نقدم شكلا مختلفا للنهج QUICK (مناعي الكمية جنبا إلى جنب مع ضربة قاضية) التي تم تقديمها سابقا على التمييز بين البروتين البروتين التفاعلات الصواب والخطأ. ويستند نهجنا على<sup> 15N</sup> وضع العلامات الأيضية، والتشكيل من الانتماءات من البروتين البروتين التفاعلات من خلال وجود / عدم وجود ATP، مناعي، والكمية مطياف الكتلة.
البروتين البروتين التفاعلات الأساسية للكثير من العمليات البيولوجية في الخلية. ولذلك، تكييفها يلعب دورا هاما في الأبحاث الحالية وعدد كبير من وسائل لتحقيقها متاح 1. البروتين البروتين التفاعلات غالبا ما تكون ديناميكية للغاية، وربما تعتمد على توطين التحت خلوية، بعد التعديلات متعدية والبيئة المحلية البروتين 2. ولذلك، ينبغي التحقيق فيها في بيئتها الطبيعية، والتي شارك في مناعي النهج هي الطريقة المفضلة 3. يتم تحديد الشركاء التفاعل المشترك عجلت إما عن طريق immunoblotting في خطوة هادفة، أو عن طريق مطياف الكتلة (LC-MS/MS) بطريقة غير مستهدفة. الاستراتيجية الأخيرة غالبا ما يتأثر سلبا من قبل عدد كبير من الاكتشافات إيجابية كاذبة، والمستمدة أساسا من حساسية عالية من الطيف الشامل الحديثة التي تكشف عن آثار بثقة unspecifically البروتينات عجل. A recenويستند النهج ر للتغلب على هذه المشكلة على فكرة أن انخفاض كميات من الشركاء معينا سوف يعمل على التفاعل المشترك مع يعجل بروتين هدف معين الخلوية التي يتم التركيز بنسبة رني، في حين أن كميات البروتينات عجل unspecifically ينبغي أن يكون تتأثر. هذا النهج، ووصف سريع لمناعي الكمية جنبا إلى جنب مع ضربة قاضية 4، توظف مستقرة وصفها نظائر الأحماض الأمينية في الثقافة خلية (SILAC) 5 وMS لقياس كميات من البروتينات immunoprecipitated من سلالات البرية من نوع ونهدم. ويمكن اعتبار البروتينات الموجودة في نسبة 1:1 كما الملوثات، تلك المخصب في رواسب من نوع البرية كشركاء التفاعل محددة من البروتين الهدف. على الرغم من أن المبتكرة، QUICK يحمل بعض القيود: أولا، SILAC من حيث التكلفة مكثفة ومحدودة بالنسبة للكائنات التي هي من الناحية المثالية العوز الغذائي و / أو أرجينين يسين. النتائج interconversion وعلاوة على ذلك، عندما يتم تغذية أرجينين الثقيلة، أرجينين إلى البرولين في additIONAL الشامل لكل التحولات البرولين في الببتيد ويخفف قليلا الثقيلة مع أرجينين ضوء، مما يجعل الكمي أكثر مملة وأقل دقة 5،6. الثاني، QUICK يتطلب أن يتم معاير الأجسام المضادة بحيث لا تصبح مشبعة البروتين المستهدف في مقتطفات من ضربة إلى أسفل المسوخ.
هنا نقدم بروتوكول تعديل QUICK الذي يتغلب على القيود المذكورة أعلاه من خلال استبدال QUICK SILAC لوضع العلامات 15 N التمثيل الغذائي من خلال استبدال ورني بوساطة ضرب لأسفل لتعديل النسب من البروتين البروتين التفاعلات. نبين إمكانية تطبيق هذا البروتوكول باستخدام الطحالب وحيدة الخلية الخضراء المتلحفة reinhardtii والحي النموذجي وكوصي HSP70B بلاستيدات الخضراء والبروتين الهدف 7 (الشكل 1). ومن المعروف HSP70s محددة للتفاعل مع مرافقين التعاون وركائز الدولة الوحيدة في ADP 8. نستغل هذه الخاصية كوسيلة للتحقق من معينتفاعل مع HSP70B عامل من النقد النوكليوتيدات CGE1 9.
لقد قدمنا مؤخرا اثنين من التحسينات على نهج QUICK: خطوة يشابك لالتقاط عابرة البروتين البروتين التفاعلات (QUICK-X)، وهطول الأمطار السيطرة على تطبيع لهطول الأمطار الكفاءة غير المتساوية 6. هنا نقدم بروتوكول تحتوي على اثنين من مزيد من التحسينات QUICK: أولا، نستبدل SILAC 5 ل15 N وضع العلامات الأيضية. المزايا هي أن 15 N وضع العلامات الأيضية أرخص بكثير من SILAC، إذا تم تقديم 15 N وملح غير عضوي بسيط. وعلاوة على ذلك، يمكن مع 15 N التمثيل الغذائي يمكن تطبيق وضع العلامات السريع لبدئية لجميع الكائنات الحية الأحماض الأمينية، مثل الفطريات والبكتيريا ومعظم النباتات. وأخيرا، أرجينين إلى البرولين interconversion الأصيل في SILAC 5،6 لا يشكل مشكلة بالنسبة الكمي من 15 N المسمى الببتيدات. أمثلة لأدوات مناسبة لتقييم كمية البيانات البروتيوميات من 15 هي 12 N MSQUANT أو IOMIQS 13.
الثانية، ونحن نقدم تقارب التشكيل كوسيلة للحد من وجه التحديد كمية البروتينات التي تتفاعل مع بروتين هدف معين في عينة واحدة مقابل أخرى. مزايا هذا النهج هي أن تلتف بناء المسوخ ضربة قاضية، لبعض الأنظمة التي يصعب نموذج لتوليد أو لا يمكن إنشاؤها على الإطلاق في حالة البروتينات المستهدفة الأساسية. وعلاوة على ذلك، فإنه يتجنب تفسيرات خاطئة بسبب التعبير البروتين الفرق التي تحدث كرد فعل يحتمل من الخلية إلى يطرق إلى أسفل بروتين الهدف: إذا البروتينات الأخرى أسفل التنظيم وكذلك ومع مصل ضدي تستخدم لعبور مناعي رد فعل من شأنه أن يكون تفسيرها كشركاء التفاعل الحقيقي للبروتين الهدف. في الماضي، تقارب تعديل يلغي الحاجة لإيجاد الأجسام المضادة المناسبة إلى نسبة المستضد.
على الرغم من أننا لدينا لتطبيق بروتوكول reinhardtii المتلحفة والنموذج الحي، فإنه يمكن بسهولة أن تتكيف مع أي كائن الأخرى التي يمكن زراعتها في المزارع الخلوية وقادرة على استخدام نترات الأمونيوم أو كمصدر للنتروجين. قد تقارب مباشرة التشكيل مجمعات البروتين بواسطة ATP / ADP تطبيقها على المحرمين الأخرى التي تفاعل مع ركائز والبروتينات الفوج يعتمد على حالة ATP، مثل أنظمة كوصي أو GroEL/HSP60/Cpn60 HSP90 14،15، أو من أين أي نظام آخر الانتماءات الملزمة هي عن طريق التضمين ATP. وينبغي أيضا العمل تقارب التشكيل في الحالات التي يتم تغيير الانتماءات بين التفاعلات البروتين بواسطة أدوية محددة، مثل radicicol أو geldanamycin في حالة HSP90 نظم 15.
وجود قيود واضحة لدينا من البروتوكول هو أنه يتطلب تقارب-تنقية أجسام مضادة ضد بروتين الهدف من المعروف أن الحساسة إلى علاج محدد / المخدرات التي ينظم تفضيله للبروتينات الشريكة. ولذلك، فليس من طريقة عالية الإنتاجية.
The authors have nothing to disclose.
نشكر أوليفر فالون لمصل ضدي ضد CF1β. وأيد هذا العمل من قبل جمعية ماكس بلانك والمنح المقدمة من جمعية الألمانية للبحوث (شرودر 617/5-1) والفراء Bundesministerium Bildung اوند Forschung (نظم علم الأحياء FORSYS المبادرة، GoFORSYS المشروع).
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
ProteinA Sepharose | Sigma-Aldrich | P3391 | |
DMP (Dimethyl pimelimidate) | Sigma-Aldrich | D8388 | Store desiccated at -20 °C, dissolve directly before use |
Protease inhibitor (complete, EDTA-free) | Roche Applied Science | 11873580001 | |
ATP (Adenosin-5′-triphosphat) | Carl Roth | K054 | |
Creatine phosphate | Sigma-Aldrich | 27920 | |
Creatine phosphokinase | Sigma-Aldrich | C7886 | |
DSP Dithiobis [succinimidyl propionate] | Thermo Sientific | 22585 | Store desiccated at 4 °C |
15NH4Cl | Cambridge isotope laboratories, Andover, MA | NLM-467 | |
Lys-C (Endoproteinase Lys-C) |
Roche Applied Science | 11047825001 | |
Trypsin beads (Poroszyme Immobilized Trypsin) | Applied Biosystems | 2-3127-00 | Mix vigorously directly before use |
Empore C18 47 mm Disk | Varian | 12145004 |