Масс-спектрометрический анализ посттрансляционных модификаций цитоскелетного белка зиксина Xenopus laevis

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Цитоскелетный LIM-доменный белок зиксин активно изучается в связи с его вовлеченностью в основные процессы, происходящие в клетке – от механосенсорной функции и регуляции полимеризации актина в клеточных контактах до участия в регуляции генной экспрессии в ядре. Нарушение экспрессии и процессинга зиксина наблюдается при канцерогенезе и приводит к развитию сердечно-сосудистых заболеваний. Для зиксина млекопитающих известно, что этот белок подвергается посттрансляционным модификациям, которые регулируют его активность и внутриклеточную локализацию. Поскольку зиксин эволюционно высококонсервативный белок, мы провели поиск посттрансляционных модификаций гомолога зиксина из шпорцевой лягушки Xenopus laevis с использованием хромато-масс-спектрометрии. Для поиска модифицированных пептидов был применен метод обогащения при помощи коиммунопреципитации эндогенного зиксина из лизатов клеток зародышей на стадии гаструлы. В результате были обнаружены неизвестные ранее модификации этого белка – N-концевое ацетилирование по позиции Met1 и фосфорилирование по Ser197 и Ser386. Для идентификации изоформ зиксина с различной электрофоретической подвижностью было проведено разделение с помощью электрофореза в ПААГ. Зиксин был обнаружен в полосах с электрофоретической подвижностью 70 и 105 кДа. Таким образом, в работе получены новые данные о посттрансляционных модификациях зиксина из X. laevis. Поскольку дефекты механической передачи сигнала связаны с нарушениями развития, онкогенезом и метастазированием, изучение модификаций и процессинга механочувствительного белка зиксина на модельном организме X. laevis открывает возможности для диагностических исследований на молекулярном уровне, которые в дальнейшем могут быть использованы для определения перспективности применения лекарственных препаратов в фармакологии.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Э. Д. Иванова

Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова Минздрава России

Email: martnat61@gmail.com
Россия, 117997 Москва, ул. Островитянова, 1

Р. Х. Зиганшин

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: martnat61@gmail.com
Россия, 117997 Москва, улица Миклухо-Маклая, 16/10

Е. А. Паршина

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: martnat61@gmail.com
Россия, 117997 Москва, улица Миклухо-Маклая, 16/10

А. Г. Зарайский

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: martnat61@gmail.com
Россия, 117997 Москва, улица Миклухо-Маклая, 16/10

Н. Ю. Мартынова

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: martnat61@gmail.com
Россия, 117997 Москва, улица Миклухо-Маклая, 16/10

Список литературы

  1. Beckerle M.C. // Bioessays. 1997. V. 19. V. 949−957. https://doi.org/10.1002/bies.950191104
  2. Hirata H., Tatsumi H., Sokabe M. // Commun. Integr. Biol. 2008. V. 1. P. 192–195. https://doi.org/10.4161/cib.1.2.7001
  3. Hirata H., Tatsumi H., Sokabe M. // J. Cell Sci. 2008. V. 121. P. 2795−2804. https://doi.org/10.1242/jcs.030320
  4. Nix D.A., Beckerle M.C. // J. Cell Biol. 1997. V. 138. P. 1139−1147. https://doi.org/10.1083/jcb.138.5.1139
  5. Moody J.D., Grange J., Ascione M.P., Boothe D., Bushnell E., Hansen M.D. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2009. V. 378. P. 625–628. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2008.11.100
  6. Zhou J., Zeng Y., Cui L., Chen X., Stauffer S., Wang Z., Yu F., Lele S.M., Talmon G.A., Black A.R., Chen Y., Dong J. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2018. V. 115. P. E6760−E6769. https://doi.org/10.1073/pnas.1800621115
  7. Zhao Y., Yue S., Zhou X., Guo J., Ma S., Chen Q. // J. Biol. Chem. 2022. V. 298. P. 101776. https://doi.org/10.1016/j.jbc.2022.101776
  8. Siddiqui M.Q., Badmalia M.D., Patel T.R. // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. .22. P. 2647. https://doi.org/10.3390/ijms22052647
  9. Nix D.A., Fradelizi J., Bockholt S., Menichi B., Louvard D., Friederich E., Beckerle M.C. // J. Biol. Chem. 2001. V. 276. P. 34759−34767. https://doi.org/10.1074/jbc.M102820200
  10. Uemura A., Nguyen T.N., Steele A.N., Yamada S. // Biophys. J. 2011. V. 101. P. 1069−1075. https://doi.org/10.1016/j.bpj.2011.08.001
  11. Drees B.E., Andrews K.M., Beckerle M.C. // J. Cell Biol. 1999. V. 147. P. 1549−1560. https://doi.org/10.1083/jcb.147.7.1549
  12. Li B., Trueb B. // J. Biol. Chem. 2001. V. 276. P. 33328− 33335. https://doi.org/10.1074/jbc.M100789200
  13. Drees B., Friederich E., Fradelizi J., Louvard D., Beckerle M.C., Golsteyn R.M. // J. Biol. Chem. 2000. V. 275. P. 22503−22511. https://doi.org/10.1074/jbc.M001698200
  14. Golsteyn R.M., Beckerle M.C., Koay T., Friederich E. // J. Cell. Sci. 1997. V. 110. P. 1893−1906. https://doi.org/10.1242/jcs.110.16.1893
  15. Smith M.A., Hoffman L.M., Beckerle M.C. // Cell Biol. 2014. V. 24. P. 575−583. https://doi.org/10.1016/j.tcb.2014.04.009
  16. Martynova N.Y., Parshina E.A., Ermolina L.V., Zaraisky A.G. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2018. V. 504. P. 251–256. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2018.08.164
  17. Martynova N.Y., Ermolina L.V., Ermakova G.V., Eroshkin F.M., Gyoeva F.K., Baturina N.S., Zaraisky A.G. // Dev. Biol. 2013. V. 380. P. 37−48. https://doi.org/10.1016/j.ydbio.2013.05.005
  18. Li N., Goodwin R.L., Potts J.D. // Microsc. Microanal. 2013. V. 19. P. 842−854. https://doi.org/10.1017/S1431927613001633
  19. Hoffman L.M., Nix D.A., Benson B., Boot-Hanford R., Gustafsson E., Jamora C., Menzies A.S., Goh K.L., Jensen C.C., Gertler F.B., Fuchs E., Fässler R., Beckerle M.C. // Mol. Cell Biol. 2003. V. 23. P. 70−79. https://doi.org/10.1128/MCB.23.1.70−79.2003
  20. Rauskolb C., Pan G., Reddy B.V., Oh H., Irvine K.D. // PLoS Biol. 2011. V. 9. P. e1000624. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1000624
  21. Gaspar P., Holder M.V., Aerne B.L., Janody F., Tapon N. // Curr. Biol. 2015. V. 25. P. 679−689. https://doi.org/10.1016/j.cub.2015.01.010
  22. Martynova N.Y., Eroshkin F.M., Ermolina L.V., Ermakova G.V., Korotaeva A.L, Smurova K.M., Gyoeva F.K., Zaraisky A.G. // Dev. Dyn. 2008. V. 237. P. 736−749. https://doi.org/10.1002/dvdy.21471
  23. Martynova N.U., Ermolina L.V., Eroshkin F.M., Zarayskiy A.G. // Bioorg. Khim. 2015. V. 41. P. 744− 748. https://doi.org/10.1134/s1068162015060102
  24. Parshina E.A., Eroshkin F.M., Оrlov E.E., Gyoeva F.K., Shokhina A.G., Staroverov D.B., Belousov V.V., Zhigalova N.A., Prokhortchouk E.B., Zaraisky A.G., Martynova N.Y. // Cell Rep. 2020. V. 33. P. 108396. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.108396
  25. Ivanova E.D., Parshina E.A., Zaraisky A.G. Martynova N.Y. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2024. V. 50. P. 723–732. https://doi.org/10.1134/S1068162024030026
  26. Aebersold R., Mann M. // Nature. 2003. V. 422. P. 198– 207. https://doi.org/10.1038/nature01511
  27. Mann M., Wilm M. // Anal. Chem. 1994. V. 66. P. 4390− 4399. https://doi.org/10.1021/ac00096a002
  28. Eng J.K., Searle B.C., Clauser K.R., Tabb D.L. // Mol. Cell Proteomics. 2011. V. 10. P. R111.009522. https://doi.org/10.1074/mcp.R111.009522
  29. Mann M., Ong S.E., Grønborg M., Steen H., Jensen O.N., Pandey A. // Trends Biotechnol. 2002. V. 20. P. 261−268. https://doi.org/10.1016/s0167−7799(02)01944−3
  30. Groen A., Thomas L., Lilley K., Marondedze C. // Methods Mol. Biol. 2013. V. 1016. P. 121−137. https://doi.org/10.1007/978-1-62703-441-8_9
  31. Maynard J.C., Chalkley R.J. // Mol. Cell Proteomics. 2021. V. 20. P. 100031. https://doi.org/10.1074/mcp.R120.002206
  32. Shevchenko A., Tomas H., Havlis J., Olsen J.V., Mann M. // Nat. Protoc. 2006. V. 1. P. 2856−2860. https://doi.org/10.1038/nprot.2006.468
  33. Ma B., Zhang K., Hendrie C., Liang C., Li M., DohertyKirby A., Lajoie G. // Rapid Commun. Mass Spectrom. 2003. V. 17. P. 2337−2342. https://doi.org/10.1002/rcm.1196
  34. Rappsilber J., Mann M., Ishihama Y. // Nat. Protoc. 2007. V. 2. P. 1896−1906. https://doi.org/10.1038/nprot.2007.261
  35. Nguyen K.T., Mun S.H., Lee C.S., Hwang C.S. // Exp. Mol. Med. 2018. V. 50. P. 1−8. https://doi.org/10.1038/s12276-018-0097-y
  36. Arnaudo N., Fernández I.S., McLaughlin S.H., PeakChew S.Y., Rhodes D., Martino F. // Nat. Struct. Mol. Biol. 2013. V. 20. P. 1119−1121. https://doi.org/10.1038/nsmb.2641
  37. Fujita Y., Yamaguchi A., Hata K., Endo M., Yamaguchi N., Yamashita T. // BMC Cell Biol. 2009. V. 27. P. 10− 16. https://doi.org/10.1186/1471-2121-10-6

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Определение изоформ зиксина с различной электрофоретической подвижностью. (а) – Пептиды, которые были идентифицированы в полосах с электрофоретической подвижностью 105 кДа (23 пептида) и 70 кДа (2 пептида). Количество пептидов оценивали по отношению площади хроматографического пика на масс-спектре (Area) к сумме площадей всех идентифицированных пиков в образце, в долях процентов; (б) – электофорез лизата зародышей в 10%-ном ПААГ-SDS с окрашиванием ½ геля кумасси и вестерн-блоттингом с окрашиванием антителами к зиксину. Вырезаны полоски геля, соответствующие окрашенным антителами к зиксину полосам, соответствующим молекулярной массе 70 и 105 кДа. Дополнительные полосы на вестерн-блоттинге – фон; (в) – количественная оценка распределения зиксина по полосам после вестерн-блоттинга (программа Image G). Процентное содержание (а) у идентифицированных в полосе 70 кДа пептидов на порядок меньше, чем у аналогичных пептидов в полосе 105 кДа, что совпадает с данными программы Image G по оценке интенсивности полос 70 и 105 кДа в вестерн-блоттинге.

Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Схема расположения идентифицированных модифицированных остатков в молекуле зиксина. На схеме в рамке отображены модифицированные аминокислотные остатки Met1, Ser197 и Ser386. Также на схеме присутствуют постоянные модификации, необходимые для анализа: Cys – карбамидометилирование (С на схеме), а также переменные модификации: окисление Met (О на схеме).

Скачать (2MB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025