Évaluation des interactions protéines-protéines à l'aide d'une technique de digestion on-Membrane
Summary
Ici, nous présentons un protocole pour une technique de digestion on-membrane pour la préparation des échantillons pour la spectrométrie de masse. Cette technique facilite l’analyse pratique des interactions protéines-protéines.
Abstract
De nombreuses protéines intracellulaires interagissent physiquement en fonction de leurs circonstances intracellulaires et extracellulaires. En effet, les fonctions cellulaires dépendent en grande partie des interactions protéines intracellulaires. Par conséquent, la recherche concernant ces interactions est indispensable pour faciliter la compréhension des processus physiologiques. La co-précipitation des protéines associées, suivie de l’analyse de la spectrométrie de masse (SP), permet d’identifier de nouvelles interactions protéiques. Dans cette étude, nous avons fourni des détails de la nouvelle technique de l’analyse immunoprécipitation-chromatographie liquide (LC)-MS/MS combinée à la digestion on-membrane pour l’analyse des interactions protéines-protéines. Cette technique convient aux immunoprécipitants bruts et peut améliorer le débit des analyses protéomiques. Les protéines recombinantes marquées ont été précipitées à l’aide d’anticorps spécifiques; ensuite, les immunoprecipitants effacés sur les morceaux de membrane de difluorure de polyvinylidene ont été soumis à l’alkylation réductrice. Après la trypsinisation, les résidus de protéines digérées ont été analysés à l’aide de LC-MS/MS. En utilisant cette technique, nous avons pu identifier plusieurs protéines associées candidates. Ainsi, cette méthode est pratique et utile pour la caractérisation de nouvelles interactions protéines-protéines.
Introduction
Bien que les protéines jouent un rôle constitutif dans les organismes vivants, elles sont continuellement synthétisées, traitées et dégradées dans l’environnement intracellulaire. En outre, les protéines intracellulaires interagissent fréquemment physiquement et biochimiquement, ce qui affecte la fonction d’un ou des deux1,2,3. Par exemple, la liaison directe de l’homolog de protéine spliceosome-associé CWC22 avec le facteur d’initiation de traduction eucaryotique 4A3 (eIF4A3) est nécessaire pour l’assemblage du complexe de jonction d’exon4. Conformément à cela, un mutant eIF4A3 qui manque d’affinité pour CWC22 ne parvient pas à faciliter l’épissage de l’ARNm à jonction exon complexe-conduit4. Ainsi, l’étude des interactions protéiques est cruciale pour la compréhension précise de la régulation physiologique ainsi que des fonctions cellulaires.
Des progrès récents dans la spectrométrie de masse (SeP) ont été appliqués à l’analyse complète des interactions protéines-protéines. Par exemple, la co-précipitation de protéines endogènes ou de protéines étiquetées introduites exogènement avec leurs protéines associées, suivie s’il y a une analyse de la SP, permet d’identifier de nouvelles interactions protéiques5. Cependant, un goulot d’étranglement majeur de l’analyse de la SP/SP est la récupération médiocre des digests tryptiques des échantillons de protéines. Pour effectuer des analyses protéomiques sur les lysates cellulaires, des techniques de digestion en gel et à la membrane sont généralement utilisées pour préparer des échantillons de SP/SP. Nous avons précédemment comparé une procédure de digestion dans-gel avec une technique de digestion sur-membrane6, et a montré que ce dernier a été associé à une meilleure couverture de séquence. La membrane du difluorure de polyvinylidene (PVDF) peut convenir à cette fin parce qu’elle est mécaniquement robuste et résistante aux fortes concentrations de solvants organiques7,8, permettant la digestion enzymatique des immobilisés protéines en présence de 80% d’acétonitrile9. En outre, l’immobilisation sur une membrane peut induire des changements conformationnels dans les protéines cibles, conduisant à des améliorations de l’efficacité de la digestion tryptique10. En conséquence, dans cet article, nous avons décrit l’utilisation de l’analyse immunoprécipitation-LC/MS/MS des interactions de protéine utilisant une technique de digestion sur-membrane. Cette méthode simple facilite l’analyse pratique des interactions protéines-protéines, même dans les laboratoires non spécialisés.
Protocol
Representative Results
Discussion
Nous avons précédemment décrit une analyse des modifications oxydatives de l’apolipoprotéine B-100 dans la lipoprotéine de basse densité oxydée utilisant LC-MS/MS précédée d’une technique de digestion on-membrane6. Dans la présente étude, nous avons combiné cette technique avec l’immunoprécipitation et avons identifié plusieurs protéines calpain-6-associées. Cette nouvelle technique représente une méthode pratique de dépistage des protéines associées aux candidats. Calpain-6 …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Cette étude a été soutenue en partie par la Société japonaise pour la promotion de la science KAKENHI Grant Number 17K09869 (à AM), Japan Society for the Promotion of Science KAKENHI Grant Number 15K09418 (to TM), une subvention de recherche de Kanehara Ichiro Medical Science Foundation et une subvention de recherche de la Suzuken Memorial Foundation (tous à TM).
Materials
| Acetonitrile | Wako | 014-00386 | |
| Citric acid | Wako | 030-05525 | |
| DiNA | KYA Tech Co. | nanoflow high-performance liquid chromatography | |
| DiNa AI | KYA Tech Co. | nanoflow high-performance liquid chromatography equipped with autosampler | |
| DTT | Nacalai tesque | 14112-94 | |
| Dynabeads protein G | Thermo Fisher Scientific | 10003D | |
| Formic acid | Wako | 066-00461 | |
| HiQ Sil C18W-3 | KYA Tech Co. | E03-100-100 | 0.10mmID * 100mmL |
| Iodoacetamide | Wako | 095-02151 | |
| Lipofectamine 3000 | Thermo Fisher Scientific | L3000008 | |
| Living Colors A.v. Monoclonal Antibody (JL-8) | Clontech | 632380 | |
| NaCl | Wako | 191-01665 | |
| NH4HCO3 | Wako | 018-21742 | |
| Nonidet P-40 | Sigma | N6507 | poly(oxyethelene) octylphenyl ether (n=9) |
| peptide standard | KYA Tech Co. | tBSA-04 | tryptic digests of bovine serum albumin |
| PP vial | KYA Tech Co. | 03100S | plastic sample tube |
| Protease inhibitor cooctail | Sigma | P8465 | |
| ProteinPilot software | Sciex | 5034057 | software for protein identification |
| Sequencing Grade Modified Trypsin | Promega | V5111 | trypsin |
| Sodium orthovanadate | Sigma | S6508 | |
| Sodium phosphate dibasic dihydrate | Sigma | 71643 | |
| TFA | Wako | 206-10731 | |
| trap column | KYA Tech Co. | A03-05-001 | 0.5mmID * 1mmL |
| TripleTOF 5600 system | Sciex | 4466015 | Hybrid quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometer |
| Tris | Wako | 207-06275 | |
| Tween-20 | Wako | 160-21211 |
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