA שלה, המוביל שבר RNA מוגדר. עם הוספת ATP, שבר C2 RNA היה זרחן על ידי GrC3 PNK. כדי לדמיין את הזרחון של שבר C2 RNA, הכמות היחסית של רנ"א C2 לא פוספוסורי וזרחני היה התווה נגד ריכוז ATP.ג'ל denaturing הנציג שלנו לא מוצלח מוצג כאן. מצע 21 נוקלאוטיד RNA הכיל מוצרי השפלה, אשר חופפים עם המוצר phosphorylated ולא אפשר לכמת במדויק זרחון. לעומת זאת, ניתן לנתח בהצלחה את מוצר השפלת ה-RNA הקצר ביותר מכיוון שאזור זה של הג'ל לא הכיל מינים נוספים של רנ"א שעיכבו כימות מדויק של מקבילו הזרחני.הדבר החשוב ביותר לזכור בעת ניסיון פרוטוקול זה הוא לשטוף את הבארים של הג'ל כדי להבטיח אפילו טעינה של המדגם שלך. בעקבות הליך זה, ניסוי תחלופת RNA יכול להתבצע. כדי למדוד את שיעורי השפלה RNA, זרחון לעתים קרובות מאותת על חניכה של השפלה RNA.טכניקה זו סוללת את הדרך לענות על שאלות מפורטות על ספציפיות הפעילויות וקינטיקה של קינאזות פולינוקלאוטיות.

Research

JoVE Journal

Biochemistry

Oligopeptide Competition Assay for Phosphorylation Site Determination

Oligopeptide Assay תחרות עבור זרחון קביעת האתר

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

Quantitative Immunofluorescence to Measure Global Localized Translation

Immunofluorescence כמותי מודדים הגלובלי לשפות אחרות תרגום

The mechanisms regulating mRNA translation are involved in various biological processes, such as germ line development, cell differentiation, and ...

Assay for Phosphorylation and Microtubule Binding Along with Localization of Tau Protein in Colorectal Cancer Cells

וזמינותו של זרחון ואיגוד Microtubule יחד עם לוקליזציה של חלבון טאו בתאי סרטן המעי הגס

The microtubule-associated protein tau is a neuronal protein that localizes mostly in axons. Generally tau is essential for normal neuronal functioning ...

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

זיהוי של קינאז תלוי-Cyclin 1 אתרי זירחון ספציפיים על-ידי קינאז במבחנה Assay

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; ...

Proofreading and DNA Repair Assay Using Single Nucleotide Extension and MALDI-TOF Mass Spectrometry Analysis

הגהה ואת וזמינותו תיקון ה-DNA באמצעות ניתוח ספקטרומטר מסה MALDI-TOF והסיומת נוקלאוטיד יחיד

The maintenance of the genome and its faithful replication is paramount for conserving genetic information. To assess high fidelity replication, we have ...

Dual DNA Rulers to Study the Mechanism of Ribosome Translocation with Single-Nucleotide Resolution

שליטי ה-DNA כפול ללמוד את המנגנון של טרנסלוקציה הריבוכמה עם פתרון יחיד נוקלאוטיד

The ribosome translocation refers to the ribosomal movement on the mRNA by exactly three nucleotides (nt), which is the central step in protein synthesis. ...

Use of Microscale Thermophoresis to Measure Protein-Lipid Interactions

שימוש בתרמופורזה מיקרומטרית למדידת אינטראקציות בין חלבון לליפיד

The ability to determine the binding affinity of lipids to proteins is an essential part of understanding protein-lipid interactions in membrane ...

Using an Extracellular Flux Analyzer to Measure Changes in Glycolysis and Oxidative Phosphorylation during Mouse Sperm Capacitation

באמצעות מנתח השטף של מסחטות כדי למדוד שינויים גליקוליזה ו זירחון חמצוני במהלך הזרע העכבר מדרכיכים

Mammalian sperm acquire fertilization capacity in the female reproductive tract in a process known as capacitation. Capacitation-associated processes ...

Measuring Nucleotide Binding to Intact, Functional Membrane Proteins in Real Time

מדידת קשירת נוקלאוטידים לחלבוני ממברנה שלמים ומתפקדים בזמן אמת

We have developed a method to measure binding of adenine nucleotides to intact, functional transmembrane receptors in a cellular or membrane environment. ...

A High-Throughput Enzyme-Coupled Activity Assay to Probe Small Molecule Interaction with the dNTPase SAMHD1

Sterile alpha motif and HD domain-containing protein 1 (SAMHD1) is a pivotal regulator of intracellular deoxynucleoside triphosphate (dNTP) pools, as this ...