Аналіз клітинної локалізації РН доменa Bcr-Abl з білком USP1 та розробка програми для оцінки їх сайтів фосфорилювання

  • С. В. Антоненко
  • Д. С. Гур'янов
  • І. В. Кравчук
  • Г. Д. Телегєєв

Анотація

Мета. Ця робота присвячена вивченню клітинної локалізації РН домена Bcr-Abl разом із білком USP1 та створенню зручного програмного інструмента для агрегації даних щодо сайтів фосфорилювання білків. Методи. Трансфекція клітин ссавців. Підбір праймерів для ПЛР. Флуорисцентна мікроскопія у широкому полі та STED мікроскопія. Базові підходи у створенні програм на Python. Результати. Виявлена колокалізація між USP1 та PH доменом білка Bcr-Abl. Підібрані праймери до основних доменів білка USP1. Було створено програмний інструмент phospho-aggregate. Отримано зображення внутрішньоклітинної локалізації PH домена Bcr надвисокої роздільної здатності. Висновки. Ядерна локалізація USP1 в клітинах 293T, а також точкові колокалізації USP1 з РН доменом онкобілка Bcr-Abl вказують на сильну асоціацію досліджуваних білків зі специфічними клітинними структурами. Ідентифікація цих клітинних структур може допомогти виявити біологічні функції USP1 за хронічної мієлоїдної лейкемії (ХМЛ). Програма phospho-aggregate може бути використана для спрощення аналізу та порівняння сайтів фосфорилювання білків. Субдифракційні зображення внутрішньоклітинного розподілу PH домена Bcr показують, що він кластеризується в структурах, які нагадують клатринові везикули.
Ключові слова: Bcr-Abl, USP1, PH домен, кортактин, клітинна локалізація, сайти фосфорилюванння.

Посилання

Miroshnychenko D., Dubrovska A., Maliuta S., Telegeev G., Aspenström P. Novel role of pleckstrin homology domain of the Bcr-Abl protein: Analysis of protein-protein and protein-lipid interactions. Exp Cell Res. 2010. Vol. 316(4). P. 530–542. doi: 10.1016/j.yexcr.2009.11.014

Jalkanen S., Lahesmaa-Korpinen A., Heckman C. Phosphoprotein profiling predicts response to tyrosine kinase inhibitor therapy in chronic myeloid leukemia patients. Experimental hematology. 2012. Vol. 40 (9). P. 705–714. e3. doi: 10.1016/j.exphem.2012.05.010

Deininger M.W., Goldman J.M., Melo J.V. The molecular biology of chronic myeloid leukemia. Blood. 2000. Vol. 96. P. 3343–3356.

García-Santisteban I., Peters G.J, Giovannetti E., Rodríguez J.A. USP1 deubiquitinase: cellular functions, regulatory mechanisms and emerging potential as target in cancer therapy. Molecular Cancer. 2013. Vol. 12. P. 9. doi: 10.1186/1476-4598-12-913.

Fraile J.M., Quesada V., Rodriguez D., Freije J.M., Lopez-Otin C. Deubiquitinases in cancer: new functions and therapeutic options. Oncogene. 2012. Vol. 31. P. 2373–2388. doi: 10.1038/onc.2011.443

Cotto-Rios X.M., Jones M.J.K., Huang T.T. Insights into phosphorylation-dependent mechanisms regulating USP1protein stability during the cell cycle. Cell Cycle. 2011. Vol. 10 (23). P. 4009–4016. doi: 10.4161/cc.10.23.18501

Gatesman A.A., Weed S.A. Cortactin Branches Out: Roles in Regulating Protrusive Actin Dynamics. Cell Motil Cytoskeleton. 2008. Vol. 65, № 9. P. 687–707. doi: 10.1002/cm.20296

Weed S.A., Parsons J.T. Cortactin: coupling membrane dynamics to cortical actin assembly. Oncogene. 2001. Vol. 20. P. 6418–6434. doi: 10.1038/sj.onc.1204783

Gurianov D.S., Antonenko S.V., Kravchuk I.V., Telegeev G.D. Cellular localization of b-tubulin, cortactin and PH domain of Bcr, and their potential role in signalling pathways and clathrin-mediated endocytosis. 12th International Congress of Cell Biology Abstract Book. 2016. P. 154.

Hornbeck P., Zhang B., Murray B., Kornhauser J., Atham V., Skrzypek E. PhosphoSitePlus, 2014: mutations, PTMs and recalibrations. Nucleic Acids Research. 2015. Vol. 43 (D1). P. D512–D520. doi: 10.1093/nar/gku1267

Dinkel H., Chica C., Via A., Gould C., Jensen L., Gibson T., Diella F. Phospho.ELM: a database of phosphorylation sites – update 2011. Nucleic Acids Research. 2011. Vol. 39 (Database). P. D261–D267. doi: 10.1093/nar/gkq1104

Gnad F., Ren S., Cox J., Olsen J.V., Macek B., Oroshi M., Mann M. PHOSIDA (phosphorylation site database): management, structural and evolutionary investigation, and prediction of phosphosites. Genome Biology. 2007. Vol. 8. P. R250. doi: 10.1186/gb-2007-8-11-r250

Gnad F., Gunawardena J., Mann M. PHOSIDA 2011: the posttranslational modification database. Nucleic Acids Research. 2011. Vol. 39. P. D253–D260. doi: 10.1093/nar/gkq1159

Horn H., Schoof E.M., Kim J., Robin X., Miller M.L., Diella F., Palma A., Cesareni G., Jensen L.J., Linding R. KinomeXplorer: an integrated platform for kinome biology studies. Nature Methods. 2014. Vol. 11 (6). P. 603–604. doi: 10.1038/nmeth.2968

Xue Y., Ren J., Gao X., Jin C., Wen L., Yao X. GPS 2.0, a Tool to Predict Kinase-specific Phosphorylation Sites in Hierarchy. Mol Cell Proteomics. 2008. Vol. 7. P. 1598–1608. doi: 10.1074/mcp.M700574-MCP200

Antonenko S.V., Gurianov D.S., Telegeev G.D. Colocalization of USP1 and PH domain of Bcr-Abl oncoprotein in terms of chronic myeloid leukemia cell rearrangements. Cytology and Genetics. 2016. Vol. 50(4). P. 11–15. doi: 10.3103/S0095452716050029