H-Ras Dynamically Interacts with Recycling Endosomes in CHO-K1 Cells
Description
H-, N-, and K-Ras are isoforms of Ras proteins, which undergo different lipid modifications at the C terminus. These post-translational events make possible the association of Ras proteins both with the inner plasma membrane and to the cytosolic surface of endoplasmic reticulum and Golgi complex, which is also required for the proper function of these proteins. To better characterize the intracellular distribution and sorting of Ras proteins, constructs were engineered to express the C-terminal domain of H- and K-Ras fused to variants of green fluorescent protein. Using confocal microscopy, we found in CHO-K1 cells that H-Ras, which is palmitoylated and farnesylated, localized at the recycling endosome in addition to the inner leaflet of the plasma membrane. In contrast, K-Ras, which is farnesylated and nonpalmitoylated, mainly localized at the plasma membrane. Moreover, we demonstrate that sorting signals of H- and K-Ras are contained within the C-terminal domain of these proteins and that palmitoylation on this region of H-Ras might operate as a dominant sorting signal for proper subcellular localization of this protein in CHO-K1 cells. Using selective photobleaching techniques, we demonstrate the dynamic nature of H-Ras trafficking to the recycling endosome from plasma membrane. We also provide evidence that Rab5 and Rab11 activities are required for proper delivery of H-Ras to the endocytic recycling compartment. Using a chimera containing the Ras binding domain of c-Raf-1 fused to a fluorescent protein, we found that a pool of GTP-bound H-Ras localized on membranes from Rab11-positive recycling endosome after serum stimulation. These results suggest that H-Ras present in membranes of the recycling endosome might be activating signal cascades essential for the dynamic and function of the organelle. H-, N-, and K-Ras are isoforms of Ras proteins, which undergo different lipid modifications at the C terminus. These post-translational events make possible the association of Ras proteins both with the inner plasma membrane and to the cytosolic surface of endoplasmic reticulum and Golgi complex, which is also required for the proper function of these proteins. To better characterize the intracellular distribution and sorting of Ras proteins, constructs were engineered to express the C-terminal domain of H- and K-Ras fused to variants of green fluorescent protein. Using confocal microscopy, we found in CHO-K1 cells that H-Ras, which is palmitoylated and farnesylated, localized at the recycling endosome in addition to the inner leaflet of the plasma membrane. In contrast, K-Ras, which is farnesylated and nonpalmitoylated, mainly localized at the plasma membrane. Moreover, we demonstrate that sorting signals of H- and K-Ras are contained within the C-terminal domain of these proteins and that palmitoylation on this region of H-Ras might operate as a dominant sorting signal for proper subcellular localization of this protein in CHO-K1 cells. Using selective photobleaching techniques, we demonstrate the dynamic nature of H-Ras trafficking to the recycling endosome from plasma membrane. We also provide evidence that Rab5 and Rab11 activities are required for proper delivery of H-Ras to the endocytic recycling compartment. Using a chimera containing the Ras binding domain of c-Raf-1 fused to a fluorescent protein, we found that a pool of GTP-bound H-Ras localized on membranes from Rab11-positive recycling endosome after serum stimulation. These results suggest that H-Ras present in membranes of the recycling endosome might be activating signal cascades essential for the dynamic and function of the organelle. Ras proteins are signal transducers that regulate cellular growth, differentiation, and apoptosis in response to different stimulus (1Campbell S.L. Khosravi-Far R. Rossman K.L. Clark G.J. Der C.J. Oncogene. 1998; 17: 1395-1413Crossref PubMed Scopus (920) Google Scholar, 2Shields J.M. Pruitt K. McFall A. Shaub A. Der C.J. Trends Cell. Biol. 2000; 10: 147-154Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (689) Google Scholar, 3Cox A.D. Der C.J. Oncogene. 2003; 22: 8999-9006Crossref PubMed Scopus (363) Google Scholar). Ras proteins act as binary molecular switches, cycling between inactive GDP-bound and active GTP-bound forms that are regulated by the concerted action of different proteins such as guanine nucleotide exchange factors, which stimulate the GDP release from GDP-loaded Ras allowing the binding of the most abundant GTP and GTPase-activating proteins (GAPs), 3The abbreviations used are: GAP, GTPase-activating protein; Arf, ADP-ribosylation factor; CFP, cyan fluorescent protein; CHO, Chinese hamster ovary; DRM, detergent-resistant membrane(s); FRAP, fluorescence recovery after photobleaching; FLIP, fluorescence loss in photobleaching; GalNAc-T, UDP-GalNAc:LacCer/GM3/GD3 N-acetylgalactosaminyltransferase; GFP, green fluorescent protein; GPI, glycosylphosphatidylinositol; M6PR, mannose 6-phosphate receptor; RBD, Ras binding domain; YFP, yellow fluorescent protein; PBS, phosphate-buffered saline; PIM, protease inhibitor mixture; BSA, bovine serum albumin; HA, hemagglutinin; GM3, NeuAc-α2,3Galβ1,4Glc-ceramide; GD3, NeuAcα2,8NeuAcα2,3Galβ1,4Glc-ceramide. which enhances the intrinsic GTPase activity of Ras (4Quilliam L.A. Rebhun J.F. Castro A.F. Prog. Nucleic Acids Res. Mol. Biol. 2002; 71: 391-444Crossref PubMed Google Scholar, 5Zheng Y. Quilliam L.A. EMBO Rep. 2003; 4: 463-468Crossref PubMed Scopus (16) Google Scholar). There are three ubiquitous isoforms of Ras proteins, namely H-Ras, N-Ras, and K-Ras4B, referred as K-Ras for the rest of this work. These proteins are more than 90% homologues, and their functions are not redundant (6Hancock J.F. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2003; 4: 373-384Crossref PubMed Scopus (692) Google Scholar). Knock-out mice of the K-ras gene are not viable, whereas deletions of the N-ras and H-ras genes have no observable side effects (7Umanoff H. Edelmann W. Pellicer A. Kucherlapati R. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1995; 92: 1709-1713Crossref PubMed Scopus (206) Google Scholar, 8Johnson L. Greenbaum D. Cichowski K. Mercer K. Murphy E. Schmitt E. Bronson R.T. Umanoff H. Edelmann W. Kucherlapati R. Jacks T. Genes Dev. 1997; 11: 2468-2481Crossref PubMed Scopus (442) Google Scholar, 9Koera K. Nakamura K. Nakao K. Miyoshi J. Toyoshima K. Hatta T. Otani H. Aiba A. Katsuki M. Oncogene. 1997; 15: 1151-1159Crossref PubMed Scopus (288) Google Scholar, 10Esteban L.M. Vicario-Abejon C. Fernandez-Salguero P. Fernandez-Medarde A. Swaminathan N. Yienger K. Lopez E. Malumbres M. McKay R. Ward J.M. Pellicer A. Santos E. Mol. Cell. Biol. 2001; 21: 1444-1452Crossref PubMed Scopus (250) Google Scholar). In addition, distinct signal outputs from different Ras isoforms (11Yan J. Roy S. Apolloni A. Lane A. Hancock J.F. J. Biol. Chem. 1998; 273: 24052-24056Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (387) Google Scholar) and different potencies of their corresponding activated alleles for oncogenic transformation (12Voice J.K. Klemke R.L. Le A. Jackson J.H. J. Biol. Chem. 1999; 274: 17164-17170Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (230) Google Scholar) have been identified. It is widely assumed that the association of Ras proteins with membranes, particularly with the inner leaflet of the plasma membrane, is necessary and sufficient for the proper function of these proteins (13Hancock J.F. Paterson H. Marshall C.J. Cell. 1990; 63: 133-139Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (846) Google Scholar). The association of these proteins with membranes is a consequence of their post-translational lipid modification. The polypeptide sequence of all Ras isoforms contains a C-terminal CAAX motif (where C represents cysteine, A is aliphatic, and X is any other amino acid), which is first modified in the cytosol with a farnesyl anchor to the cysteine residue, and then the AAX sequence is cleaved by an endopeptidase associated to the cytosolic surface of the endoplasmic reticulum and, finally, the farnesylated cysteine is carboxymethylated (6Hancock J.F. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2003; 4: 373-384Crossref PubMed Scopus (692) Google Scholar). Depending on the Ras isoform, a second signal of membrane anchor is present immediately to the farnesylated cysteine. H-Ras is dually palmitoylated at cysteine residues 181 and 184, whereas N-Ras is palmitoylated at cysteine residue 184 (6Hancock J.F. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2003; 4: 373-384Crossref PubMed Scopus (692) Google Scholar). Conversely, K-Ras is not further lipid-modified but contains a polybasic domain (six contiguous lysine residues) with binding capacity to phospholipid headgroups of lipid bilayers (14Ghomashchi F. Zhang X. Liu L. Gelb M.H. Biochemistry. 1995; 34: 11910-11918Crossref PubMed Scopus (106) Google Scholar, 15Leventis R. Silvius J.R. Biochemistry. 1998; 37: 7640-7648Crossref PubMed Scopus (80) Google Scholar). The CAAX motif and the second signal (palmitoylation or the polybasic domain) are essential for efficient attachment of Ras proteins to membranes, in particular plasma membrane (13Hancock J.F. Paterson H. Marshall C.J. Cell. 1990; 63: 133-139Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (846) Google Scholar). As described above, different functions have been attributed to Ras proteins. It has been recognized that Ras isoforms are capable of activating different effectors, thus affecting different signaling pathways (2Shields J.M. Pruitt K. McFall A. Shaub A. Der C.J. Trends Cell. Biol. 2000; 10: 147-154Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (689) Google Scholar, 3Cox A.D. Der C.J. Oncogene. 2003; 22: 8999-9006Crossref PubMed Scopus (363) Google Scholar, 16Reuther G.W. Der C.J. Curr. Opin. Cell Biol. 2000; 12: 157-165Crossref PubMed Scopus (347) Google Scholar). Because transmembrane receptors and Ras proteins are mainly localized in plasma membrane, one plausible explanation for these results is that they are localized in different plasma membrane microdomains (17Parton R.G. Hancock J.F. Trends Cell. Biol. 2004; 14: 141-147Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (161) Google Scholar), which are formed by the lateral segregation of lipids based on their dissimilar biophysical properties (18Simons K. Toomre D. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2000; 1: 31-39Crossref PubMed Scopus (5164) Google Scholar, 19Edidin M. Trends Cell. Biol. 2001; 11: 492-496Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (224) Google Scholar). The differential activities of Ras proteins can be also explained if they are localized in different membrane subcompartments (20Bivona T.G. Philips M.R. Curr. Opin. Cell Biol. 2003; 15: 136-142Crossref PubMed Scopus (122) Google Scholar). In this sense, it has been demonstrated that intracellular pools of H-Ras localized in membranes of endoplasmic reticulum and Golgi apparatus become active when cells are stimulated with epidermal growth factor (21Chiu V.K. Bivona T. Hach A. Sajous J.B. Silletti J. Wiener H. Johnson II, R.L. Cox A.D. Philips M.R. Nat. Cell. Biol. 2002; 4: 343-350Crossref PubMed Scopus (517) Google Scholar, 22Arozarena I. Matallanas D. Berciano M.T. Sanz-Moreno V. Calvo F. Munoz M.T. Egea G. Lafarga M. Crespo P. Mol. Cell. Biol. 2004; 24: 1516-1530Crossref PubMed Scopus (78) Google Scholar). Despite it becoming apparent that subcellular distribution of Ras isoforms is important for proper function, the underlying mechanisms of intracellular transport and distribution of these proteins are poorly understood. K-Ras, after it is synthesized in the cytosol and post-translationally modified in the endoplasmic reticulum, can reach the plasma membrane by a desorption-absortion mechanism. This mechanism is driven by the negative electrostatic potential of the plasma membrane, which is enriched in anionic lipids such as phophatidylserine (inner leaflet) and sialic acid-containing glycolipids and glycoproteins (outer leaflet) (23Silvius J.R. J. Membr. Biol. 2002; 190: 83-92Crossref PubMed Scopus (82) Google Scholar). Conversely, the current data suggest that H-Ras, and probably N-Ras, are transported to different subcompartments by vesicular traffic (24Choy E. Chiu V.K. Silletti J. Feoktistov M. Morimoto T. Michaelson D. Ivanov I.E. Philips M.R. Cell. 1999; 98: 69-80Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (620) Google Scholar, 25Apolloni A. Prior I.A. Lindsay M. Parton R.G. Hancock J.F. Mol. Cell. Biol. 2000; 20: 2475-2487Crossref PubMed Scopus (345) Google Scholar, 26Roy S. Wyse B. Hancock J.F. Mol. Cell. Biol. 2002; 22: 5128-5140Crossref PubMed Scopus (114) Google Scholar) or by a nonvesicular pathway involving a constitutive de-/reacylation cycle (27Goodwin J.S. Drake K.R. Rogers C. Wright L. Lippincott-Schwartz J. Philips M.R. Kenworthy A.K. J. Cell. Biol. 2005; 170: 261-272Crossref PubMed Scopus (227) Google Scholar, 28Rocks O. Peyker A. Kahms M. Verveer P.J. Koerner C. Lumbierres M. Kuhlmann J. Waldmann H. Wittinghofer A. Bastiaens P.I. Science. 2005; 307: 1746-1752Crossref PubMed Scopus (648) Google Scholar). In the present work, we have investigated the membrane association, subcellular distribution, and intracellular trafficking of H- and K-Ras proteins in Chinese hamster ovary (CHO)-K1 cells. By using confocal microscopy and biochemical analysis, we demonstrate that H-Ras, at steady state, localized at the recycling endosome in addition to the cytoplasmic leaflet of the plasma membrane. In contrast, K-Ras mainly localized at the plasma membrane. Interestingly, we found that sorting signals of H- and K-Ras are contained within the C-terminal domain of these proteins and that palmitoylation on this region of H-Ras might operate as a dominant sorting signal for proper subcellular localization of this protein. Using selective photobleaching techniques and time lapse fluorescence microscopy, we demonstrate the dynamic association of H-Ras to the recycling endosome. We also found that Rab5 and Rab11 activities are required for delivery of H-Ras to this organelle. Using a chimera containing the Ras binding domain of c-Raf-1 fused to a fluorescent protein, we demonstrate that H-Ras can be activated (GTP-bound state) at the Rab11-positive recycling endosome after proper stimulation. This evidence supports roles for novel signaling pathways regulated by H-Ras in membranes from recycling endosome. Plasmids—The expression vectors pECFP-N1, pEYFP-N1, pECFP-C1, pEYFP-C1, and pEGFP-F, a plasmid encoding green fluorescent protein (GFP)-H-RasC20, were from Clontech. Expression plasmids for CFP-K-RasC14 and N13GAP43-YFP were generated by synthesizing complementary oligonucleotides and cloned in BglII/EcoRI sites of pECFP-C1 or HindIII/BamHI sites of pEYFP-N1. Plasmids encoding YFP-H-Rasfull and YFP-K-Rasfull were kindly supplied by M. Philips (New York University School of Medicine). The glycosylphosphatidylinositol (GPI)-YFP fusion construct was kindly supplied by P. Keller (Max-Plank Institute, Dresden, Germany). GFP-Rab11 fusion proteins were provided by M. Colombo (Universidad Nacional de Cuyo, Mendoza, Argentina). GFP-Rab5 and GFP-Dyn2K44A fusion proteins were kindly supplied by J. Bonifacino (NICHD, National Institutes of Health, Bethesda, MD). RBD51-131HA-CFP was generated by PCR amplification of the sequence encoding amino acids 51-131 of c-Raf-1 and later insertion in the NheI/SalI sites of pECFP-N1. Sequences of the oligonucleotides used for the different constructs are available on request. Cell Lines, Cell Culture, and DNA Transfections—The following CHO-K1 cell clones were used: wild type CHO-K1 cells (ATCC) and clone 5, a stable cell line that expresses CFP-H-RasC20. Cells were maintained at 37 °C in 5% CO2 in Dulbecco's modified Eagle's medium supplemented with 10% fetal bovine serum and antibiotics. Cells were transfected with 0.6-1.2 μg/35-mm dish of expression plasmids using Lipofectamine (Invitrogen) according to the manufacturers' recommendations. 24 h after transfection, cells were labeled with endocytic markers or washed with cold phosphate-buffered saline (PBS), harvested by scrapping, and lysed as indicated below or washed with PBS and fixed for immunofluorescence microscopy. Subcellular Fractionation—Cells were washed with cold PBS and harvested by scraping. Extracts were centrifuged at 10,000 rpm for 5 min and resuspended in 400 μl of PBS in presence of 5 μg/ml aprotinin, 0.5 μg/ml leupeptin, 0.7 μg/ml pepstatin (PBS-protease inhibitor mixture, PBS-PIC). Pellets were dispersed by vortex, each for 10 min, and after 30 min, they were passed 20 times through a 25-gauge needle. After 60 min of treatment, nuclear fractions and unbroken cells were removed by centrifugation at 2,000 rpm, and supernatants were ultracentrifuged for 1 h at 100,000 × g at 4 °C, using a TLA 100.3 rotor (Beckman). The supernatant (S fraction) was removed, and the pellet (P fraction) was resuspended in 400 μl of PBS-PIC for subsequent Western blotting. Proteins from S and P fractions were precipitated with chloroform/methanol (1:4, v/v). The pellets were resuspended in Laemmli buffer (29Laemmli U.K. Nature. 1970; 227: 680-685Crossref PubMed Scopus (207231) Google Scholar) and subjected to SDS-12% PAGE and Western blotting. Hydroxylamine Treatment—Homogenates from a stable cell line that expresses CFP-H-RasC20 were treated with 1 m hydroxylamine or 1 m Tris (control) for 3 h at room temperature as previously described (30Skene J.H. Virag I. J. Cell. Biol. 1989; 108: 613-624Crossref PubMed Scopus (315) Google Scholar). Samples were resolved by SDS-PAGE, and the expression of CFP-H-RasC20 was analyzed by Western blot as indicated below. The acylation state was analyzed by changes in the electrophoretic mobility of the recombinant proteins. Triton X-114 Partition Assay—S and P fractions were solubilized for 1 h at 4 °C in 1% Triton X-114. Then samples were incubated at 37 °C for 3 min and then centrifuged at 12,000 rpm. The aqueous upper phase and detergent-enriched lower phase were separated and extracted again with detergent and aqueous solutions, respectively. The four resulting samples were adjusted to equal volumes, and detergent content and proteins were precipitated with chloroform/methanol previous to Western blot analyses. Electrophoresis and Western Blotting—Proteins were resolved by electrophoresis through 12% SDS-PAGE gels under reducing conditions and then electrophoretically transferred to nitrocellulose membranes for 80 min at 300 mA. Protein bands in nitrocellulose membranes were visualized by Ponceau S staining. For immunoblotting, nonspecific binding sites on the nitrocellulose membrane were blocked with 5% nonfat dry milk or with 2.5% bovine serum albumin (BSA), 2.5% polyvinyl pyrrolidone 40 in Tris-buffered saline (200 mm NaCl, 50 mm Tris-HCl, pH 7.5). Anti-GFP polyclonal antibody (Roche Applied Science) was used at a dilution of 1:1000. Bands were detected by protein A coupled to horseradish peroxidase combined with the chemiluminescence detection kit (ECL plus Western blotting detection system; Amersham Biosciences) and Hyperfilm MP films (Amersham Biosciences). The relative contribution of individual bands was measured using the computer software Scion Image on scanned films of low exposure images. Endocytosis of Alexa-conjugated Transferrin—To label the endocytic recycling compartment, CHO-K1 cells grown in coverslips were incubated in Dulbecco's modified Eagle's medium, 0.1% BSA for 1 h in a CO2 incubator and then labeled in identical conditions with Alexa594- or Alexa633-human transferrin (14 μg/ml). After the labeling, cells were shifted to 4 °C, washed tree times with PBS plus 0.1% BSA, and finally washed with PBS before paraformaldehyde fixation (30 min at 4 °C). Immunofluorescence Microscopy—Cells grown in coverslips were washed twice with PBS, fixed in 3% paraformaldehyde at 4 °C for 30 min, washed with PBS, permeabilized with 0.1% Triton X-100, 200 mm glycine in PBS (10 min at 4 °C), and incubated in PBS plus 3% BSA for 1 h at 37 °C to block nonspecific binding sites. Coverslips were then incubated overnight at 4 °C with primary antibodies, washed five times with PBS plus 1% BSA, and exposed to secondary antibodies for 90 min at 37 °C. The primary antibodies were rabbit polyclonal anti-calnexin (Santa Cruz Biotechnology, Inc., Santa Cruz, CA) diluted 1:200, rabbit polyclonal anti-mannose-6-phosphate receptor (M6PR) diluted 1:150, and rabbit polyclonal anti-mannosidase II (from K. Moremen, University of Georgia, Athens, GA) diluted 1:300. Secondary antibodies were Alexa546-conjugated goat anti-mouse antibodies (Santa Cruz Biotechnology), diluted 1:1000, or rhodamine-conjugated donkey anti-rabbit antibody (Jackson InmunoResearch), diluted 1:700. After final washes with PBS plus 1% BSA, coverslips were mounted in FluorSave (Calbiochem). Confocal Microscopy and Image Acquisition and Processing—Confocal images were collected using a Carl Zeiss LSM5 Pascal laser-scanning confocal microscope. Excitation wavelengths and filter set for GFP, YFP, CFP, and rhodamine were described previously (31Crespo P.M. Zurita A.R. Giraudo C.G. Maccioni H.J. Daniotti J.L. Biochem. J. 2004; 377: 561-568Crossref PubMed Google Scholar). Images from cells coexpressing GFP- and YFP-tagged fluorescent proteins were acquired using a CFP filter set to capture GFP fluorescence and 514-nm laser line (excitation) and a 560-nm long pass filter (emission) to capture YFP fluorescence. Images of fixed cells (no quantitative purposes) were taken using 63 × 1.4 numerical aperture (Plan-Apochromat, Zeiss) or 100 × 1.4 numerical aperture (Plan-Apochromat; Zeiss) objectives and the confocal pinhole of the microscope set to obtain an optical slice of 0.8 μm. Images of living cells in fluorescence recovery after photobleaching (FRAP) and fluorescence loss in photobleaching (FLIP) experiments were acquired with a 20 × 0.5 numerical aperture (Plan Neofluoar, Zeiss) objective and the confocal pinhole of the microscope set fully open. Selective photobleaching of YFP was carried out on a Zeiss LSM510 META laser-scanning confocal microscopy (Instituto Milenio de Estudios Avanzados en Biología Molecular y Biotecnología, Facultad de Ciencias, Santiago, Chile) using 500 consecutive scans with a 514-nm laser line (18 milliwatts). Living cells were held at 37 °C in a 5% CO2 atmosphere during image acquisition. All images were processed for output purposes using Adobe Photoshop® software. Fluorescence quantification in selected regions of interest was carried out using MetaMorph® 4.5 software. All measurements of mean fluorescence intensity were background-corrected by subtracting the mean fluorescence of an area void of cells. When required in FRAP experiments, images were corrected for partial photobleaching during image acquisition. A kinetic model for transport of YFP-H-Ras to recycling endosome was developed to obtain the t1/2 of fluorescence recovery in this organelle. As a first approximation, this model includes two compartments (recycling endosome and plasma membrane) where Ras is located. First order differential equations were set for describing the exchange between these compartments. Protein synthesis and degradation were not included in the model, because both the short time duration of the recovery process and treatment with cycloheximide for 6 h did not alter the ratio of mean fluorescence associated with recycling endosomes and mean fluorescence in the rest of the cell. The exponential part of the recovery process was utilized to fit the model, and non-linear regression analysis was performed using Microcal Origin® software. Biotinylation of Plasma Membrane Proteins—Plasma membrane proteins were labeled using EZ-link N-hydroxysulfosuccinimide-SS-Biotin reagent (Pierce) according to the manufacturer's instructions. Briefly, cells were gently rinsed with Dulbecco's modified Eagle's medium and then incubated with 1.3 mg/ml EZ-link in culture medium at 4 °C for 30 min. Finally, cells were rinsed three times with 0.1% BSA in PBS in order to quench reactive N-hydroxysulfosuccinimide ester groups. Sucrose Density Gradient—Subcellular fractionation using a step flotation gradient was performed using a previously described method with few modifications (32Gorvel J.P. Chavrier P. Zerial M. Gruenberg J. Cell. 1991; 64: 915-925Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (860) Google Scholar, 33Trischler M. Stoorvogel W. Ullrich O. J. Cell. Sci. 1999; 112: 4773-4783Crossref PubMed Google Scholar). Cells cultured in a 60-mm Petri dish were rinsed, gently scraped in PBS-PIC, and centrifuged for 5 min at 500 × g at 4 °C. The pellet was then resuspended in 1 ml of homogenization buffer (250 mm sucrose, 3 mm imidazole, pH 7.4) containing protease inhibitors and centrifuged at 1,200 × g for 10 min. The sediment was then resuspended in 200 μl of homogenization buffer containing 0.5 mm EDTA and passed 20 times through a 25-gauge needle. Under these conditions, more than 90% of cells were disrupted while nuclei remained intact as determined by double labeling with both a permeable (Hoescht 33258; Molecular Probes, Inc., Eugene, OR) and impermeable (Sytox green; Molecular Probes) DNA dyes. A postnuclear supernatant was obtained by sequential centrifugation at both 1,200 × g (10 min) and 1,500 × g (5 min). Then the postnuclear supernatant was adjusted to 50% (w/v) sucrose. 100 μl of this suspension was loaded on 225 μl of 62% sucrose in 3 mm imidazole, 0.5 mm EDTA in a TLS-55 centrifugation tube (Beckman) and then sequentially overlaid with 375, 800, 500, and 200 μl of 40.6/35/25 and 8.6% (w/v) sucrose, respectively. The gradient was centrifuged at 135,000 × g for 130 min at 4 °C. After centrifugation, 20 fractions were collected from the bottom using a fraction collector. Proteins in each fraction were precipitated by the addition trichloroacetic acid to a final concentration of 10%. The protein pellet was collected by centrifuging at 15,000 × g at 4 °C during 30 min for later SDS-PAGE analysis. The C-terminal Sequences of H-Ras and K-Ras Target a Soluble Protein to Plasma Membrane and Intracellular Compartments—To investigate the implication of lipid modifications of Ras proteins in membrane association and subcellular distribution in CHO-K1 cells, constructs were engineered to express the C-terminal domains of human H- and K-Ras fused to GFP and its spectral variants (CFP or YFP). Initially, the C-terminal 20 amino acids (KLNPPDESGPGCMSCKCVLS) of H-Ras were fused to the carboxyl terminus of YFP (YFP-H-RasC20), whereas the C-terminal 14 amino acids (KKKKKKSKTKCVIM) of K-Ras were fused to the carboxyl terminus of CFP (CFP-K-RasC14). To evaluate the expression of these fusion proteins, CHO-K1 cells were transiently transfected with the corresponding DNA constructs. The expression of the chimeric proteins was confirmed by Western blotting with an antibody directed to the fluorescent protein. The antibody detected YFP-H-RasC20 as a band of ∼28 kDa and CFP-K-RasC14 as a band of 27.5 kDa. Soluble YFP was revealed as a band of the expected molecular mass (27 kDa) (Fig. 1A). To evaluate whether the fusion proteins are associated to membranes of CHO-K1 cells, cells expressing YFP or YFP-H-RasC20 or CFP-K-RasC14 were mechanically lysed, and the corresponding homogenates were centrifuged at 100,000 × g (Fig. 1B). As expected, more than 95% of YFP was recovered in the soluble fraction. By the contrary, YFP-H-RasC20 and CFP-K-RasC14 were found mainly associated with the particulate fraction (95 and 70%, respectively), strongly suggesting a membrane association. As a control, we analyzed membrane association of GPI-YFP protein, a fusion protein containing the total sequence of YFP fused to a GPI attachment signal (34Crespo P.M. Zurita A.R. Daniotti J.L. J. Biol. Chem. 2002; 277: 44731-44739Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (36) Google Scholar). As expected, more than 91% of GPI-YFP was found mainly associated to the membrane fraction. To discard an association of YFP-H-RasC20 and CFP-K-RasC14 with insoluble components like cytoskeleton, nuclear remnants, or extracellular matrix, we performed the Triton X-114 partitioning assay, which has been used to monitor the extent of post-translational lipid modifications of prenylated proteins (35Bordier C. J. Biol. Chem. 1981; 256: 1604-1607Abstract Full Text PDF PubMed Google Scholar, 36Gutierrez L. Magee A.I. Marshall C.J. Hancock J.F. EMBO J. 1989; 8: 1093-1098Crossref PubMed Scopus (330) Google Scholar) (Fig. 1C). YFP was found to partition completely into the aqueous phase, according to its hydrophilic nature. In contrast, 81 and 56% of YFP-H-RasC20 and CFP-K-RasC14, respectively, partitioned into the detergent phase of Triton X-114, indicating that a fraction of the expressed proteins are hydrophobic and therefore that YFP-H-RasC20 and CFP-K-RasC14 have been post-translationally modified by lipidation. As expected, the control GPI-YFP was found to partition almost completely into the detergent phase. Palmitoylation of YFP-H-RasC20 was further confirmed by cleavage of thioester-linked fatty acids by hydroxylamine treatment (supplemental Fig. 1). We conclude that YFP-H-RasC20 and CFP-K-RasC14 are correctly expressed and acylated in CHO-K1 cells and mainly associated to the membrane fraction of these cells. To further characterize membrane association and compare subcellular distribution of YFP-H-RasC20 and CFP-K-RasC14, CHO-K1 cells transiently expressing the fusion proteins were fixed and visualized by confocal microscopy. As controls, we also included the analysis of YFP and GPI-YFP subcellular distributions. As shown in Fig. 1D, both YFP-H-RasC20 and CFP-K-RasC14 proteins were associated with plasma membrane, which is in agreement with the subcellular distribution observed for the untagged full-length version of these proteins (24Choy E. Chiu V.K. Silletti J. Feoktistov M. Morimoto T. Michaelson D. Ivanov I.E. Philips M.R. Cell
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
H - و N - و K - Ras هي أشكال متساوية من بروتينات RAS، والتي تخضع لتعديلات دهنية مختلفة في الطرف C. هذه الأحداث ما بعد الترجمة تجعل من الممكن ربط بروتينات RAS مع كل من غشاء البلازما الداخلي والسطح الخلوي للشبكة الإندوبلازمية ومركب Golgi، وهو مطلوب أيضًا للوظيفة المناسبة لهذه البروتينات. لتوصيف التوزيع داخل الخلايا وفرز بروتينات RAS بشكل أفضل، تم تصميم بنيات للتعبير عن المجال الطرفي C لـ H - و K - Ras المندمجة مع متغيرات البروتين الفلوري الأخضر. باستخدام المجهر متحد البؤر، وجدنا في خلايا CHO - K1 أن H - Ras، وهي بالميتويلات وفارنيزيلات، موضعية في الجسيم الداخلي لإعادة التدوير بالإضافة إلى الوريقة الداخلية لغشاء البلازما. على النقيض من ذلك، K - Ras، وهو فارنيزيلات وغير بالميتويلات، موضعي بشكل رئيسي في غشاء البلازما. علاوة على ذلك، نوضح أن إشارات فرز H - و K - Ras موجودة في النطاق الطرفي C لهذه البروتينات وأن النخيل في هذه المنطقة من H - Ras قد يعمل كإشارة فرز سائدة للتوطين تحت الخلوي المناسب لهذا البروتين في خلايا CHO - K1. باستخدام تقنيات التبييض الضوئي الانتقائية، نوضح الطبيعة الديناميكية للاتجار بـ H - Ras إلى إعادة تدوير الإندوسوم من غشاء البلازما. نقدم أيضًا دليلًا على أن أنشطة RAB5 و RAB11 مطلوبة للتسليم السليم لـ H - Ras إلى حجرة إعادة تدوير الخلايا الداخلية. باستخدام كيميرا يحتوي على مجال ربط RAS لـ c - Raf -1 المنصهر ببروتين فلوري، وجدنا أن مجموعة من H - Ras المرتبط بـ GTP موضعية على الأغشية من إندوسوم إعادة التدوير الإيجابي Rab11 بعد تحفيز المصل. تشير هذه النتائج إلى أن H - Ras الموجود في أغشية الجسيم الداخلي لإعادة التدوير قد ينشط سلاسل الإشارات الأساسية لديناميكية ووظيفة العضيات. H - و N - و K - Ras هي أشكال متساوية من بروتينات RAS، والتي تخضع لتعديلات دهنية مختلفة في الطرف C. تجعل هذه الأحداث اللاحقة للترجمة من الممكن ربط بروتينات RAS بكل من غشاء البلازما الداخلي والسطح الخلوي للشبكة الإندوبلازمية ومركب جولجي، وهو أمر مطلوب أيضًا للوظيفة المناسبة لهذه البروتينات. لتوصيف التوزيع داخل الخلايا وفرز بروتينات RAS بشكل أفضل، تم تصميم بنيات للتعبير عن المجال الطرفي C لـ H - و K - Ras المندمجة مع متغيرات البروتين الفلوري الأخضر. باستخدام المجهر متحد البؤر، وجدنا في خلايا CHO - K1 أن H - Ras، وهي بالميتويلات وفارنيزيلات، موضعية في الجسيم الداخلي لإعادة التدوير بالإضافة إلى الوريقة الداخلية لغشاء البلازما. على النقيض من ذلك، K - Ras، وهو فارنيزيلات وغير بالميتويلات، موضعي بشكل رئيسي في غشاء البلازما. علاوة على ذلك، نوضح أن إشارات فرز H - و K - Ras موجودة في النطاق الطرفي C لهذه البروتينات وأن النخيل في هذه المنطقة من H - Ras قد يعمل كإشارة فرز سائدة للتوطين تحت الخلوي المناسب لهذا البروتين في خلايا CHO - K1. باستخدام تقنيات التبييض الضوئي الانتقائية، نوضح الطبيعة الديناميكية للاتجار بـ H - Ras إلى إعادة تدوير الإندوسوم من غشاء البلازما. نقدم أيضًا دليلًا على أن أنشطة RAB5 و RAB11 مطلوبة للتسليم السليم لـ H - Ras إلى حجرة إعادة تدوير الخلايا الداخلية. باستخدام كيميرا يحتوي على مجال ربط RAS لـ c - Raf -1 المنصهر ببروتين فلوري، وجدنا أن مجموعة من H - Ras المرتبط بـ GTP موضعية على الأغشية من إندوسوم إعادة التدوير الإيجابي Rab11 بعد تحفيز المصل. تشير هذه النتائج إلى أن H - Ras الموجود في أغشية الجسيم الداخلي لإعادة التدوير قد ينشط سلاسل الإشارات الأساسية لديناميكية ووظيفة العضيات. بروتينات RAS هي محولات إشارة تنظم النمو الخلوي والتمايز والاستماتة استجابةً لمحفزات مختلفة (1Campbell S.L. Khosravi - Far R. Rossman KL Clark GJ Der C.J. Oncogene. 1998 ؛ 17: 1395-1413 Crossref PubMed Scopus (920) Google Scholar، 2Shields J.M. Pruitt K. McFall A. Shaub A. Der C.J. Trends Cell. Biol. 2000; 10: 147-154 Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (689) Google Scholar, 3Cox A.D. Der C.J. Oncogene. 2003 ؛ 22: 8999-9006 Crossref PubMed Scopus (363) الباحث العلمي من Google). تعمل بروتينات RAS كمفاتيح جزيئية ثنائية، تدور بين الأشكال غير النشطة المرتبطة بالناتج المحلي الإجمالي والنشطة المرتبطة بـ GTP والتي يتم تنظيمها من خلال العمل المتضافر للبروتينات المختلفة مثل عوامل تبادل نيوكليوتيد الغوانين، والتي تحفز إطلاق الناتج المحلي الإجمالي من RAS المحملة بالناتج المحلي الإجمالي مما يسمح بربط البروتينات الأكثر وفرة GTP و GTPase (GAPs)، 3 الاختصارات المستخدمة هي: GAP، GTPase - activating protein ؛ ARF، ADP - ribosylation factor ؛ CFP، cyan fluorescent protein ؛ CHO، مبيض الهامستر الصيني ؛ DRM، غشاء(أغشية) مقاوم للمنظفات ؛ FRAP، استرداد الفلورة بعد التبييض الضوئي ؛ FLIP، فقدان الفلورة في التبييض الضوئي ؛ GalNAc - T، UDP - GalNAc: LacCer/GM3/GD3 N - acilgalgalactosaminyltransferase ؛ GFP، البروتين الفلوري الأخضر ؛ GP، gIcylphosidylosphidylinolositol ؛ MPR6، 6 - manosphorate rephorate ؛ RAS، RASPFOR ؛ YFP، البروتين الأصفر الرابط ؛ PIMB، بروتين فوسفات ؛ PIMB ؛ PSA، بروتين BIMB، حمض الفوسفينيكولينيكولينيكولينيك، حمض البيريكولينيكولينيكولينيكولينيكولينيكينيكينيكولينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيكينيد (GF) .GF4GF4GF4GF) .GF4GFA4GUA4GF4GA4GA4GA4GA4GA4GA4GA4GA4GA4GF4A4A4A4A4GA4GA4A4A4A4A4A4A4GA4A4A4A4A4A4A4GA4A4A4A4A2A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A4A2A4A4A2A4A4A4A4A4A4A الأحماض النووية Res. Mol. Biol. 2002; 71: 391-444 Crossref PubMed Google Scholar, 5Zheng Y. Quilliam L.A. EMBO Rep. 2003; 4: 463-468 Crossref PubMed Scopus (16) Google Scholar). هناك ثلاثة أشكال متساوية في كل مكان لبروتينات RAS، وهي H - Ras و N - Ras و K - Ras4B، يشار إليها باسم K - Ras لبقية هذا العمل. هذه البروتينات هي أكثر من 90 ٪ من المتجانسات، ووظائفها ليست زائدة عن الحاجة (6Hancock J.F. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2003 ؛ 4: 373-384 Crossref PubMed Scopus (692) الباحث العلمي من Google). الفئران المهزومة من جين K - ras ليست قابلة للحياة، في حين أن حذف جينات N - ras و H - ras ليس لها آثار جانبية ملحوظة (7Umanoff H. Edelmann W. Pellicer A. Kucherlapati R. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1995; 92: 1709-1713 Crossref PubMed Scopus (206) Google Scholar, 8Johnson L. Greenbaum D. Cichowski K. Mercer K. Murphy E. Schmitt E. Bronson R.T. Umanoff H. Edelmann W. Kucherlapati R. Jacks T. Genes Dev. 1997 ؛ 11: 2468-2481 Crossref PubMed Scopus (442) الباحث العلمي من Google، 9Koera K. Nakamura K. Nakao K. Miyoshi J. Toyoshima K. Hatta T. Otani H. Aiba A. Katsuki M. Oncogene. 1997; 15: 1151-1159 Crossref PubMed Scopus (288) Google Scholar, 10Esteban L.M. Vicario - Abjon C. Fernandez - Salguero P. Fernandez - Medarde A. Swaminathan N. Yienger K. Lopez E. Malumbres M. McKay R. Ward J.M. Pellicer A. Santos E. Mol. الخلية. بيول. 2001 ؛ 21: 1444-1452 Crossref PubMed Scopus (250) الباحث العلمي من Google). بالإضافة إلى ذلك، مخرجات إشارة متميزة من أشكال متساوية مختلفة من RAS (11Yan J. Roy S. Apolloni A. Lane A. Hancock JF J. Biol. Chem. 1998; 273: 24052-24056 Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (387) Google Scholar) والقدرات المختلفة للأليلات المنشطة المقابلة لها للتحول السرطاني (12Voice J.K. Klemke R.L. Le A. Jackson J.H. J. Biol. Chem. 1999; 274: 17164-17170 تم تحديد ملخص النص الكامل للنص الكامل PDF PubMed Scopus (230) Google Scholar). من المفترض على نطاق واسع أن ارتباط بروتينات RAS بالأغشية، خاصة مع النشرة الداخلية لغشاء البلازما، ضروري وكافٍ للوظيفة المناسبة لهذه البروتينات (13Hancock J.F. Paterson H. Marshall C.J. Cell. 1990 ؛ 63: 133-139 ملخص النص الكامل PDF PubMed Scopus (846) الباحث العلمي من Google). إن ارتباط هذه البروتينات بالأغشية هو نتيجة لتعديل الدهون بعد الترجمة. يحتوي تسلسل عديد الببتيد لجميع أشكال RAS على نموذج C - terminal CAAX (حيث يمثل C السيستين، و A أليفاتي، و X هو أي حمض أميني آخر)، والذي يتم تعديله أولاً في السيتوسول مع مرساة فارنيسيل إلى بقايا السيستين، ثم يتم تشقق تسلسل AAX بواسطة إندوببتيداز مرتبط بالسطح الخلوي للشبكة الإندوبلازمية، وأخيراً، يتم كربوكسي ميثيل السيستين فارنيزيل (6Hancock J.F. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2003 ؛ 4: 373-384 Crossref PubMed Scopus (692) الباحث العلمي من Google). اعتمادًا على أيزوفورم RAS، توجد إشارة ثانية لمثبت الغشاء على الفور إلى السيستين فارنيسيلاتيد. يتم معالجة H - Ras بالميتويلات المزدوجة في بقايا السيستين 181 و 184، في حين يتم معالجة N - Ras بالميتويلات في بقايا السيستين 184 (6Hancock J.F. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2003 ؛ 4: 373-384 Crossref PubMed Scopus (692) الباحث العلمي من Google). على العكس من ذلك، فإن K - Ras ليس أكثر تعديلًا للدهون ولكنه يحتوي على مجال متعدد القواعد (ستة بقايا ليسين متجاورة) مع قدرة ربط لمجموعات رأس الدهون الفوسفورية من طبقات ثنائية الدهون (14Ghomashchi F. Zhang X. Liu L. Gelb M.H. Biochemistry. 1995 ؛ 34: 11910-11918 Crossref PubMed Scopus (106) Google Scholar، 15Leventis R. Silvius JR Biochemistry. 1998 ؛ 37: 7640-7648 Crossref PubMed Scopus (80) الباحث العلمي من Google). يعد نموذج CAAX والإشارة الثانية (palmitoylation أو المجال متعدد القواعد) ضروريين للتعلق الفعال لبروتينات RAS بالأغشية، ولا سيما غشاء البلازما (13Hancock J.F. Paterson H. Marshall C.J. Cell. 1990 ؛ 63: 133-139 ملخص النص الكامل PDF PubMed Scopus (846) الباحث العلمي من Google). كما هو موضح أعلاه، نُسبت وظائف مختلفة إلى بروتينات RAS. لقد تم الاعتراف بأن أشكال RAS المتماثلة قادرة على تنشيط مؤثرات مختلفة، وبالتالي التأثير على مسارات الإشارات المختلفة (2Shields J.M. Pruitt K. McFall A. Shaub A. Der C.J. Trends Cell. Biol. 2000; 10: 147-154 Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (689) Google Scholar, 3Cox A.D. Der C.J. Oncogene. 2003 ؛ 22: 8999-9006 Crossref PubMed Scopus (363) Google Scholar، 16Reuther G.W. Der C.J. Curr. الرأي. خلية بيول. 2000 ؛ 12: 157-165 Crossref PubMed Scopus (347) الباحث العلمي من Google). نظرًا لأن مستقبلات الغشاء وبروتينات RAS موضعية بشكل أساسي في غشاء البلازما، فإن أحد التفسيرات المعقولة لهذه النتائج هو أنها موضعية في نطاقات صغيرة مختلفة من غشاء البلازما (17Parton RG Hancock J.F. Trends Cell. Biol. 2004; 14: 141-147 Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (161) Google Scholar)، والتي تتشكل عن طريق الفصل الجانبي للدهون بناءً على خصائصها الفيزيائية الحيوية غير المتشابهة (18Simons K. Toomre D. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2000 ؛ 1: 31-39 Crossref PubMed Scopus (5164) الباحث العلمي من Google، 19 Edidin M. Trends Cell. بيول. 2001 ؛ 11: 492-496 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (224) الباحث العلمي من Google). يمكن أيضًا تفسير الأنشطة التفاضلية لبروتينات RAS إذا كانت موضعية في مقصورات فرعية غشائية مختلفة (20Bivona T.G. Philips M.R. Curr. الرأي. خلية بيول. 2003 ؛ 15: 136-142 Crossref PubMed Scopus (122) الباحث العلمي من Google). وبهذا المعنى، فقد ثبت أن البرك داخل الخلايا من H - Ras المتمركزة في أغشية الشبكة الإندوبلازمية وجهاز Golgi تصبح نشطة عندما يتم تحفيز الخلايا بعامل نمو البشرة (21Chiu V.K. Bivona T. Hach A. Sajous J.B. Silletti J. Wiener H. Johnson II, R.L. Cox A.D. Philips M.R. Nat. الخلية. بيول. 2002 ؛ 4: 343-350 Crossref PubMed Scopus (517) الباحث العلمي من Google، 22Arozarena I. Matallanas D. Berciano M.T. Sanz - Moreno V. Calvo F. Munoz M.T. Egea G. Lafarga M. Crespo P. Mol. الخلية. بيول. 2004 ؛ 24: 1516-1530 Crossref PubMed Scopus (78) الباحث العلمي من Google). على الرغم من أنه أصبح من الواضح أن التوزيع تحت الخلوي لأشكال RAS الإيزوفية مهم للوظيفة المناسبة، إلا أن الآليات الأساسية للنقل داخل الخلايا وتوزيع هذه البروتينات غير مفهومة بشكل جيد. يمكن لـ K - Ras، بعد تصنيعه في المحلول الخلوي وتعديله بعد الترجمة في الشبكة الإندوبلازمية، أن يصل إلى غشاء البلازما بواسطة آلية الامتزاز والامتصاص. يتم تشغيل هذه الآلية من خلال الجهد الكهروستاتيكي السلبي لغشاء البلازما، والذي يتم إثراؤه بالدهون الأنيونية مثل phophatidylserine (النشرة الداخلية) والدهون السكرية المحتوية على حمض السياليك والبروتينات السكرية (النشرة الخارجية) (23Silvius J.R. J. Membr. بيول. 2002 ؛ 190: 83-92 Crossref PubMed Scopus (82) الباحث العلمي من Google). على العكس من ذلك، تشير البيانات الحالية إلى أن H - Ras، وربما N - Ras، يتم نقلها إلى مقصورات فرعية مختلفة عن طريق حركة المرور الحويصلية (24Choy E. Chiu V.K. Silletti J. Feoktistov M. Morimoto T. Michaelson D. Ivanov أي Philips M.R. Cell. 1999; 98: 69-80Abstract full text full text PDF PubMed Scopus (620) Google Scholar, 25Apolloni A. Prior I.A. Lindsay M. Parton R.G. Hancock J.F. Mol. الخلية. Biol. 2000 ؛ 20: 2475-2487 Crossref PubMed Scopus (345) Google Scholar، 26Roy S. Wyse B. Hancock J.F. Mol. الخلية. Biol. 2002 ؛ 22: 5128-5140 Crossref PubMed Scopus (114) الباحث العلمي من Google) أو عن طريق مسار غير حويصلي يتضمن دورة إزالة/إعادة تشكيل تأسيسية (27Goodwin JS Drake KR Rogers C. Wright L. Lippincott - Schwartz J. Philips M.R. Kenworthy A.K. J. Cell. Biol. 2005; 170: 261-272 Crossref PubMed Scopus (227) Google Scholar, 28Rocks O. Peyker A. Kahms M. Verveer P.J. Koerner C. Lumbierres M. Kuhlmann J. Waldmann H. Wittinghofer A. Bastiaens P.I. Science. 2005 ؛ 307: 1746-1752 Crossref PubMed Scopus (648) الباحث العلمي من Google). في العمل الحالي، قمنا بالتحقيق في ارتباط الغشاء، والتوزيع تحت الخلوي، والاتجار داخل الخلايا لبروتينات H - و K - Ras في خلايا مبيض الهامستر الصيني (CHO)- K1. باستخدام المجهر متحد البؤر والتحليل الكيميائي الحيوي، نوضح أن H - Ras، في حالة مستقرة، يتوضع في إندوسوم إعادة التدوير بالإضافة إلى النشرة السيتوبلازمية لغشاء البلازما. على النقيض من ذلك، تم تحديد موضع K - Ras بشكل أساسي في غشاء البلازما. ومن المثير للاهتمام، أننا وجدنا أن إشارات فرز H - و K - Ras موجودة في المجال الطرفي C لهذه البروتينات وأن النخيل في هذه المنطقة من H - Ras قد يعمل كإشارة فرز سائدة للتوطين تحت الخلوي المناسب لهذا البروتين. باستخدام تقنيات التبييض الضوئي الانتقائية والمجهر الفلوري الزمني، نوضح الارتباط الديناميكي لـ H - Ras مع الجسيم الداخلي لإعادة التدوير. وجدنا أيضًا أن أنشطة Rab5 و Rab11 مطلوبة لتسليم H - Ras إلى هذه العضية. باستخدام كيميرا يحتوي على مجال ربط RAS لـ c - Raf -1 المنصهر ببروتين فلوري، نوضح أنه يمكن تنشيط H - Ras (الحالة المرتبطة بـ GTP) في الإندوسوم الإيجابي لإعادة التدوير Rab11 بعد التحفيز المناسب. يدعم هذا الدليل أدوار مسارات الإشارات الجديدة التي ينظمها H - Ras في الأغشية من إعادة تدوير الإندوسوم. البلازميدات - كانت ناقلات التعبير pECFP - N1 و pEYFP - N1 و pECFP - C1 و pEYFP - C1 و pEGFP - F، وهو بروتين فلوري أخضر مشفر للبلازميد (GFP )- H - RasC20، من Clontech. تم إنشاء بلازميدات التعبير لـ CFP - K - RasC14 و N13GAP43 - YFP عن طريق تخليق أوليجو نوكليوتيدات تكميلية واستنساخها في مواقع BglII/EcoRI لمواقع pECFP - C1 أو HindIII/BamHI لـ pEYFP - N1. تم توفير البلازميدات التي تشفر YFP - H - Rasfull و YFP - K - Rasfull من قبل M. Philips (كلية الطب بجامعة نيويورك). تم توفير بنية الانصهار glycosylphosphatidylinositol (GPI) - YFP من قبل P. Keller (معهد Max - Plank، دريسدن، ألمانيا). تم توفير بروتينات الانصهار GFP - Rab11 من قبل M. Colombo (Universidad Nacional de Cuyo، Mendoza، Argentina). تم توفير بروتينات الانصهار GFP - Rab5 و GFP - Dyn2K44A من قبل J. Bonifacino (NICHD، المعاهد الوطنية للصحة، بيثيسدا، دكتوراه في الطب). تم إنشاء RBD51 -131HA - CFP عن طريق تضخيم PCR لتسلسل ترميز الأحماض الأمينية 51-131 من c - Raf -1 وإدخالها لاحقًا في مواقع NheI/SALI لـ pECFP - N1. تتوفر متواليات الأوليجو نوكليوتيدات المستخدمة في التركيبات المختلفة عند الطلب. خطوط الخلايا وزراعة الخلايا ونقل الحمض النووي - تم استخدام استنساخ خلايا CHO - K1 التالية: خلايا CHO - K1 من النوع البري (ATCC) والاستنساخ 5، وهو خط خلايا مستقر يعبر عن CFP - H - RasC20. تم الحفاظ على الخلايا عند 37 درجة مئوية في 5 ٪ من ثاني أكسيد الكربون في وسط النسر المعدل في دولبيكو مع استكمال 10 ٪ من مصل الأبقار الجنيني والمضادات الحيوية. تم نقل الخلايا مع 0.6-1.2 ميكروغرام/35 ملم طبق من البلازميدات التعبير باستخدام ليبوفيكتامين (إنفيتروجين) وفقا لتوصيات الشركات المصنعة. بعد 24 ساعة من نقل العدوى، تم تسمية الخلايا مع علامات الخلايا الباطنة أو غسلها بمحلول ملحي مخزن للفوسفات البارد (PBS)، وحصادها عن طريق الخردة، وغسلها كما هو موضح أدناه أو غسلها مع PBS وثابتة للفحص المجهري المناعي. تم غسل خلايا التجزئة تحت الخلوية باستخدام PBS البارد وحصدها عن طريق الكشط. تم طرد المستخلصات مركزيًا عند 10000 دورة في الدقيقة لمدة 5 دقائق وإعادة تعليقها في 400 ميكرولتر من PBS في وجود 5 ميكروغرام/مل من بروتينين، 0.5 ميكروغرام/مل من ليوبيبتين، 0.7 ميكروغرام/مل من بيبستاتين (خليط مثبط بروتياز PBS، PBS - PIC). تم تشتيت الكريات بواسطة دوامة، كل منها لمدة 10 دقائق، وبعد 30 دقيقة، تم تمريرها 20 مرة من خلال إبرة عيار 25. بعد 60 دقيقة من العلاج، تمت إزالة الكسور النووية والخلايا غير المكسورة عن طريق الطرد المركزي عند 2000 دورة في الدقيقة، وتم طرد المواد الفائقة الطفو لمدة ساعة واحدة عند 100000 × جم عند 4 درجات مئوية، باستخدام دوار TLA 100.3 (بيكمان). تمت إزالة المادة الطافية (جزء S)، وتم إعادة تعليق الكرية (جزء P) في 400 ميكرولتر من PBS - PIC للنشف الغربي اللاحق. تم ترسيب البروتينات من كسور S و P بالكلوروفورم/الميثانول (1:4، v/v). تم إعادة تعليق الكريات في منطقة ليملي العازلة (29Laemmli U.K. Nature. 1970 ؛ 227: 680-685 Crossref PubMed Scopus (207231) الباحث العلمي من Google) ويخضع لصفحة SDS -12 ٪ والنشاف الغربي. معالجة الهيدروكسيل أمين - تمت معالجة المتجانسات من خط خلية مستقر يعبر عن CFP - H - RasC20 باستخدام 1 متر هيدروكسيل أمين أو 1 متر تريس (عنصر تحكم) لمدة 3 ساعات في درجة حرارة الغرفة كما هو موضح سابقًا (30Skene J.H. Virag I. J. Cell. بيول. 1989 ؛ 108: 613-624 كروسريف بوبميد سكوبس (315) الباحث العلمي من جوجل). تم حل العينات بواسطة SDS - PAGE، وتم تحليل تعبير CFP - H - RasC20 بواسطة Western blot كما هو موضح أدناه. تم تحليل حالة الأسيتيل من خلال التغيرات في الحركة الكهربيّة للبروتينات المؤتلفة. تمت إذابة أجزاء اختبار التقسيم Triton X -114 - S و P لمدة ساعة واحدة عند 4 درجات مئوية في 1 ٪ Triton X -114. ثم تم حضانة العينات عند 37 درجة مئوية لمدة 3 دقائق ثم طردها مركزيًا عند 12000 دورة في الدقيقة. تم فصل الطور العلوي المائي والطور السفلي المخصب بالمنظفات واستخلاصهما مرة أخرى باستخدام المنظفات والمحاليل المائية، على التوالي. تم تعديل العينات الأربع الناتجة إلى أحجام متساوية، وتم ترسيب محتوى المنظفات والبروتينات بالكلوروفورم/الميثانول قبل تحليلات البقع الغربية. تم حل الرحلان الكهربائي وبروتينات النشف الغربية عن طريق الرحلان الكهربائي من خلال 12 ٪ من هلام SDS - PAGE في ظل ظروف مختزلة ثم تم نقلها كهربيًا إلى أغشية النيتروسليلوز لمدة 80 دقيقة عند 300 مللي أمبير. تم تصور أشرطة البروتين في أغشية النيتروسليلوز عن طريق تلوين Ponceau S. بالنسبة للتقطيع المناعي، تم حظر مواقع الربط غير المحددة على غشاء النيتروسليلوز بنسبة 5 ٪ من الحليب الجاف غير الدسم أو مع 2.5 ٪ من ألبومين مصل البقر (BSA)، 2.5 ٪ من بولي فينيل بيروليدون 40 في محلول ملحي مخزن في تريس (200 مم كلوريد الصوديوم، 50 مم تريس- HCl، الأس الهيدروجيني 7.5). تم استخدام الجسم المضاد متعدد النسائل المضاد لـ GFP (Roche Applied Science) بتخفيف 1:1000. تم الكشف عن العصابات بواسطة البروتين أ إلى جانب بيروكسيديز الفجل جنبًا إلى جنب مع مجموعة الكشف عن التلألؤ الكيميائي (ECL بالإضافة إلى نظام الكشف عن النشاف الغربي ؛ Amersham Biosciences) وأفلام Hyperfilm MP (Amersham Biosciences). تم قياس المساهمة النسبية للنطاقات الفردية باستخدام برنامج الكمبيوتر Scion Image على الأفلام الممسوحة ضوئيًا للصور منخفضة التعرض. الإلتقام من ترانسفيرين اليكسا المقترن - لتسمية حجرة إعادة تدوير الإلتقام، تم تحضين خلايا CHO - K1 المزروعة في الشرائح في وسط النسر المعدل في دولبيكو، 0.1 ٪ BSA لمدة ساعة واحدة في حاضنة ثاني أكسيد الكربون ثم تم تصنيفها في ظروف متطابقة مع اليكسا 594 - أو اليكسا 633 - ترانسفيرين بشري (14 ميكروغرام/مل). بعد وضع الملصقات، تم نقل الخلايا إلى 4 درجات مئوية، وغسلها مرات الشجرة باستخدام PBS بالإضافة إلى 0.1 ٪ BSA، وغسلها أخيرًا باستخدام PBS قبل تثبيت البارافورمالدهيد (30 دقيقة عند 4 درجات مئوية). المجهر المناعي - تم غسل الخلايا المزروعة في الشفاه المغطاة مرتين باستخدام PBS، وتم تثبيتها في 3 ٪ بارافورمالدهيد عند 4 درجات مئوية لمدة 30 دقيقة، وغسلها باستخدام PBS، ونفاذية مع 0.1 ٪ Triton X -100، 200 مم جلايسين في PBS (10 دقائق عند 4 درجات مئوية)، وحضنتها في PBS بالإضافة إلى 3 ٪ BSA لمدة ساعة واحدة عند 37 درجة مئوية لمنع مواقع الربط غير المحددة. ثم تم تحضين الشفاه المغطاة بين عشية وضحاها عند 4 درجات مئوية بأجسام مضادة أولية، وغسلها خمس مرات باستخدام PBS بالإضافة إلى 1 ٪ BSA، وتعريضها لأجسام مضادة ثانوية لمدة 90 دقيقة عند 37 درجة مئوية. كانت الأجسام المضادة الأولية هي الأرانب متعددة النسيلة المضادة للملحقات (Santa Cruz Biotechnology، Inc.، Santa Cruz، CA) المخففة بنسبة 1:200، ومستقبلات الأرانب متعددة النسيلة المضادة للفوسفات (M6PR) المخففة بنسبة 1:150، والأرانب متعددة النسيلة المضادة للمانوسيداز II (من K. Moremen، جامعة جورجيا، أثينا، جورجيا) المخففة بنسبة 1:300. كانت الأجسام المضادة الثانوية عبارة عن أجسام مضادة للماعز والفأر مترافقة مع أليكسا 546 (التكنولوجيا الحيوية في سانتا كروز)، مخففة بنسبة 1:1000، أو جسم مضاد للحمار مترافق مع الرودامين (جاكسون إنمونو ريسيرش)، مخففة بنسبة 1:700. بعد الغسيل النهائي باستخدام PBS بالإضافة إلى 1 ٪ BSA، تم تركيب الشرائح في FluorSave (Calbiochem). تم جمع صور المجهر البؤري والحصول على الصور ومعالجتها باستخدام مجهر كارل زايس LSM5 باسكال للمسح البؤري بالليزر. تم وصف أطوال موجات الإثارة ومجموعة المرشحات لـ GFP و YFP و CFP و rhodamine سابقًا (31Crespo pm Zurita A.R. Giraudo C.G. Maccioni H.J. Daniotti J.L. Biochem. J. 2004 ؛ 377: 561-568 Crossref PubMed Google Scholar). تم الحصول على صور من الخلايا التي تعبر عن بروتينات الفلورسنت الموسومة بـ GFP و YFP باستخدام مجموعة مرشح CFP لالتقاط مضان GFP وخط ليزر 514 نانومتر (الإثارة) ومرشح تمرير طويل 560 نانومتر (الانبعاث) لالتقاط مضان YFP. تم التقاط صور للخلايا الثابتة (بدون أغراض كمية) باستخدام أهداف الفتحة العددية 63 × 1.4 (Plan - Apochromat، ZEISS) أو الفتحة العددية 100 × 1.4 (Plan - Apochromat ؛ ZEISS) والثقب البؤري للمجهر للحصول على شريحة بصرية تبلغ 0.8 ميكرومتر. تم الحصول على صور للخلايا الحية في استعادة الفلورة بعد التبييض الضوئي (FRAP) وفقدان الفلورة في تجارب التبييض الضوئي (FLIP) مع هدف فتحة عددية 20 × 0.5 (Plan Neofluoar، ZEISS) والثقب متحد البؤرة للمجهر مفتوح بالكامل. تم إجراء التبييض الضوئي الانتقائي لـ YFP على مجهر ZEISS LSM510 للمسح الضوئي بالليزر (Instituto Milenio de Estudios Avanzados en Biología Molecular y Biotecnología، Facultad de Ciencias، Santiago، Chile) باستخدام 500 عملية مسح متتالية باستخدام خط ليزر 514 نانومتر (18 مللي واط). تم الاحتفاظ بالخلايا الحية عند 37 درجة مئوية في جو من ثاني أكسيد الكربون بنسبة 5 ٪ أثناء الحصول على الصورة. تمت معالجة جميع الصور لأغراض الإخراج باستخدام برنامج Adobe Photoshop®. تم إجراء القياس الكمي للتألق في مناطق مختارة من الاهتمام باستخدام برنامجMetaMorph ® 4.5. تم تصحيح جميع قياسات متوسط شدة التألق في الخلفية عن طريق طرح متوسط التألق لمنطقة خالية من الخلايا. عند الاقتضاء في تجارب FRAP، تم تصحيح الصور من أجل التبييض الضوئي الجزئي أثناء الحصول على الصورة. تم تطوير نموذج حركي لنقل YFP - H - Ras إلى إعادة تدوير الجسيم الداخلي للحصول على T1/2 لاسترداد الفلورة في هذه العضية. كتقريب أول، يتضمن هذا النموذج مقصورتين (إعادة تدوير الجسيم الداخلي وغشاء البلازما) حيث يقع RAS. تم تعيين معادلات تفاضلية من الدرجة الأولى لوصف التبادل بين هذه الحجرات. لم يتم تضمين تخليق البروتين وتدهوره في النموذج، لأن كل من المدة الزمنية القصيرة لعملية الاسترداد والمعالجة باستخدام سايكلوهيكسيميد لمدة 6 ساعات لم يغير نسبة متوسط التألق المرتبط بإعادة تدوير الجسيمات الداخلية ومتوسط التألق في بقية الخلية. تم استخدام الجزء الأسي من عملية الاسترداد لتناسب النموذج، وتم إجراء تحليل الانحدار غير الخطي باستخدام برنامج Microcal Origin®. تم تصنيف المعالجة الحيوية لبروتينات غشاء البلازما - بروتينات غشاء البلازما باستخدام كاشف EZ - link N - hydroxysulfosuccinimide - SS - Biotin (Pierce) وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة. باختصار، تم شطف الخلايا بلطف باستخدام وسط النسر المعدل من Dulbecco ثم احتضانها باستخدام 1.3 مجم/مل EZ - link في وسط المزرعة عند 4 درجات مئوية لمدة 30 دقيقة. أخيرًا، تم شطف الخلايا ثلاث مرات باستخدام 0.1 ٪ من BSA في PBS لإخماد مجموعات إستر N - hydroxysulfosuccinimide التفاعلية. تدرج كثافة السكروز - تم إجراء تجزئة الخلايا الفرعية باستخدام تدرج التعويم التدريجي باستخدام طريقة موصوفة مسبقًا مع بعض التعديلات (32Gorvel J.P. Chavrier P. Zerial M. Gruenberg J. Cell. 1991 ؛ 64: 915-925 ملخص النص الكامل PDF PubMed Scopus (860) Google Scholar، 33Trischler M. Stoorvogel W. Ullrich O. J. Cell. Sci. 1999; 112: 4773-4783 Crossref PubMed Google Scholar). تم شطف الخلايا المستزرعة في طبق بتري 60 مم، وكشطها بلطف في PBS - PIC، وطردها مركزيًا لمدة 5 دقائق عند 500 × جم عند 4 درجات مئوية. ثم تم إعادة تعليق الحبيبة في 1 مل من محلول التجانس (سكروز 250 مم، إيميدازول 3 مم، درجة الحموضة 7.4) يحتوي على مثبطات الأنزيم البروتيني ويتم طرده مركزيًا عند 1200 × جم لمدة 10 دقائق. ثم أعيد تعليق الرواسب في 200 ميكرولتر من المخزن المؤقت للتجانس الذي يحتوي على 0.5 مم EDTA ومرت 20 مرة من خلال إبرة قياس 25. في ظل هذه الظروف، تعطلت أكثر من 90 ٪ من الخلايا بينما بقيت النوى سليمة كما هو محدد من خلال وضع العلامات المزدوجة مع كل من أصباغ الحمض النووي المنفذة (Hoescht 33258 ؛ Molecular Probes، Inc.، Eugene، OR) وغير المنفذة (Sytox green ؛ Molecular Probes). تم الحصول على مادة طافية بعد النواة عن طريق الطرد المركزي المتسلسل عند كل من 1200 × جم (10 دقائق) و 1500 × جم (5 دقائق). ثم تم تعديل المادة الطافية بعد النواة إلى 50 ٪ (وزن/حجم) من السكروز. تم تحميل 100 ميكرولتر من هذا المعلق على 225 ميكرولتر من 62 ٪ من السكروز في إيميدازول 3 مم، 0.5 مم EDTA في أنبوب الطرد المركزي TLS -55 (بيكمان) ثم تراكب بالتتابع مع 375 و 800 و 500 و 200 ميكرولتر من 40.6/35/25 و 8.6 ٪ (وزن/حجم) السكروز، على التوالي. تم طرد الانحدار عند 135000 × جم لمدة 130 دقيقة عند 4 درجات مئوية. بعد الطرد المركزي، تم جمع 20 جزءًا من القاع باستخدام مجمع أجزاء. تم ترسيب البروتينات في كل جزء عن طريق إضافة حمض ثلاثي كلورو أسيتيك إلى تركيز نهائي قدره 10 ٪. تم جمع حبيبات البروتين عن طريق الطرد المركزي عند 15000 × جم عند 4 درجات مئوية خلال 30 دقيقة لتحليل SDS - PAGE لاحقًا. تستهدف التسلسلات الطرفية C لـ H - RAS و K - RAS بروتينًا قابلًا للذوبان في غشاء البلازما والمقصورات داخل الخلايا - للتحقيق في تضمين التعديلات الدهنية لبروتينات RAS في ارتباط الغشاء والتوزيع تحت الخلوي في خلايا CHO - K1، تم تصميم التركيبات للتعبير عن المجالات الطرفية C لـ H - و K - RAS البشرية المنصهرة في GFP ومتغيراتها الطيفية (CFP أو YFP). في البداية، تم دمج الأحماض الأمينية C - terminal 20 (KLNPPDESGPGCMSCKCVLS) من H - RAS في محطة الكربوكسيل في YFP (YFP - H - RasC20)، في حين تم دمج الأحماض الأمينية C - terminal 14 (KKKKKSKTKCVIM) من K - RAS في محطة الكربوكسيل في CFP (CFP - K - RasC14). لتقييم التعبير عن بروتينات الاندماج هذه، تم نقل خلايا CHO - K1 بشكل عابر مع بنيات الحمض النووي المقابلة. تم تأكيد تعبير البروتينات الخيمرية عن طريق النشف الغربي بجسم مضاد موجه إلى البروتين الفلوري. اكتشف الجسم المضاد YFP - H - RasC20 كنطاق من 28 كيلو دالتون و CFP - K - RasC14 كنطاق من 27.5 كيلو دالتون. تم الكشف عن YFP القابل للذوبان كنطاق للكتلة الجزيئية المتوقعة (27 كيلو دالتون) (الشكل 1 أ). لتقييم ما إذا كانت بروتينات الاندماج مرتبطة بأغشية خلايا CHO - K1، تم تحليل الخلايا التي تعبر عن YFP أو YFP - H - RasC20 أو CFP - K - RasC14 ميكانيكيًا، وتم طرد المتجانسات المقابلة عند 100000 × جم (الشكل. 1 ب). كما هو متوقع، تم استرداد أكثر من 95 ٪ من YFP في الجزء القابل للذوبان. على العكس من ذلك، تم العثور على YFP - H - RasC20 و CFP - K - RasC14 مرتبطين بشكل أساسي بجزء الجسيمات (95 و 70 ٪ على التوالي)، مما يشير بقوة إلى ارتباط الغشاء. كعنصر تحكم، قمنا بتحليل الارتباط الغشائي لبروتين GPI - YFP، وهو بروتين اندماجي يحتوي على التسلسل الكلي لـ YFP المنصهر بإشارة ارتباط GPI (34Crespo pm Zurita A.R. Daniotti J.L. J. Biol. كيم. 2002 ؛ 277: 44731-44739 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (36) الباحث العلمي من Google). كما هو متوقع، تم العثور على أكثر من 91 ٪ من GPI - YFP مرتبطة بشكل أساسي بجزء الغشاء. للتخلص من ارتباط YFP - H - RasC20 و CFP - K - RasC14 بمكونات غير قابلة للذوبان مثل الهيكل الخلوي أو البقايا النووية أو المصفوفة خارج الخلية، أجرينا اختبار تقسيم Triton X -114، والذي تم استخدامه لمراقبة مدى تعديلات الدهون بعد الترجمة للبروتينات المعالجة مسبقًا (35Bordier CJ Biol. Chem. 1981; 256: 1604-1607 Abstract Full Text PDF PubMed Google Scholar, 36Gutierrez L. Magee A.I. Marshall C.J. Hancock J.F. EMBO J. 1989; 8: 1093-1098 Crossref PubMed Scopus (330) Google Scholar) (الشكل 1C). وجد أن YFP تنقسم تمامًا إلى الطور المائي، وفقًا لطبيعتها المائية. في المقابل، تم تقسيم 81 و 56 ٪ من YFP - H - RasC20 و CFP - K - RasC14، على التوالي، إلى مرحلة المنظفات من Triton X -114، مما يشير إلى أن جزءًا من البروتينات المعبر عنها غير آلفة للماء، وبالتالي تم تعديل YFP - H - RasC20 و CFP - K - RasC14 بعد الترجمة عن طريق الدهون. كما هو متوقع، وجد أن عنصر التحكم GPI - YFP ينقسم بالكامل تقريبًا إلى مرحلة المنظفات. تم تأكيد الارتباط بالميتوي لـ YFP - H - RasC20 من خلال انقسام الأحماض الدهنية المرتبطة بالثيويستر عن طريق المعالجة بالهيدروكسيلامين (الشكل التكميلي. 1). نستنتج أن YFP - H - RasC20 و CFP - K - RasC14 يتم التعبير عنهما بشكل صحيح وأسيليتهما في خلايا CHO - K1 وترتبط بشكل أساسي بجزء الغشاء من هذه الخلايا. لمزيد من توصيف ارتباط الغشاء ومقارنة التوزيع تحت الخلوي لـ YFP - H - RasC20 و CFP - K - RasC14، تم إصلاح خلايا CHO - K1 التي تعبر بشكل عابر عن بروتينات الاندماج وتصورها بواسطة المجهر متحد البؤر. كعناصر تحكم، قمنا أيضًا بتضمين تحليل التوزيعات الخلوية الفرعية YFP و GPI - YFP. كما هو موضح في الشكل 1D، ارتبط كل من بروتينات YFP - H - RasC20 و CFP - K - RasC14 بغشاء البلازما، وهو ما يتفق مع التوزيع تحت الخلوي الملاحظ للنسخة الكاملة غير الموسومة من هذه البروتينات (24Choy E. Chiu V.K. Silletti J. Feoktistov M. Morimoto T. Michaelson D. Ivanov أي Philips M.R. CellTranslated Description (French)
H-, N- et K-Ras sont des isoformes des protéines Ras, qui subissent différentes modifications lipidiques à l'extrémité C terminale. Ces événements post-traductionnels permettent l'association des protéines ras à la fois avec la membrane plasmique interne et à la surface cytosolique du réticulum endoplasmique et du complexe de Golgi, ce qui est également nécessaire au bon fonctionnement de ces protéines. Pour mieux caractériser la distribution intracellulaire et le tri des protéines Ras, des constructions ont été conçues pour exprimer le domaine C-terminal des H- et K-Ras fusionnés à des variants de la protéine fluorescente verte. En utilisant la microscopie confocale, nous avons trouvé dans les cellules CHO-K1 que H-Ras, qui est palmitoylé et farnésylé, localisé à l'endosome de recyclage en plus du feuillet interne de la membrane plasmique. En revanche, le K-Ras, qui est farnésylé et non palmitoylé, est principalement localisé au niveau de la membrane plasmique. De plus, nous démontrons que les signaux de tri de H- et K-Ras sont contenus dans le domaine C-terminal de ces protéines et que la palmitoylation sur cette région de H-Ras pourrait fonctionner comme un signal de tri dominant pour une localisation subcellulaire appropriée de cette protéine dans les cellules CHO-K1. À l'aide de techniques de photoblanchiment sélectives, nous démontrons la nature dynamique du trafic de H-Ras vers l'endosome de recyclage de la membrane plasmique. Nous fournissons également des preuves que les activités Rab5 et Rab11 sont nécessaires pour une livraison correcte du H-Ras dans le compartiment de recyclage endocytaire. En utilisant une chimère contenant le domaine de liaison Ras de c-Raf-1 fusionné à une protéine fluorescente, nous avons constaté qu'un pool de H-Ras liés au GTP était localisé sur les membranes de l'endosome de recyclage Rab11-positif après stimulation sérique. Ces résultats suggèrent que le H-Ras présent dans les membranes de l'endosome de recyclage pourrait activer des cascades de signaux essentielles à la dynamique et à la fonction de l'organite. H-, N- et K-Ras sont des isoformes des protéines Ras, qui subissent différentes modifications lipidiques à l'extrémité C terminale. Ces événements post-traductionnels permettent l'association des protéines ras à la fois avec la membrane plasmique interne et à la surface cytosolique du réticulum endoplasmique et du complexe de Golgi, ce qui est également nécessaire au bon fonctionnement de ces protéines. Pour mieux caractériser la distribution intracellulaire et le tri des protéines Ras, des constructions ont été conçues pour exprimer le domaine C-terminal des H- et K-Ras fusionnés à des variants de la protéine fluorescente verte. En utilisant la microscopie confocale, nous avons trouvé dans les cellules CHO-K1 que H-Ras, qui est palmitoylé et farnésylé, localisé à l'endosome de recyclage en plus du feuillet interne de la membrane plasmique. En revanche, le K-Ras, qui est farnésylé et non palmitoylé, est principalement localisé au niveau de la membrane plasmique. De plus, nous démontrons que les signaux de tri de H- et K-Ras sont contenus dans le domaine C-terminal de ces protéines et que la palmitoylation sur cette région de H-Ras pourrait fonctionner comme un signal de tri dominant pour une localisation subcellulaire appropriée de cette protéine dans les cellules CHO-K1. À l'aide de techniques de photoblanchiment sélectives, nous démontrons la nature dynamique du trafic de H-Ras vers l'endosome de recyclage de la membrane plasmique. Nous fournissons également des preuves que les activités Rab5 et Rab11 sont nécessaires pour une livraison correcte du H-Ras dans le compartiment de recyclage endocytaire. En utilisant une chimère contenant le domaine de liaison Ras de c-Raf-1 fusionné à une protéine fluorescente, nous avons constaté qu'un pool de H-Ras liés au GTP était localisé sur les membranes de l'endosome de recyclage Rab11-positif après stimulation sérique. Ces résultats suggèrent que le H-Ras présent dans les membranes de l'endosome de recyclage pourrait activer des cascades de signaux essentielles à la dynamique et à la fonction de l'organite. Les protéines ras sont des transducteurs de signal qui régulent la croissance cellulaire, la différenciation et l'apoptose en réponse à différents stimulus (1Campbell S.L. Khosravi-Far R. Rossman K.L. Clark G.J. Der C.J. Oncogene. 1998 ; 17: 1395-1413Crossref PubMed Scopus (920) Google Scholar, 2Shields J.M. Pruitt K. McFall A. Shaub A. Der C.J. Trends Cell. Biol. 2000 ; 10: 147-154Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (689) Google Scholar, 3Cox A.D. Der C.J. Oncogene. 2003 ; 22: 8999-9006Crossref PubMed Scopus (363) Google Scholar). Les protéines ras agissent comme des commutateurs moléculaires binaires, circulant entre les formes inactives liées au GDP et les formes actives liées au GTP qui sont régulées par l'action concertée de différentes protéines telles que les facteurs d'échange de nucléotides guanine, qui stimulent la libération du GDP à partir des ras chargés de GDP permettant la liaison des protéines activatrices de la GTP et de la GTPase (GAP) les plus abondantes, 3Les abréviations utilisées sont : GAP, protéine activatrice de la GTPase ; Arf, facteur de ribosylation ADP ; CFP, protéine fluorescente cyan ; CHO, ovaire de hamster chinois ; DRM, membrane(s) résistante (s) aux détergents ; FRAP, récupération de la fluorescence après photoblanchiment ; FLIP, perte de fluorescence dans le photoblanchiment ; GalNAc-T, UDP-GalNAc :LacCer/GM3/GD3 N-acétylgalactosaminyltransférase ; GFP, protéine fluorescente verte ; GPI, glycosylphosphatidylinositol ; M6PR, récepteur du mannose 6-phosphate ; RBD, domaine de liaison Ras ; YFP, protéine fluorescente jaune ; PBS, phosphate-bufferedine ; PIM, mélange d'inhibiteurs de la protéase ; BSA bovine, sérum albumine ; Haglutinine ; GM3, NeuG2,3αG1,4glacétamide ; G3α, NecDα2,8NG2,3N1α, neuccalamidamide. Acides nucléiques Rés. Mol. Biol. 2002 ; 71: 391-444Crossref PubMed Google Scholar, 5Zheng Y. Quilliam L.A. EMBO Rep. 2003 ; 4: 463-468Crossref PubMed Scopus (16) Google Scholar). Il existe trois isoformes omniprésentes des protéines ras, à savoir H-Ras, N-Ras et K-Ras4B, appelées K-Ras pour le reste de ce travail. Ces protéines sont homologues à plus de 90%, et leurs fonctions ne sont pas redondantes (6Hancock J.F. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2003 ; 4: 373-384Crossref PubMed Scopus (692) Google Scholar). Les souris knock-out du gène K-ras ne sont pas viables, alors que les délétions des gènes N-ras et H-ras n'ont pas d'effets secondaires observables (7Umanoff H. Edelmann W. Pellicer A. Kucherlapati R. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1995 ; 92: 1709-1713Crossref PubMed Scopus (206) Google Scholar, 8Johnson L. Greenbaum D. Cichowski K. Mercer K. Murphy E. Schmitt E. Bronson R.T. Umanoff H. Edelmann W. Kucherlapati R. Jacks T. Genes Dev. 1997 ; 11: 2468-2481Crossref PubMed Scopus (442) Google Scholar, 9Koera K. Nakamura K. Nakao K. Miyoshi J. Toyoshima K. Hatta T. Otani H. Aiba A. Katsuki M. Oncogene. 1997 ; 15: 1151-1159Crossref PubMed Scopus (288) Google Scholar, 10Esteban L.M. Vicario-Abejon C. Fernandez-Salguero P. Fernandez-Medarde A. Swaminathan N. Yienger K. Lopez E. Malumbres M. McKay R. Ward J.M. Pellicer A. Santos E. Mol. Cell. Biol. 2001 ; 21: 1444-1452Crossref PubMed Scopus (250) Google Scholar). En outre, des signaux de sortie distincts provenant de différentes isoformes ras (11Yan J. Roy S. Apolloni A. Lane A. Hancock J.F. J. Biol. Chem. 1998 ; 273: 24052-24056Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (387) Google Scholar) et différentes puissances de leurs allèles activés correspondants pour la transformation oncogène (12Voice J.K. Klemke R.L. Le A. Jackson J.H. J. Biol. Chem. 1999 ; 274: 17164-17170Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (230) Google Scholar) ont été identifiés. Il est largement admis que l'association des protéines ras avec les membranes, en particulier avec le feuillet interne de la membrane plasmique, est nécessaire et suffisante pour le bon fonctionnement de ces protéines (13Hancock J.F. Paterson H. Marshall C.J. Cell. 1990 ; 63: 133-139Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (846) Google Scholar). L'association de ces protéines avec les membranes est une conséquence de leur modification lipidique post-traductionnelle. La séquence polypeptidique de toutes les isoformes Ras contient un motif CAAX C-terminal (où C représente la cystéine, A est aliphatique et X est tout autre acide aminé), qui est d'abord modifié dans le cytosol avec une ancre farnésyle au résidu cystéine, puis la séquence AAX est clivée par une endopeptidase associée à la surface cytosolique du réticulum endoplasmique et, enfin, la cystéine farnésylée est carboxyméthylée (6Hancock J.F. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2003 ; 4: 373-384Crossref PubMed Scopus (692) Google Scholar). En fonction de l'isoforme ras, un deuxième signal d'ancrage membranaire est présent immédiatement à la cystéine farnésylée. H-Ras est doublement palmitoylé aux résidus cystéine 181 et 184, tandis que N-Ras est palmitoylé au résidu cystéine 184 (6Hancock J.F. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2003 ; 4: 373-384Crossref PubMed Scopus (692) Google Scholar). Inversement, le K-Ras n'est pas modifié davantage par les lipides mais contient un domaine polybasique (six résidus lysine contigus) avec une capacité de liaison aux groupes de tête phospholipidiques des bicouches lipidiques (14Ghomashchi F. Zhang X. Liu L. Gelb M.H. Biochemistry. 1995 ; 34: 11910-11918Crossref PubMed Scopus (106) Google Scholar, 15Leventis R. Silvius J.R. Biochemistry. 1998 ; 37: 7640-7648Crossref PubMed Scopus (80) Google Scholar). Le motif CAAX et le second signal (palmitoylation ou domaine polybasique) sont essentiels pour une fixation efficace des protéines ras sur les membranes, en particulier la membrane plasmique (13Hancock J.F. Paterson H. Marshall C.J. Cell. 1990 ; 63: 133-139Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (846) Google Scholar). Comme décrit ci-dessus, différentes fonctions ont été attribuées aux protéines ras. Il a été reconnu que les isoformes ras sont capables d'activer différents effecteurs, affectant ainsi différentes voies de signalisation (2Shields J.M. Pruitt K. McFall A. Shaub A. Der C.J. Trends Cell. Biol. 2000 ; 10: 147-154Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (689) Google Scholar, 3Cox A.D. Der C.J. Oncogene. 2003 ; 22: 8999-9006Crossref PubMed Scopus (363) Google Scholar, 16Reuther G.W. Der C.J. Curr. Opin. Cell Biol. 2000 ; 12: 157-165Crossref PubMed Scopus (347) Google Scholar). Parce que les récepteurs transmembranaires et les protéines ras sont principalement localisés dans la membrane plasmique, une explication plausible de ces résultats est qu'ils sont localisés dans différents microdomaines de la membrane plasmique (17Parton R.G. Hancock J.F. Trends Cell. Biol. 2004 ; 14: 141-147Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (161) Google Scholar), qui sont formés par la ségrégation latérale des lipides en fonction de leurs propriétés biophysiques dissemblables (18Simons K. Toomre D. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2000 ; 1: 31-39Crossref PubMed Scopus (5164) Google Scholar, 19Edidin M. Trends Cell. Biol. 2001 ; 11: 492-496Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (224) Google Scholar). Les activités différentielles des protéines ras peuvent également être expliquées si elles sont localisées dans différents sous-compartiments membranaires (20Bivona T.G. Philips M.R. Curr. Opin. Cell Biol. 2003 ; 15: 136-142Crossref PubMed Scopus (122) Google Scholar). En ce sens, il a été démontré que les pools intracellulaires de H-Ras localisés dans les membranes du réticulum endoplasmique et de l'appareil de Golgi deviennent actifs lorsque les cellules sont stimulées par le facteur de croissance épidermique (21Chiu V.K. Bivona T. Hach A. Sajous J.B. Silletti J. Wiener H. Johnson II, R.L. Cox A.D. Philips M.R. Nat. Cell. Biol. 2002 ; 4: 343-350Crossref PubMed Scopus (517) Google Scholar, 22Arozarena I. Matallanas D. Berciano M.T. Sanz-Moreno V. Calvo F. Munoz M.T. Egea G. Lafarga M. Crespo P. Mol. Cell. Biol. 2004 ; 24: 1516-1530Crossref PubMed Scopus (78) Google Scholar). Bien qu'il devienne évident que la distribution subcellulaire des isoformes Ras est importante pour le bon fonctionnement, les mécanismes sous-jacents du transport et de la distribution intracellulaires de ces protéines sont mal compris. Le K-Ras, après sa synthèse dans le cytosol et sa modification post-traductionnelle dans le réticulum endoplasmique, peut atteindre la membrane plasmique par un mécanisme de désorption-absorption. Ce mécanisme est entraîné par le potentiel électrostatique négatif de la membrane plasmique, qui est enrichie en lipides anioniques tels que la phophatidylsérine (feuillet interne) et les glycolipides et glycoprotéines contenant de l'acide sialique (feuillet externe) (23Silvius J.R. J. Membr. Biol. 2002 ; 190: 83-92Crossref PubMed Scopus (82) Google Scholar). Inversement, les données actuelles suggèrent que H-Ras, et probablement N-Ras, sont transportés vers différents sous-compartiments par le trafic vésiculaire (24Choy E. Chiu V.K. Silletti J. Feoktistov M. Morimoto T. Michaelson D. Ivanov C.-À-D. Philips M.R. Cell. 1999 ; 98: 69-80Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (620) Google Scholar, 25Apolloni A. Prior I.A. Lindsay M. Parton R.G. Hancock J.F. Mol. Cell. Biol. 2000 ; 20: 2475-2487Crossref PubMed Scopus (345) Google Scholar, 26Roy S. Wyse B. Hancock J.F. Mol. Cell. Biol. 2002 ; 22: 5128-5140Crossref PubMed Scopus (114) Google Scholar) ou par une voie non vésiculaire impliquant un cycle constitutif de désacylation/réacylation (27Goodwin J.S. Drake K.R. Rogers C. Wright L. Lippincott-Schwartz J. Philips M.R. Kenworthy A.K. J. Cell. Biol. 2005 ; 170: 261-272Crossref PubMed Scopus (227) Google Scholar, 28Rocks O. Peyker A. Kahms M. Verveer P.J. Koerner C. Lumbierres M. Kuhlmann J. Waldmann H. Wittinghofer A. Bastiaens P.I. Science. 2005 ; 307: 1746-1752Crossref PubMed Scopus (648) Google Scholar). Dans le présent travail, nous avons étudié l'association membranaire, la distribution subcellulaire et le trafic intracellulaire des protéines H- et K-Ras dans les cellules d'ovaire de hamster chinois (Cho)-K1. En utilisant la microscopie confocale et l'analyse biochimique, nous démontrons que le H-Ras, à l'état d'équilibre, est localisé au niveau de l'endosome de recyclage en plus du feuillet cytoplasmique de la membrane plasmique. En revanche, le K-Ras est principalement localisé au niveau de la membrane plasmique. Fait intéressant, nous avons constaté que les signaux de tri de H- et K-Ras sont contenus dans le domaine C-terminal de ces protéines et que la palmitoylation sur cette région de H-Ras pourrait fonctionner comme un signal de tri dominant pour une localisation subcellulaire appropriée de cette protéine. À l'aide de techniques de photoblanchiment sélectif et de microscopie à fluorescence en laps de temps, nous démontrons l'association dynamique du H-Ras à l'endosome de recyclage. Nous avons également constaté que les activités Rab5 et Rab11 sont nécessaires pour la livraison de H-Ras à cet organite. En utilisant une chimère contenant le domaine de liaison Ras de c-Raf-1 fusionné à une protéine fluorescente, nous démontrons que H-Ras peut être activé (état lié au GTP) au niveau de l'endosome de recyclage Rab11-positif après une stimulation appropriée. Ces preuves confirment les rôles des nouvelles voies de signalisation régulées par H-Ras dans les membranes issues du recyclage de l'endosome. Plasmides - Les vecteurs d'expression pECFP-N1, pEYFP-N1, pECFP-C1, pEYFP-C1 et pEGFP-F, un plasmide codant pour la protéine fluorescente verte (GFP) -H-RasC20, provenaient de Clontech. Des plasmides d'expression pour CFP-K-RasC14 et N13GAP43-YFP ont été générés par synthèse d'oligonucléotides complémentaires et clonés dans des sites BglII/EcoRI de pECFP-C1 ou des sites HindIII/BamHI de pEYFP-N1. Les plasmides codant pour YFP-H-Rasfull et YFP-K-Rasfull ont été gentiment fournis par M. Philips (New York University School of Medicine). La construction de fusion glycosylphosphatidylinositol (GPI)-YFP a été gentiment fournie par P. Keller (Max-Plank Institute, Dresde, Allemagne). Les protéines de fusion GFP-Rab11 ont été fournies par M. Colombo (Universidad Nacional de Cuyo, Mendoza, Argentine). Les protéines de fusion GFP-Rab5 et GFP-Dyn2K44A ont été gentiment fournies par J. Bonifacino (NICHD, National Institutes of Health, Bethesda, MD). La RBD51-131HA-CFP a été générée par amplification par PCR de la séquence codant pour les acides aminés 51-131 de c-Raf-1 et insertion ultérieure dans les sites NheI/SalI de pECFP-N1. Les séquences des oligonucléotides utilisés pour les différentes constructions sont disponibles sur demande. Lignées cellulaires, culture cellulaire et transfections d'ADN - Les clones cellulaires CHO-K1 suivants ont été utilisés : cellules CHO-K1 de type sauvage (ATCC) et clone 5, une lignée cellulaire stable qui exprime CFP-H-RasC20. Les cellules ont été maintenues à 37 °C dans 5% de CO2 dans le milieu Eagle's modifié de Dulbecco supplémenté avec 10% de sérum bovin fœtal et des antibiotiques. Les cellules ont été transfectées avec une boîte de 0,6-1,2 μg/35 mm de plasmides d'expression à l'aide de lipofectamine (Invitrogen) selon les recommandations des fabricants. 24 h après la transfection, les cellules ont été marquées avec des marqueurs endocytaires ou lavées avec une solution saline tamponnée au phosphate (PBS) froide, récoltées par rebut et lysées comme indiqué ci-dessous ou lavées avec du PBS et fixées pour la microscopie à immunofluorescence. Fractionnement subcellulaire - Les cellules ont été lavées avec du PBS froid et récoltées par grattage. Les extraits ont été centrifugés à 10 000 tr/min pendant 5 min et remis en suspension dans 400 μl de PBS en présence de 5 μg/ml d'aprotinine, 0,5 μg/ml de leupeptine, 0,7 μg/ml de pepstatine (mélange inhibiteur de PBS-protéase, PBS-PIC). Les granulés ont été dispersés par vortex, chacun pendant 10 min, et après 30 min, ils ont été passés 20 fois à travers une aiguille de calibre 25. Après 60 min de traitement, les fractions nucléaires et les cellules intactes ont été éliminées par centrifugation à 2 000 tr/min, et les surnageants ont été ultracentrifugés pendant 1 h à 100 000 × g à 4 °C, à l'aide d'un rotor TLA 100,3 (Beckman). Le surnageant (fraction S) a été retiré, et le culot (fraction P) a été remis en suspension dans 400 μl de PBS-PIC pour un Western blot ultérieur. Les protéines des fractions S et P ont été précipitées avec du chloroforme/méthanol (1:4, v/v). Les culots ont été remis en suspension dans du tampon Laemmli (29Laemmli U.K. Nature. 1970 ; 227: 680-685Crossref PubMed Scopus (207231) Google Scholar) et soumis à SDS-12% PAGE et Western blotting. Traitement à l'hydroxylamine - Les homogénats d'une lignée cellulaire stable exprimant CFP-H-RasC20 ont été traités avec 1 m d'hydroxylamine ou 1 m de Tris (témoin) pendant 3 h à température ambiante comme décrit précédemment (30Skene J.H. Virag I. J. Cell. Biol. 1989 ; 108: 613-624Crossref PubMed Scopus (315) Google Scholar). Les échantillons ont été résolus par SDS-PAGE, et l'expression de CFP-H-RasC20 a été analysée par Western blot comme indiqué ci-dessous. L'état d'acylation a été analysé par des modifications de la mobilité électrophorétique des protéines recombinantes. Les fractions S et P du test de partage du Triton X-114 ont été solubilisées pendant 1 h à 4 °C dans 1% de Triton X-114. Ensuite, les échantillons ont été incubés à 37 °C pendant 3 min, puis centrifugés à 12 000 tr/min. La phase supérieure aqueuse et la phase inférieure enrichie en détergent ont été séparées et extraites à nouveau avec des solutions détergentes et aqueuses, respectivement. Les quatre échantillons résultants ont été ajustés à des volumes égaux, et la teneur en détergent et les protéines ont été précipitées avec du chloroforme/méthanol avant les analyses Western blot. L'électrophorèse et les Western Blotting—Proteins ont été résolues par électrophorèse à travers des gels SDS-PAGE à 12 % dans des conditions réductrices, puis transférées par électrophorèse sur des membranes de nitrocellulose pendant 80 min à 300 mA. Les bandes protéiques dans les membranes de nitrocellulose ont été visualisées par coloration Ponceau S. Pour l'immunoblotting, les sites de liaison non spécifiques sur la membrane de nitrocellulose ont été bloqués avec 5% de lait sec non gras ou avec 2,5% d'albumine sérique bovine (BSA), 2,5% de polyvinylpyrrolidone 40 dans une solution saline tamponnée au Tris (200 mm NaCl, 50 mm Tris-HCl, pH 7,5). L'anticorps polyclonal anti-GFP (Roche Applied Science) a été utilisé à une dilution de 1:1000. Des bandes ont été détectées par la protéine A couplée à la peroxydase de raifort combinée au kit de détection par chimiluminescence (ECL plus Western blotting detection system ; Amersham Biosciences) et aux films Hyperfilm MP (Amersham Biosciences). La contribution relative des bandes individuelles a été mesurée à l'aide du logiciel informatique Scion Image sur des films scannés d'images à faible exposition. Endocytose de la transferrine conjuguée à l'alexa - Pour marquer le compartiment de recyclage endocytaire, les cellules CHO-K1 cultivées en lamelles ont été incubées dans le milieu modifié Eagle's de Dulbecco, 0,1% BSA pendant 1 h dans un incubateur CO2, puis étiquetées dans des conditions identiques avec de la transferrine humaine Alexa594 ou Alexa633 (14 μg/ml). Après le marquage, les cellules ont été déplacées à 4 °C, lavées plusieurs fois avec du PBS plus 0,1 % de BSA, et finalement lavées avec du PBS avant la fixation du paraformaldéhyde (30 min à 4 °C). Microscopie par immunofluorescence - Les cellules cultivées en lamelles ont été lavées deux fois avec du PBS, fixées dans du paraformaldéhyde à 3 % à 4 °C pendant 30 min, lavées avec du PBS, perméabilisées avec 0,1 % de Triton X-100, 200 mm de glycine dans du PBS (10 min à 4 °C) et incubées dans du PBS plus 3 % de BSA pendant 1 h à 37 °C pour bloquer les sites de liaison non spécifiques. Les lamelles ont ensuite été incubées pendant une nuit à 4 °C avec des anticorps primaires, lavées cinq fois avec du PBS plus 1% de BSA et exposées à des anticorps secondaires pendant 90 min à 37 °C. Les anticorps primaires étaient l'anti-calnexine polyclonale de lapin (Santa Cruz Biotechnology, Inc., Santa Cruz, CA) diluée au 1:200, le récepteur polyclonal de lapin anti-mannose-6-phosphate (M6PR) dilué au 1:150 et l'anti-mannosidase polyclonale de lapin II (de K. Moremen, Université de Géorgie, Athènes, GA) diluée au 1:300. Les anticorps secondaires étaient des anticorps anti-souris de chèvre conjugués à Alexa546 (Santa Cruz Biotechnology), dilués au 1:1000, ou des anticorps anti-lapin d'âne conjugués à la rhodamine (Jackson InmunoResearch), dilués au 1:700. Après les lavages finaux avec PBS plus 1% BSA, les lamelles ont été montées dans FluorSave (Calbiochem). Microscopie confocale et acquisition et traitement d'images - Les images confocales ont été collectées à l'aide d'un microscope confocal à balayage laser Carl Zeiss LSM5 Pascal. Les longueurs d'onde d'excitation et le jeu de filtres pour GFP, YFP, CFP et rhodamine ont été décrits précédemment (31Crespo P.M. Zurita A.R. Giraudo C.G. Maccioni H.J. Daniotti J.L. Biochem. J. 2004 ; 377: 561-568Crossref PubMed Google Scholar). Des images de cellules co-exprimant des protéines fluorescentes marquées GFP et YFP ont été acquises à l'aide d'un ensemble de filtres CFP pour capturer la fluorescence GFP et une ligne laser de 514 nm (excitation) et un filtre passe long de 560 nm (émission) pour capturer la fluorescence YFP. Des images de cellules fixes (pas à des fins quantitatives) ont été prises à l'aide d'objectifs d'ouverture numérique 63 × 1,4 (Plan-Apochromat, Zeiss) ou 100 × 1,4 (Plan-Apochromat ; Zeiss) et du trou d'épingle confocal du microscope pour obtenir une tranche optique de 0,8 μm. Des images de cellules vivantes en récupération de fluorescence après photoblanchiment (FRAP) et perte de fluorescence dans des expériences de photoblanchiment (FLIP) ont été acquises avec un objectif d'ouverture numérique 20 × 0,5 (Plan Neofluoar, Zeiss) et le trou d'épingle confocal du microscope entièrement ouvert. Le photoblanchiment sélectif de YFP a été effectué sur une microscopie confocale à balayage laser Zeiss LSM510 (Instituto Milenio de Estudios Avanzados en Biología Molecular y Biotecnología, Facultad de Ciencias, Santiago, Chili) en utilisant 500 scans consécutifs avec une ligne laser de 514 nm (18 milliwatts). Les cellules vivantes ont été maintenues à 37 °C dans une atmosphère de 5% de CO2 pendant l'acquisition de l'image. Toutes les images ont été traitées à des fins de sortie à l'aide du logiciel Adobe Photoshop®. La quantification de la fluorescence dans des régions d'intérêt sélectionnées a été réalisée à l'aide du logiciel MetaMorph® 4.5. Toutes les mesures de l'intensité de fluorescence moyenne ont été corrigées du fond en soustrayant la fluorescence moyenne d'une zone vide de cellules. Lorsque cela est nécessaire dans les expériences FRAP, les images ont été corrigées pour un photoblanchiment partiel lors de l'acquisition de l'image. Un modèle cinétique de transport de YFP-H-Ras vers l'endosome de recyclage a été développé pour obtenir le t1/2 de récupération de fluorescence dans cet organite. En première approximation, ce modèle comprend deux compartiments (endosome de recyclage et membrane plasmique) où se trouve le ras. Des équations différentielles de premier ordre ont été établies pour décrire l'échange entre ces compartiments. La synthèse et la dégradation des protéines n'ont pas été incluses dans le modèle, car la courte durée du processus de récupération et le traitement par cycloheximide pendant 6 h n'ont pas modifié le rapport entre la fluorescence moyenne associée au recyclage des endosomes et la fluorescence moyenne dans le reste de la cellule. La partie exponentielle du processus de récupération a été utilisée pour adapter le modèle, et l'analyse de régression non linéaire a été effectuée à l'aide du logiciel Microcal Origin®. Biotinylation des protéines membranaires plasmatiques - Les protéines membranaires plasmatiques ont été marquées à l'aide du réactif N-hydroxysulfosuccinimide-SS-Biotine à liaison EZ (Pierce) conformément aux instructions du fabricant. Brièvement, les cellules ont été rincées doucement avec du milieu Eagle's modifié par Dulbecco, puis incubées avec 1,3 mg/ml d'EZ-link dans du milieu de culture à 4 °C pendant 30 min. Enfin, les cellules ont été rincées trois fois avec 0,1% de BSA dans du PBS afin d'éteindre les groupes esters N-hydroxysulfosuccinimides réactifs. Gradient de densité de saccharose - Le fractionnement subcellulaire à l'aide d'un gradient de flottation par étapes a été effectué à l'aide d'une méthode décrite précédemment avec peu de modifications (32Gorvel J.P. Chavrier P. Zerial M. Gruenberg J. Cell. 1991 ; 64: 915-925Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (860) Google Scholar, 33Trischler M. Stoorvogel W. Ullrich O. J. Cell. Sci. 1999 ; 112: 4773-4783Crossref PubMed Google Scholar). Les cellules cultivées dans une boîte de Pétri de 60 mm ont été rincées, raclées doucement dans du PBS-PIC et centrifugées pendant 5 min à 500 × g à 4 °C. Le culot a ensuite été remis en suspension dans 1 ml de tampon d'homogénéisation (saccharose 250 mm, imidazole 3 mm, pH 7,4) contenant des inhibiteurs de protéase et centrifugé à 1200 x g pendant 10 min. Le sédiment a ensuite été remis en suspension dans 200 μl de tampon d'homogénéisation contenant 0,5 mm d'EDTA et passé 20 fois à travers une aiguille de calibre 25. Dans ces conditions, plus de 90 % des cellules ont été perturbées tandis que les noyaux sont restés intacts, comme déterminé par double marquage avec des colorants d'ADN perméables (Hoescht 33258 ; Molecular Probes, Inc., Eugene, OR) et imperméables (Sytox green ; Molecular Probes). Un surnageant post-nucléaire a été obtenu par centrifugation séquentielle à la fois à 1200 × g (10 min) et 1500 × g (5 min). Ensuite, le surnageant post-nucléaire a été ajusté à 50 % (p/v) de saccharose. 100 μl de cette suspension ont été chargés sur 225 μl de saccharose à 62 % dans 3 mm d'imidazole, 0,5 mm d'EDTA dans un tube de centrifugation TLS-55 (Beckman), puis recouverts séquentiellement de 375, 800, 500 et 200 μl de saccharose 40.6/35/25 et 8,6 % (p/v), respectivement. Le gradient a été centrifugé à 135 000 × g pendant 130 min à 4 °C. Après centrifugation, 20 fractions ont été recueillies en fond à l'aide d'un collecteur de fractions. Les protéines de chaque fraction ont été précipitées par l'acide trichloroacétique d'addition jusqu'à une concentration finale de 10 %. Le culot de protéines a été recueilli par centrifugation à 15 000 × g à 4 °C pendant 30 min pour une analyse SDS-PAGE ultérieure. Les séquences C-terminales du H-Ras et du K-Ras ciblent une protéine soluble dans la membrane plasmatique et les compartiments intracellulaires - Pour étudier l'implication des modifications lipidiques des protéines ras dans l'association membranaire et la distribution subcellulaire dans les cellules CHO-K1, des constructions ont été conçues pour exprimer les domaines C-terminaux des H- et K-Ras humains fusionnés à la GFP et à ses variants spectraux (CFP ou YFP). Initialement, les 20 acides aminés C-terminaux (KLNPPDESGPGCMSCKCVLS) de H-Ras ont été fusionnés à la terminaison carboxyle de YFP (YFP-H-RasC20), tandis que les 14 acides aminés C-terminaux (KKKKKSKTKCVIM) de K-Ras ont été fusionnés à la terminaison carboxyle de CFP (CFP-K-RasC14). Pour évaluer l'expression de ces protéines de fusion, les cellules CHO-K1 ont été transfectées de manière transitoire avec les constructions d'ADN correspondantes. L'expression des protéines chimériques a été confirmée par Western blot avec un anticorps dirigé contre la protéine fluorescente. L'anticorps a détecté YFP-H-RasC20 comme une bande d'environ28 kDa et CFP-K-RasC14 comme une bande de 27,5 kDa. La YFP soluble a été révélée comme une bande de la masse moléculaire attendue (27 kDa) (Fig. 1A). Pour évaluer si les protéines de fusion sont associées aux membranes des cellules CHO-K1, les cellules exprimant YFP ou YFP-H-RasC20 ou CFP-K-RasC14 ont été lysées mécaniquement, et les homogénats correspondants ont été centrifugés à 100 000 × g (Fig. 1B). Comme prévu, plus de 95% de YFP a été récupéré dans la fraction soluble. Au contraire, YFP-H-RasC20 et CFP-K-RasC14 ont été trouvés principalement associés à la fraction particulaire (95 et 70%, respectivement), suggérant fortement une association membranaire. Comme contrôle, nous avons analysé l'association membranaire de la protéine GPI-YFP, une protéine de fusion contenant la séquence totale de YFP fusionnée à un signal d'attachement GPI (34CRESPO P.M. Zurita A.R. Daniotti J.L. J. Biol. Chem. 2002 ; 277: 44731-44739Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (36) Google Scholar). Comme prévu, plus de 91 % des GPI-YFP ont été trouvés principalement associés à la fraction membranaire. Pour écarter une association de YFP-H-RasC20 et CFP-K-RasC14 avec des composants insolubles comme le cytosquelette, les restes nucléaires ou la matrice extracellulaire, nous avons effectué le test de partitionnement Triton X-114, qui a été utilisé pour surveiller l'étendue des modifications lipidiques post-traductionnelles des protéines prénylées (35Bordier C. J. Biol. Chem. 1981 ; 256: 1604-1607Abstract Full Text PDF PubMed Google Scholar, 36Gutierrez L. Magee A.I. Marshall C.J. Hancock J.F. EMBO J. 1989 ; 8: 1093-1098Crossref PubMed Scopus (330) Google Scholar) (Fig. 1C). YFP s'est avéré se diviser complètement en phase aqueuse, en fonction de son caractère hydrophile. En revanche, 81 et 56 % de YFP-H-RasC20 et CFP-K-RasC14, respectivement, se sont répartis dans la phase détergente de Triton X-114, indiquant qu'une fraction des protéines exprimées sont hydrophobes et donc que YFP-H-RasC20 et CFP-K-RasC14 ont été modifiés post-traductionnellement par lipidation. Comme prévu, le GPI-YFP de contrôle s'est avéré se diviser presque complètement en phase détergente. La palmitoylation de YFP-H-RasC20 a en outre été confirmée par clivage des acides gras liés au thioester par traitement à l'hydroxylamine (Fig. 1). Nous concluons que YFP-H-RasC20 et CFP-K-RasC14 sont correctement exprimés et acylés dans les cellules CHO-K1 et principalement associés à la fraction membranaire de ces cellules. Pour caractériser davantage l'association membranaire et comparer la distribution subcellulaire de YFP-H-RasC20 et CFP-K-RasC14, les cellules CHO-K1 exprimant de manière transitoire les protéines de fusion ont été fixées et visualisées par microscopie confocale. En tant que contrôles, nous avons également inclus l'analyse des distributions subcellulaires YFP et GPI-YFP. Comme le montre la Fig. 1D, les protéines YFP-H-RasC20 et CFP-K-RasC14 étaient associées à la membrane plasmique, ce qui est en accord avec la distribution subcellulaire observée pour la version pleine longueur non étiquetée de ces protéines (24Choy E. Chiu V.K. Silletti J. Feoktistov M. Morimoto T. Michaelson D. Ivanov C.-À-D. Philips M.R. CellTranslated Description (Spanish)
H-, N- y K-Ras son isoformas de proteínas Ras, que experimentan diferentes modificaciones lipídicas en el extremo C. Estos eventos postraduccionales hacen posible la asociación de las proteínas Ras tanto con la membrana plasmática interna como con la superficie citosólica del retículo endoplasmático y el complejo de Golgi, lo que también es necesario para el correcto funcionamiento de estas proteínas. Para caracterizar mejor la distribución intracelular y la clasificación de las proteínas Ras, se diseñaron construcciones para expresar el dominio C-terminal de H- y K-Ras fusionado a variantes de la proteína fluorescente verde. Usando microscopía confocal, encontramos en las células CHO-K1 que H-Ras, que está palmitoilado y farnesilado, se localiza en el endosoma de reciclaje además de en la valva interna de la membrana plasmática. Por el contrario, K-Ras, que está farnesilado y no palmitoilado, se localiza principalmente en la membrana plasmática. Además, demostramos que las señales de clasificación de H- y K-Ras están contenidas dentro del dominio C-terminal de estas proteínas y que la palmitoilación en esta región de H-Ras podría funcionar como una señal de clasificación dominante para la localización subcelular adecuada de esta proteína en células CHO-K1. Usando técnicas de fotoblanqueo selectivo, demostramos la naturaleza dinámica del tráfico de H-Ras al endosoma de reciclaje de la membrana plasmática. También proporcionamos evidencia de que las actividades de Rab5 y Rab11 son necesarias para la entrega adecuada de H-Ras al compartimento de reciclaje endocítico. Usando una quimera que contiene el dominio de unión a Ras de c-Raf-1 fusionado a una proteína fluorescente, encontramos que un grupo de H-Ras unido a GTP se localizó en las membranas del endosoma de reciclaje Rab11 positivo después de la estimulación sérica. Estos resultados sugieren que el H-Ras presente en las membranas del endosoma de reciclaje podría estar activando cascadas de señales esenciales para la dinámica y la función del orgánulo. H-, N- y K-Ras son isoformas de proteínas Ras, que experimentan diferentes modificaciones lipídicas en el extremo C. Estos eventos postraduccionales hacen posible la asociación de las proteínas Ras tanto con la membrana plasmática interna como con la superficie citosólica del retículo endoplasmático y el complejo de Golgi, lo que también es necesario para el correcto funcionamiento de estas proteínas. Para caracterizar mejor la distribución intracelular y la clasificación de las proteínas Ras, se diseñaron construcciones para expresar el dominio C-terminal de H- y K-Ras fusionado a variantes de la proteína fluorescente verde. Usando microscopía confocal, encontramos en las células CHO-K1 que H-Ras, que está palmitoilado y farnesilado, se localiza en el endosoma de reciclaje además de en la valva interna de la membrana plasmática. Por el contrario, K-Ras, que está farnesilado y no palmitoilado, se localiza principalmente en la membrana plasmática. Además, demostramos que las señales de clasificación de H- y K-Ras están contenidas dentro del dominio C-terminal de estas proteínas y que la palmitoilación en esta región de H-Ras podría funcionar como una señal de clasificación dominante para la localización subcelular adecuada de esta proteína en células CHO-K1. Usando técnicas de fotoblanqueo selectivo, demostramos la naturaleza dinámica del tráfico de H-Ras al endosoma de reciclaje de la membrana plasmática. También proporcionamos evidencia de que las actividades de Rab5 y Rab11 son necesarias para la entrega adecuada de H-Ras al compartimento de reciclaje endocítico. Usando una quimera que contiene el dominio de unión a Ras de c-Raf-1 fusionado a una proteína fluorescente, encontramos que un grupo de H-Ras unido a GTP se localizó en las membranas del endosoma de reciclaje Rab11 positivo después de la estimulación sérica. Estos resultados sugieren que el H-Ras presente en las membranas del endosoma de reciclaje podría estar activando cascadas de señales esenciales para la dinámica y la función del orgánulo. Las proteínas ras son transductores de señal que regulan el crecimiento celular, la diferenciación y la apoptosis en respuesta a diferentes estímulos (1Campbell S.L. Khosravi-Far R. Rossman K.L. Clark G.J. Der C.J. Oncogene. 1998; 17: 1395-1413 Crossref PubMed Scopus (920) Google Scholar, 2Shields J.M. Pruitt K. McFall A. Shaub A. Der C.J. Trends Cell. Biol. 2000; 10: 147-154Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (689) Google Scholar, 3Cox A.D. Der C.J. Oncogene. 2003; 22: 8999-9006 Crossref PubMed Scopus (363) Google Scholar). Las proteínas ras actúan como interruptores moleculares binarios, ciclando entre las formas inactivas unidas a GDP y unidas a GTP activas que están reguladas por la acción concertada de diferentes proteínas, como los factores de intercambio de nucleótidos de guanina, que estimulan la liberación de GDP a partir de Ras cargada con GDP, lo que permite la unión de las proteínas activadoras de GTP y GTPasa (GAP) más abundantes, 3Las abreviaturas utilizadas son: GAP, proteína activadora de GTPasa; Arf, factor de ribosilación de ADP; CFP, proteína fluorescente de cian; CHO, ovario de hámster chino; DRM, membrana(s) resistente (s) a los detergentes; FRAP, recuperación de fluorescencia después del fotoblanqueo; FLIP, pérdida de fluorescencia en el fotoblanqueo; GalNAc-T, UDP-GalNAc:LacCer/GM3/GD3 N-acetilgalactosaminiltransferasa; GFP, proteína fluorescente verde; GPI, glicosilfosfatidilinositol; M6PR, receptor de manosa 6-fosfato; RBD, dominio de unión a Ras; YFP, proteína fluorescente amarilla; PBS, salina tamponada con fosfato; PIM, mezcla inhibidora de proteasa; BSA, albúmina bovina; hemaglutinina; GM, NeuAcα-α2,31Glceramida; GDu3, Neueu2,82GaGalα4Acα4Gal, que mejora la actividad de la GF. Nucleic Acids Res. Mol. Biol. 2002; 71: 391-444Crossref PubMed Google Scholar, 5Zheng Y. Quilliam L.A. EMBO Rep. 2003; 4: 463-468Crossref PubMed Scopus (16) Google Scholar). Hay tres isoformas ubicuas de las proteínas ras, a saber, H-Ras, N-Ras y K-Ras4B, denominadas K-Ras para el resto de este trabajo. Estas proteínas son homólogas en más del 90% y sus funciones no son redundantes (6Hancock J.F. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2003; 4: 373-384 Crossref PubMed Scopus (692) Google Scholar). Los ratones knock-out del gen K-ras no son viables, mientras que las deleciones de los genes N-ras y H-ras no tienen efectos secundarios observables (7Umanoff H. Edelmann W. Pellicer A. Kucherlapati R. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1995; 92: 1709-1713Crossref PubMed Scopus (206) Google Scholar, 8Johnson L. Greenbaum D. Cichowski K. Mercer K. Murphy E. Schmitt E. Bronson R. T. Umanoff H. Edelmann W. Kucherlapati R. Jacks T. Genes Dev. 1997; 11: 2468-2481Crossref PubMed Scopus (442) Google Scholar, 9Koera K. Nakamura K. Nakao K. Miyoshi J. Toyoshima K. Hatta T. Otani H. Aiba A. Katsuki M. Oncogene. 1997; 15: 1151-1159Crossref PubMed Scopus (288) Google Scholar, 10Esteban L.M. Vicario-Abejon C. Fernandez-Salguero P. Fernandez-Medarde A. Swaminathan N. Yienger K. Lopez E. Malumbres M. McKay R. Ward J.M. Pellicer A. Santos E. Mol. Cell. Biol. 2001; 21: 1444-1452Crossref PubMed Scopus (250) Google Scholar). Además, distintas salidas de señal de diferentes isoformas de ras (11Yan J. Roy S. Apolloni A. Lane A. Hancock J.F. J. Biol. Chem. 1998; 273: 24052-24056Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (387) Google Scholar) y diferentes potencias de sus alelos activados correspondientes para la transformación oncogénica (12Voice J.K. Klemke R.L. Le A. Jackson J.H. J. Biol. Chem. 1999; 274: 17164-17170Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (230) Google Scholar) han sido identificados. Se supone ampliamente que la asociación de las proteínas Ras con las membranas, particularmente con la lámina interna de la membrana plasmática, es necesaria y suficiente para la función adecuada de estas proteínas (13Hancock J.F. Paterson H. Marshall C.J. Cell. 1990; 63: 133-139Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (846) Google Scholar). La asociación de estas proteínas con las membranas es consecuencia de su modificación lipídica postraduccional. La secuencia polipeptídica de todas las isoformas de Ras contiene un motivo CAAX C-terminal (donde C representa cisteína, A es alifático y X es cualquier otro aminoácido), que se modifica primero en el citosol con un anclaje de farnesilo al residuo de cisteína, y luego la secuencia AAX se escinde por una endopeptidasa asociada a la superficie citosólica del retículo endoplásmico y, finalmente, la cisteína farnesilada se carboximetila (6Hancock J.F. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2003; 4: 373-384 Crossref PubMed Scopus (692) Google Scholar). Dependiendo de la isoforma ras, una segunda señal de anclaje a la membrana está presente inmediatamente en la cisteína farnesilada. H-Ras está doblemente palmitoilado en los residuos de cisteína 181 y 184, mientras que N-Ras está palmitoilado en el residuo de cisteína 184 (6Hancock J.F. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2003; 4: 373-384 Crossref PubMed Scopus (692) Google Scholar). Por el contrario, K-Ras no está más modificado con lípidos, pero contiene un dominio polibásico (seis residuos de lisina contiguos) con capacidad de unión a grupos de cabeza de fosfolípidos de bicapas lipídicas (14Ghomashchi F. Zhang X. Liu L. Gelb M.H. Biochemistry. 1995; 34: 11910-11918 Crossref PubMed Scopus (106) Google Scholar, 15Leventis R. Silvius J.R. Biochemistry. 1998; 37: 7640-7648Crossref PubMed Scopus (80) Google Scholar). El motivo CAAX y la segunda señal (palmitoilación o el dominio polibásico) son esenciales para la unión eficiente de las proteínas Ras a las membranas, en particular a la membrana plasmática (13Hancock J.F. Paterson H. Marshall C.J. Cell. 1990; 63: 133-139Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (846) Google Scholar). Como se describió anteriormente, se han atribuido diferentes funciones a las proteínas Ras. Se ha reconocido que las isoformas de ras son capaces de activar diferentes efectores, afectando así a diferentes vías de señalización (2Shields J.M. Pruitt K. McFall A. Shaub A. Der C.J. Trends Cell. Biol. 2000; 10: 147-154Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (689) Google Scholar, 3Cox A.D. Der C.J. Oncogene. 2003; 22: 8999-9006Crossref PubMed Scopus (363) Google Scholar, 16Reuther G.W. Der C.J. Curr. Opin. Cell Biol. 2000; 12: 157-165Crossref PubMed Scopus (347) Google Scholar). Debido a que los receptores transmembrana y las proteínas Ras se localizan principalmente en la membrana plasmática, una explicación plausible para estos resultados es que se localizan en diferentes microdominios de la membrana plasmática (17Parton R.G. Hancock J.F. Trends Cell. Biol. 2004; 14: 141-147Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (161) Google Scholar), que se forman por la segregación lateral de lípidos en función de sus propiedades biofísicas diferentes (18Simons K. Toomre D. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2000; 1: 31-39 Crossref PubMed Scopus (5164) Google Scholar, 19Edidin M. Trends Cell. Biol. 2001; 11: 492-496Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (224) Google Scholar). Las actividades diferenciales de las proteínas ras también se pueden explicar si se localizan en diferentes subcompartimentos de membrana (20Bivona T.G. Philips M.R. Curr. Opin. Cell Biol. 2003; 15: 136-142Crossref PubMed Scopus (122) Google Scholar). En este sentido, se ha demostrado que los grupos intracelulares de H-Ras localizados en las membranas del retículo endoplasmático y el aparato de Golgi se activan cuando las células se estimulan con el factor de crecimiento epidérmico (21Chiu V.K. Bivona T. Hach A. Sajous J.B. Silletti J. Wiener H. Johnson II, R.L. Cox A.D. Philips M.R. Nat. Cell. Biol. 2002; 4: 343-350Crossref PubMed Scopus (517) Google Scholar, 22Arozarena I. Matallanas D. Berciano M.T. Sanz-Moreno V. Calvo F. Munoz M.T. Egea G. Lafarga M. Crespo P. Mol. Cell. Biol. 2004; 24: 1516-1530 Crossref PubMed Scopus (78) Google Scholar). A pesar de que se hace evidente que la distribución subcelular de las isoformas de Ras es importante para la función adecuada, los mecanismos subyacentes del transporte intracelular y la distribución de estas proteínas son poco conocidos. K-Ras, una vez sintetizado en el citosol y modificado postraduccionalmente en el retículo endoplasmático, puede alcanzar la membrana plasmática mediante un mecanismo de desorción-absorción. Este mecanismo es impulsado por el potencial electrostático negativo de la membrana plasmática, que está enriquecida en lípidos aniónicos como la fosfatidilserina (valva interna) y los glicolípidos y glicoproteínas que contienen ácido siálico (valva externa) (23Silvius J.R. J. Membr. Biol. 2002; 190: 83-92Crossref PubMed Scopus (82) Google Scholar). Por el contrario, los datos actuales sugieren que H-Ras, y probablemente N-Ras, son transportados a diferentes subcompartimentos por el tráfico vesicular (24Choy E. Chiu V.K. Silletti J. Feoktistov M. Morimoto T. Michaelson D. Ivanov I.E. Philips M.R. Cell. 1999; 98: 69-80Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (620) Google Scholar, 25Apolloni A. Prior I.A. Lindsay M. Parton R.G. Hancock J.F. Mol. Cell. Biol. 2000; 20: 2475-2487Crossref PubMed Scopus (345) Google Scholar, 26Roy S. Wyse B. Hancock J.F. Mol. Cell. Biol. 2002; 22: 5128-5140Crossref PubMed Scopus (114) Google Scholar) o mediante una vía no vesicular que implica un ciclo de de-/reacilación constitutivo (27Goodwin J.S. Drake K.R. Rogers C. Wright L. Lippincott-Schwartz J. Philips M.R. Kenworthy A.K. J. Cell. Biol. 2005; 170: 261-272Crossref PubMed Scopus (227) Google Scholar, 28Rocks O. Peyker A. Kahms M. Verveer P.J. Koerner C. Lumbierres M. Kuhlmann J. Waldmann H. Wittinghofer A. Bastiaens P.I. Science. 2005; 307: 1746-1752 Crossref PubMed Scopus (648) Google Scholar). En el presente trabajo, hemos investigado la asociación de membranas, la distribución subcelular y el tráfico intracelular de proteínas H y K-Ras en células K1 de ovario de hámster chino (Cho). Mediante el uso de microscopía confocal y análisis bioquímico, demostramos que H-Ras, en estado estacionario, se localiza en el endosoma de reciclaje además de la lámina citoplasmática de la membrana plasmática. Por el contrario, K-Ras se localizó principalmente en la membrana plasmática. Curiosamente, descubrimos que las señales de clasificación de H- y K-Ras están contenidas dentro del dominio C-terminal de estas proteínas y que la palmitoilación en esta región de H-Ras podría funcionar como una señal de clasificación dominante para la localización subcelular adecuada de esta proteína. Usando técnicas de fotoblanqueo selectivo y microscopía de fluorescencia de lapso de tiempo, demostramos la asociación dinámica de H-Ras con el endosoma de reciclaje. También encontramos que las actividades Rab5 y Rab11 son necesarias para la entrega de H-Ras a este orgánulo. Usando una quimera que contiene el dominio de unión a Ras de c-Raf-1 fusionado a una proteína fluorescente, demostramos que H-Ras se puede activar (estado unido a GTP) en el endosoma de reciclaje Rab11 positivo después de la estimulación adecuada. Esta evidencia respalda los roles de las nuevas vías de señalización reguladas por H-Ras en las membranas del endosoma de reciclaje. Plásmidos: los vectores de expresión pECFP-N1, pEYFP-N1, pECFP-C1, pEYFP-C1 y pEGFP-F, un plásmido que codifica la proteína fluorescente verde (GFP) -H-RasC20, eran de Clontech. Los plásmidos de expresión para CFP-K-RasC14 y N13GAP43-YFP se generaron sintetizando oligonucleótidos complementarios y se clonaron en sitios BglII/EcoRI de pECFP-C1 o sitios HindIII/BamHI de pEYFP-N1. Los plásmidos que codifican YFP-H-Rasfull y YFP-K-Rasfull fueron suministrados amablemente por M. Philips (Escuela de Medicina de la Universidad de Nueva York). La construcción de fusión glicosilfosfatidilinositol (GPI) -YFP fue amablemente suministrada por P. Keller (Max-Plank Institute, Dresden, Alemania). Las proteínas de fusión GFP-Rab11 fueron proporcionadas por M. Colombo (Universidad Nacional de Cuyo, Mendoza, Argentina). Las proteínas de fusión GFP-Rab5 y GFP-Dyn2K44A fueron suministradas amablemente por J. Bonifacino (NICHD, National Institutes of Health, Bethesda, MD). RBD51-131HA-CFP se generó mediante amplificación por PCR de la secuencia que codifica los aminoácidos 51-131 de c-Raf-1 y posterior inserción en los sitios NheI/SalI de pECFP-N1. Las secuencias de los oligonucleótidos utilizados para las diferentes construcciones están disponibles a pedido. Líneas celulares, cultivo celular y transfecciones de ADN: se utilizaron los siguientes clones de células CHO-K1: células CHO-K1 de tipo silvestre (ATCC) y clon 5, una línea celular estable que expresa CFP-H-RasC20. Las células se mantuvieron a 37 °C en CO2 al 5% en medio de Eagle modificado por Dulbecco complementado con suero bovino fetal al 10% y antibióticos. Las células se transfectaron con plásmidos de expresión de placa de 0.6-1.2 μg/35 mm usando Lipofectamine (Invitrogen) de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. 24 h después de la transfección, las células se marcaron con marcadores endocíticos o se lavaron con solución salina amortiguada con fosfato (PBS) fría, se cosecharon mediante desecho y se lisaron como se indica a continuación o se lavaron con PBS y se fijaron para microscopía de inmunofluorescencia. Fraccionamiento subcelular: las células se lavaron con PBS frío y se cosecharon mediante raspado. Los extractos se centrifugaron a 10.000 rpm durante 5 min y se resuspendieron en 400 μl de PBS en presencia de 5 μg/ml de aprotinina, 0,5 μg/ml de leupeptina, 0,7 μg/ml de pepstatina (mezcla de PBS-inhibidor de proteasa, PBS-PIC). Los gránulos se dispersaron por vórtice, cada uno durante 10 min, y después de 30 min, se pasaron 20 veces a través de una aguja de calibre 25. Después de 60 min de tratamiento, las fracciones nucleares y las células intactas se eliminaron mediante centrifugación a 2000 rpm, y los sobrenadantes se ultracentrifugaron durante 1 h a 100 000 × g a 4 °C, utilizando un rotor TLA 100.3 (Beckman). El sobrenadante (fracción S) se retiró y el sedimento (fracción P) se resuspendió en 400 μl de PBS-PIC para la posterior transferencia Western. Las proteínas de las fracciones S y P se precipitaron con cloroformo/metanol (1:4, v/v). Los pellets se resuspendieron en amortiguador Laemmli (29Laemmli U.K. Nature. 1970; 227: 680-685 Crossref PubMed Scopus (207231) Google Scholar) y se sometió a SDS-12% PAGE y Western blotting. Tratamiento con hidroxilamina: los homogeneizados de una línea celular estable que expresa CFP-H-RasC20 se trataron con hidroxilamina 1 M o Tris 1 M (control) durante 3 h a temperatura ambiente como se describió anteriormente (30Skene J.H. Virag I. J. Cell. Biol. 1989; 108: 613-624Crossref PubMed Scopus (315) Google Scholar). Las muestras se resolvieron mediante SDS-PAGE, y la expresión de CFP-H-RasC20 se analizó mediante transferencia Western como se indica a continuación. El estado de acilación se analizó mediante cambios en la movilidad electroforética de las proteínas recombinantes. Las fracciones S y P del ensayo de partición de Triton X-114 se solubilizaron durante 1 h a 4 °C en Triton X-114 al 1%. A continuación, las muestras se incubaron a 37 °C durante 3 min y luego se centrifugaron a 12.000 rpm. La fase superior acuosa y la fase inferior enriquecida con detergente se separaron y se extrajeron de nuevo con detergente y soluciones acuosas, respectivamente. Las cuatro muestras resultantes se ajustaron a volúmenes iguales, y el contenido de detergente y las proteínas se precipitaron con cloroformo/metanol antes de los análisis de transferencia Western. Electroforesis y transferencia Western: las proteínas se resolvieron mediante electroforesis a través de geles de SDS-PAGE al 12% en condiciones reductoras y luego se transfirieron electroforéticamente a membranas de nitrocelulosa durante 80 min a 300 mA. Las bandas de proteínas en las membranas de nitrocelulosa se visualizaron mediante tinción con Ponceau S. Para la inmunotransferencia, los sitios de unión no específicos en la membrana de nitrocelulosa se bloquearon con leche en polvo sin grasa al 5% o con albúmina de suero bovino (BSA) al 2,5%, polivinilpirrolidona 40 al 2,5% en solución salina tamponada con Tris (NaCl 200 mm, Tris-HCl 50 mm, pH 7,5). Se utilizó anticuerpo policlonal anti-GFP (Roche Applied Science) a una dilución de 1:1000. Las bandas fueron detectadas por la proteína A acoplada a la peroxidasa de rábano picante combinada con el kit de detección de quimioluminiscencia (ECL más el sistema de detección de transferencia Western; Amersham Biosciences) y las películas Hyperfilm MP (Amersham Biosciences). La contribución relativa de las bandas individuales se midió utilizando el software informático Scion Image en películas escaneadas de imágenes de baja exposición. Endocitosis de transferrina conjugada con Alexa: para marcar el compartimento de reciclaje endocítico, se incubaron células CHO-K1 cultivadas en cubreobjetos en medio de Eagle modificado por Dulbecco, BSA al 0,1% durante 1 h en una incubadora de CO2 y luego se marcaron en condiciones idénticas con transferrina humana Alexa594 o Alexa633 (14 μg/ml). Después del etiquetado, las células se cambiaron a 4 °C, se lavaron tres veces con PBS más BSA al 0,1% y finalmente se lavaron con PBS antes de la fijación con paraformaldehído (30 min a 4 °C). Microscopía de inmunofluorescencia: las células cultivadas en cubreobjetos se lavaron dos veces con PBS, se fijaron en paraformaldehído al 3% a 4 °C durante 30 min, se lavaron con PBS, se permeabilizaron con Triton X-100 al 0,1%, glicina 200 mm en PBS (10 min a 4 °C) y se incubaron en PBS más BSA al 3% durante 1 h a 37 °C para bloquear los sitios de unión inespecíficos. Los cubreobjetos se incubaron durante la noche a 4 °C con anticuerpos primarios, se lavaron cinco veces con PBS más BSA al 1% y se expusieron a anticuerpos secundarios durante 90 min a 37 °C. Los anticuerpos primarios fueron anticalnexina policlonal de conejo (Santa Cruz Biotechnology, Inc., Santa Cruz, CA) diluida 1:200, receptor policlonal de antimanosa-6-fosfato de conejo (M6PR) diluido 1:150 y antimanosidasa II policlonal de conejo (de K. Moremen, Universidad de Georgia, Atenas, GA) diluido 1:300. Los anticuerpos secundarios fueron anticuerpos anti-ratón de cabra conjugados con Alexa546 (Santa Cruz Biotechnology), diluidos 1:1000, o anticuerpo anti-conejo de burro conjugado con rodamina (Jackson InmunoResearch), diluido 1:700. Después de los lavados finales con PBS más BSA al 1%, los cubreobjetos se montaron en FluorSave (Calbiochem). Microscopía confocal y adquisición y procesamiento de imágenes: las imágenes confocales se recopilaron utilizando un microscopio confocal de escaneo láser Carl Zeiss LSM5 Pascal. Las longitudes de onda de excitación y el conjunto de filtros para GFP, YFP, CFP y rodamina se describieron anteriormente (31Crespo P.M. Zurita A.R. Giraudo C.G. Maccioni H.J. Daniotti J.L. Biochem. J. 2004; 377: 561-568Crossref PubMed Google Scholar). Las imágenes de las células que coexpresan proteínas fluorescentes etiquetadas con GFP e YFP se adquirieron utilizando un conjunto de filtros CFP para capturar la fluorescencia de GFP y una línea láser de 514 nm (excitación) y un filtro de paso largo de 560 nm (emisión) para capturar la fluorescencia de YFP. Se tomaron imágenes de células fijas (sin fines cuantitativos) utilizando objetivos de apertura numérica 63 × 1.4 (Plan-Apochromat, Zeiss) o apertura numérica 100 × 1.4 (Plan-Apochromat; Zeiss) y el orificio confocal del conjunto de microscopios para obtener un corte óptico de 0.8 μm. Las imágenes de células vivas en la recuperación de fluorescencia después del fotoblanqueo (FRAP) y la pérdida de fluorescencia en los experimentos de fotoblanqueo (FLIP) se adquirieron con un objetivo de apertura numérica de 20 × 0,5 (Plan Neofluoar, Zeiss) y el orificio confocal del conjunto de microscopios completamente abierto. El fotoblanqueo selectivo de YFP se llevó a cabo en un microscopio confocal de escaneo láser Zeiss LSM510 META (Instituto Milenio de Estudios Avanzados en Biología Molecular y Biotecnología, Facultad de Ciencias, Santiago, Chile) utilizando 500 escaneos consecutivos con una línea láser de 514 nm (18 milivatios). Las células vivas se mantuvieron a 37 °C en una atmósfera de CO2 al 5% durante la adquisición de imágenes. Todas las imágenes se procesaron con fines de salida utilizando el software Adobe Photoshop®. La cuantificación de la fluorescencia en regiones de interés seleccionadas se llevó a cabo utilizando el software MetaMorph® 4.5. Todas las mediciones de la intensidad de fluorescencia media se corrigieron de fondo restando la fluorescencia media de un área vacía de células. Cuando fue necesario en los experimentos FRAP, las imágenes se corrigieron para el fotoblanqueo parcial durante la adquisición de imágenes. Se desarrolló un modelo cinético para el transporte de YFP-H-Ras al endosoma de reciclaje para obtener el t1/2 de recuperación de fluorescencia en este orgánulo. Como primera aproximación, este modelo incluye dos compartimentos (endosoma de reciclaje y membrana plasmática) donde se encuentra ras. Se establecieron ecuaciones diferenciales de primer orden para describir el intercambio entre estos compartimentos. La síntesis y degradación de proteínas no se incluyeron en el modelo, porque tanto la corta duración del proceso de recuperación como el tratamiento con cicloheximida durante 6 h no alteraron la relación de fluorescencia media asociada con el reciclaje de endosomas y la fluorescencia media en el resto de la célula. La parte exponencial del proceso de recuperación se utilizó para ajustar el modelo, y el análisis de regresión no lineal se realizó utilizando el software Microcal Origin®. Biotinilación de proteínas de la membrana plasmática: las proteínas de la membrana plasmática se marcaron utilizando el reactivo EZ-link N-hidroxisulfosuccinimida-SS-Biotina (Pierce) de acuerdo con las instrucciones del fabricante. En resumen, las células se enjuagaron suavemente con medio de Eagle modificado por Dulbecco y luego se incubaron con 1.3 mg/ml de EZ-link en medio de cultivo a 4 °C durante 30 min. Finalmente, las células se enjuagaron tres veces con BSA al 0,1% en PBS para inactivar los grupos éster de N-hidroxisulfosuccinimida reactivos. Gradiente de densidad de sacarosa: el fraccionamiento subcelular utilizando un gradiente de flotación escalonado se realizó utilizando un método descrito anteriormente con pocas modificaciones (32Gorvel J.P. Chavrier P. Zerial M. Gruenberg J. Cell. 1991; 64: 915-925Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (860) Google Scholar, 33Trischler M. Stoorvogel W. Ullrich O. J. Cell. Sci. 1999; 112: 4773-4783 Crossref PubMed Google Scholar). Las células cultivadas en una placa Petri de 60 mm se enjuagaron, se rasparon suavemente en PBS-PIC y se centrifugaron durante 5 min a 500 × g a 4 °C. A continuación, el sedimento se resuspendió en 1 ml de tampón de homogeneización (sacarosa 250 mm, imidazol 3 mm, pH 7,4) que contenía inhibidores de proteasa y se centrifugó a 1200 x g durante 10 min. A continuación, el sedimento se resuspendió en 200 μl de tampón de homogeneización que contenía 0,5 mm de EDTA y se pasó 20 veces a través de una aguja de calibre 25. En estas condiciones, más del 90% de las células se rompieron mientras que los núcleos permanecieron intactos según lo determinado por doble marcaje con colorantes de ADN permeables (Hoescht 33258; Molecular Probes, Inc., Eugene, OR) e impermeables (Sytox green; Molecular Probes). Se obtuvo un sobrenadante posnuclear mediante centrifugación secuencial tanto a 1200 × g (10 min) como a 1500 × g (5 min). Luego, el sobrenadante posnuclear se ajustó a sacarosa al 50% (p/v). Se cargaron 100 μl de esta suspensión en 225 μl de sacarosa al 62% en imidazol de 3 mm, EDTA de 0,5 mm en un tubo de centrifugación TLS-55 (Beckman) y luego se recubrieron secuencialmente con 375, 800, 500 y 200 μl de 40.6/35/25 y sacarosa al 8,6% (p/v), respectivamente. El gradiente se centrifugó a 135.000 × g durante 130 min a 4 °C. Después de la centrifugación, se recogieron 20 fracciones del fondo usando un colector de fracciones. Las proteínas en cada fracción se precipitaron mediante la adición de ácido tricloroacético hasta una concentración final del 10%. El sedimento de proteína se recogió mediante centrifugación a 15.000 × g a 4 °C durante 30 min para el análisis de SDS-PAGE posterior. Las secuencias C-terminales de H-Ras y K-Ras dirigen una proteína soluble a la membrana plasmática y los compartimentos intracelulares: para investigar la implicación de las modificaciones lipídicas de las proteínas Ras en la asociación de membrana y la distribución subcelular en las células CHO-K1, se diseñaron construcciones para expresar los dominios C-terminales de H- y K-Ras humanos fusionados a GFP y sus variantes espectrales (CFP o YFP). Inicialmente, los 20 aminoácidos C-terminales (KLNPPDESGPGCMSCKCVLS) de H-Ras se fusionaron al extremo carboxilo de YFP (YFP-H-RasC20), mientras que los 14 aminoácidos C-terminales (KKKKKSKTKCVIM) de K-Ras se fusionaron al extremo carboxilo de CFP (CFP-K-RasC14). Para evaluar la expresión de estas proteínas de fusión, se transfectaron transitoriamente células CHO-K1 con las construcciones de ADN correspondientes. La expresión de las proteínas quiméricas se confirmó mediante transferencia Western con un anticuerpo dirigido a la proteína fluorescente. El anticuerpo detectó YFP-H-RasC20 como una banda de ∼28 kDa y CFP-K-RasC14 como una banda de 27.5 kDa. La YFP soluble se reveló como una banda de la masa molecular esperada (27 kDa) (Fig. 1A). Para evaluar si las proteínas de fusión están asociadas a membranas de células CHO-K1, las células que expresan YFP o YFP-H-RasC20 o CFP-K-RasC14 se lisaron mecánicamente y los homogeneizados correspondientes se centrifugaron a 100.000 × g (Fig. 1B). Como se esperaba, más del 95% de YFP se recuperó en la fracción soluble. Por el contrario, YFP-H-RasC20 y CFP-K-RasC14 se encontraron principalmente asociados con la fracción de partículas (95 y 70%, respectivamente), lo que sugiere fuertemente una asociación de membrana. Como control, analizamos la asociación de membrana de la proteína GPI-YFP, una proteína de fusión que contiene la secuencia total de YFP fusionada a una señal de unión GPI (34CRESPO P.M. Zurita A.R. Daniotti J.L. J. Biol. Chem. 2002; 277: 44731-44739Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (36) Google Scholar). Como era de esperar, más del 91% de GPI-YFP se encontró principalmente asociado a la fracción de membrana. Para descartar una asociación de YFP-H-RasC20 y CFP-K-RasC14 con componentes insolubles como citoesqueleto, restos nucleares o matriz extracelular, realizamos el ensayo de partición Triton X-114, que se ha utilizado para monitorear el grado de modificaciones lipídicas postraduccionales de proteínas preniladas (35Bordier C. J. Biol. Chem. 1981; 256: 1604-1607Abstract Full Text PDF PubMed Google Scholar, 36Gutierrez L. Magee A.I. Marshall C.J. Hancock J.F. EMBO J. 1989; 8: 1093-1098Crossref PubMed Scopus (330) Google Scholar) (Fig. 1C). Se encontró que YFP se dividía completamente en la fase acuosa, de acuerdo con su naturaleza hidrófila. Por el contrario, el 81 y el 56% de YFP-H-RasC20 y CFP-K-RasC14, respectivamente, se dividieron en la fase detergente de Triton X-114, lo que indica que una fracción de las proteínas expresadas son hidrófobas y, por lo tanto, que YFP-H-RasC20 y CFP-K-RasC14 se han modificado postraduccionalmente por lipidación. Como era de esperar, se descubrió que el GPI-YFP de control se dividía casi por completo en la fase detergente. La palmitoilación de YFP-H-RasC20 se confirmó adicionalmente mediante la escisión de ácidos grasos unidos a tioéster mediante tratamiento con hidroxilamina (Fig. 1). Concluimos que YFP-H-RasC20 y CFP-K-RasC14 se expresan y acilan correctamente en las células CHO-K1 y se asocian principalmente a la fracción de membrana de estas células. Para caracterizar aún más la asociación de membrana y comparar la distribución subcelular de YFP-H-RasC20 y CFP-K-RasC14, se fijaron células CHO-K1 que expresan transitoriamente las proteínas de fusión y se visualizaron mediante microscopía confocal. Como controles, también incluimos el análisis de las distribuciones subcelulares YFP y GPI-YFP. Como se muestra en la Fig. 1D, tanto las proteínas YFP-H-RasC20 como CFP-K-RasC14 se asociaron con la membrana plasmática, lo que está de acuerdo con la distribución subcelular observada para la versión de longitud completa no etiquetada de estas proteínas (24Choy E. Chiu V.K. Silletti J. Feoktistov M. Morimoto T. Michaelson D. Ivanov, ES DECIR, Philips M.R. CellFiles
pdf.pdf
Files
(16.0 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:2ec497dfca006191b45a652e450f0b7c
|
16.0 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يتفاعل H - RAS ديناميكيًا مع إعادة تدوير الجسيمات الداخلية في خلايا CHO - K1
- Translated title (French)
- Le H-Ras interagit dynamiquement avec le recyclage des endosomes dans les cellules CHO-K1
- Translated title (Spanish)
- H-Ras interactúa dinámicamente con el reciclaje de endosomas en células CHO-K1
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2048841770
- DOI
- 10.1074/jbc.m506256200
References
- https://openalex.org/W123947129
- https://openalex.org/W1483913292
- https://openalex.org/W1520145304
- https://openalex.org/W1564861448
- https://openalex.org/W1606338704
- https://openalex.org/W1654777050
- https://openalex.org/W1776584436
- https://openalex.org/W1949772429
- https://openalex.org/W1965972240
- https://openalex.org/W1973834617
- https://openalex.org/W1986827801
- https://openalex.org/W1989510858
- https://openalex.org/W1993163893
- https://openalex.org/W1999441881
- https://openalex.org/W2003625629
- https://openalex.org/W2005574904
- https://openalex.org/W2010207338
- https://openalex.org/W2016033634
- https://openalex.org/W2017550542
- https://openalex.org/W2032582749
- https://openalex.org/W2038982544
- https://openalex.org/W2041505788
- https://openalex.org/W2041660771
- https://openalex.org/W2043578693
- https://openalex.org/W2045641731
- https://openalex.org/W2049186397
- https://openalex.org/W2050367572
- https://openalex.org/W2052371969
- https://openalex.org/W2057159445
- https://openalex.org/W2057809752
- https://openalex.org/W2059234271
- https://openalex.org/W2067973436
- https://openalex.org/W2070210483
- https://openalex.org/W2072318475
- https://openalex.org/W207418012
- https://openalex.org/W2079389107
- https://openalex.org/W2084234612
- https://openalex.org/W2089617170
- https://openalex.org/W2093965961
- https://openalex.org/W2097032963
- https://openalex.org/W2098301486
- https://openalex.org/W2100837269
- https://openalex.org/W2111942304
- https://openalex.org/W2115373693
- https://openalex.org/W2115671161
- https://openalex.org/W2121936687
- https://openalex.org/W2127432193
- https://openalex.org/W2129623258
- https://openalex.org/W2134701313
- https://openalex.org/W2135242575
- https://openalex.org/W2135371328
- https://openalex.org/W2135702611
- https://openalex.org/W2145206503
- https://openalex.org/W2145950214
- https://openalex.org/W2151862262
- https://openalex.org/W2152401699
- https://openalex.org/W2155342222
- https://openalex.org/W2158511919
- https://openalex.org/W2159631180
- https://openalex.org/W2160775987
- https://openalex.org/W2161591620
- https://openalex.org/W2167221791
- https://openalex.org/W2170250011
- https://openalex.org/W4211214945