ニトロセルロース結合アッセイを用いて細菌ヒスチジンキナーゼ自己リン酸化の定量化

適応応答は、細菌の生存のために重要です。検出し、環境変化に対応するためには、細菌は、二成分情報伝達として知られている刺激応答システムを使用しています。典型的な2成分系では^1,2は 、ヒスチジンキナーゼは、同族の刺激を検出し、その保存されたヒスチジン残基を自己リン酸化し、その後、応答調節タンパク質のレシーバ・ドメインに保存されたアスパラギン残基にリン酸を転送します。 ³このイベントは、下流の効果を刺激するレスポンスレギュレーターの活性の変化を誘発します。 ^{4,5したがって} 、細菌は、センスおよびローカル環境の変化に適応することができます。いくつかの二成分シグナリングシステムは、この原型から逸脱します。いくつかのケースでは、ヒスチジンキナーゼの感覚ドメインに直接感覚入力を検出し、タンパク質 – タンパク質相互作用を介してキナーゼ活性を修飾するスタンドアロンのタンパク質です。しかし^8、ファンド^{– 6}amentalプロセスおよびシステムの全体的な役割は変わりません。二成分シグナル伝達は、細菌の生存に必須であるユビキタス刺激応答システムであって、ヒスチジンキナーゼは、シグナルの伝達に重要な役割を果たしています。 ⁹

細菌の生物学へのヒスチジンキナーゼの重要性にもかかわらず、彼らは特徴付けが乏しいまま。これは、ホスホの固有の不安定性、および自己リン酸化を測定するための実用的な方法が不足しているためです。ホスホはホスホセリン、ホスホスレオニン、およびホスホチロシンよりも不安定です。 ^10はこのように、一般にセリン/スレオニン/ Tyrのキナーゼを分析するために使用されている技術は、ヒスチジンキナーゼには適用されません。ヒスチジンキナーゼを研究するためのインビトロアッセイにおいて ^、11は、主^に SDS-PAGEオートラジオグラフィーに限られていました。 ^12,13この方法では^、[γ-32 P] -ATPをキナーゼとインキュベートし、キナーゼのリン酸化がPOLによって分析されますyacrylamideゲル電気泳動（PAGE）は、ゲルのオートラジオグラフィーを行いました。この方法は、キナーゼの自己リン酸化、ならびにキナーゼからの応答レギュレーターのリン酸転移をモニターするために使用することができます。しかし、この方法では、顕著な欠点があります。ページベースのアッセイは、ロースループットおよび時間がかかります。このような制限は、タンパク質を特徴付けるし、その動態パラメータを確認に資するではありません。最近公開されたヒスチジンキナーゼを研究するための別の方法は、自己リン酸化を検出するためにホスホ抗体を利用します。 ¹⁴この方法は、検出のために使用した測定方法に応じて、1-ホスホおよび3-ホスホとを区別するという利点を有しているが、この方法は、大きなダイナミックレンジまたは検出の高い上限を提供しない場合があります。したがって、これらの重要なタンパク質を研究するために使用することができるより速く、より少ない労力であり、より高感度のアッセイが必要とされています。

ここでは、説明すると、dインビトロでの精製の細菌ヒスチジンキナーゼの自己リン酸化を定量化するために使用することができる慎重に開発され、ニトロセルロース結合アッセイをemonstrate。このアッセイは、より高いスループットおよびPAGEベースのアッセイよりも時間がかかります。この方法はまた、検出と大きなダイナミックレンジの高い上限を提供していますホスホ定量化のためのチェレンコフ放射を利用します。アッセイは、ヒスチジンキナーゼの動力学的パラメーターを決定するために用いることができます。