• Keine Ergebnisse gefunden

4.1 Antibodies 

The antibodies used are listed in Table 1 with dilution in TBS‐T (10 mM Tris, pH7.6, 150 mM  NaCl, 0.05% (v/v) Tween20) supplemented with 3% (w/v) BSA for primary antibodies or 5% 

(w/v)  milk  powder  for  secondary  and  directly  horseradish  peroxidase  (HRP)  labelled  antibodies, respectively. 

species Type Company  Dilution 

‐Actin (Ac‐15)     human  mouse  mAb  Abcam  1:1000 

c‐myc (Clone 9E10)     human  mouse  mAb  Sigma‐Aldrich  1:1000 

FAT10 (4F1)     human  mouse  mAb  (Aichem, Pelzer 

et al. 2010)   1:50000  GFP (Clones 7.1 and 

13.1)     human  mouse  mAb  Roche  1:1000 

GST (B 14: sc‐138)     human  mouse  mAb  Santa Cruz 

Biotechnology  1:1000  GST‐FAT10 (105(3))     human  rabbit  pAb  (Hipp, Raasi et al. 

2004)   1:1000 

Ubiquitin (FK2)     human  mouse  mAb  Santa Cruz 

Biotechnology  1:2000 

VCP ((5): sc‐57492)     human  mouse  mAb  Santa Cruz 

Biotechnology  1:2000 

Vinculin (hVIN‐1)     human  mouse  mAb  Sigma‐Aldrich  1:10000 

mouse ab (AffiniPure 

IgG)  HRP  mouse  goat  pAb  Jackson 

ImmunoResearch  1:5000  rabbit ab (AffiniPure 

IgG)  HRP  rabbit  goat  pAb  Jackson 

ImmunoResearch  1:5000 

6xHis (M2)  HRP     mouse  mAb  Sigma‐Aldrich  1:2000 

HA (Clone HA‐7)  HRP/  

Agarose     mouse  mAb  Sigma‐Aldrich  1:4000 

Flag® (M2)  HRP/ 

Agarose     mouse  mAb  Sigma‐Aldrich  1:2000 

4.2 Cell culture 

Human embryonic kidney (HEK) 293 cells were cultivated in Iscove’s modified Dulbecco’s 

medium  (IMDM;  Lonza)  supplemented  with  10%  Fetal  Calf  Serum  (FCS;  Lonza),  5% 

Ultraglutamine (Lonza), 100 U/mL Penicillin and 100 g/mL Streptomycin (Lonza) at 37 °C with  5% CO2.  

HEK293 cells were seeded for experiments at 2.5 x 105 cells per 10 cm2 dish, 1x 106 cells per  60 cm2 dish and 2 x 106 cells per 145 cm2 dish and grown over night. For DNA transfection  TransIT®‐LT1 transfection reagent (Mirus) in IMDM without supplements and for siRNA  transfection X‐treme Gene® transfection reagent (Roche) in OptiMEM® (Life technology) was  used. FAT10 expression was induced by addition of 200 U/mL IFN and 400 U/mL TNF 

(Preprotech) to the medium. After 24 hours cells were treated with 10 M of the proteasome  inhibitor MG132 (Enzo Lifesciences), 10 M of the VCP inhibitors Eeyarestatin I (EerI) or  N2,N4‐dibenzylquinazoline‐2,4‐diamine (DBeQ) for 4 hours or 2.5 mg/mL Tunicamycin (Sigma)  for 6 h before harvest. Cycloheximide chases were performed by treatment for 1, 2 and 4  hours with 50 g/mL cycloheximide. 

 

4.3 Immunoprecipitation 

24 h after DNA transfection or induction and 48 h after siRNA treatment cells were lysed in  lysis buffer (20 mM Tris, pH 7.6, 50 mM NaCl, 10 mM MgCl2, 1% (v/v) NP‐40, 1 x Complete 

mini® protease inhibitor (Roche)) for 30 min on ice. Lysates were centrifuged for 30 min at 

20000 x g. 30 L of equilibrated Protein A sepharose beads (Sigma) and the respective  antibody were added and incubated for 2 h at 4 °C on a roller. Beads were washed twice with  NET‐TN buffer (50 mM Tris, pH 8.0, 650 mM NaCl, 5 mM EDTA, 0.5% (v/v) Triton X‐100) and  twice with NET‐T buffer (50 mM Tris, pH 8.0, 150 mM NaCl, 5 mM EDTA, 0.5% (v/v) Triton X‐

100), boiled in sample buffer (225 mM Tris, pH 6.8, 5% (w/v) SDS, 10% (v/v) ‐ME) and  separated  on  NuPAGE®  Bis‐Tris  4‐12%  acrylamide  gradient  gels  (Invitrogen)  or  12.5% 

acrylamide containing  Läemmli  gels.  After  sodium‐dodecyl  sulphate  polyacrylamide  gel  electrophoresis (SDS‐PAGE) proteins were transferred by western blotting to a nitrocellulose  membrane (GE Healthcare) with the wet‐blot technique in Towbin‐buffer (25 mM Tris, pH8.3, 

192 mM glycin, 20% (v/v) methanol) using 0.95 mA, 100 V and 300 W for 45 min. Membranes  were incubated in Rotiblock (Roth) for 1 h at room temperature (RT) to block unspecific  binding. Afterwards membranes were incubated with the respective primary antibodies for 1  h at RT, washed twice with TBS‐T (10 mM Tris, pH 7.5, 150 mM NaCl, 0.05% (v/v) Tween 20)  and incubated with the respective antibody for 1 h at RT. Directly labelled antibodies were  incubated for 1.5 h at RT. Immunoblotting was vizualized using Clarity™ Western ECL Blotting  Substrate (BioRad) in a ChemiDocTM system (BioRad). 

 

4.4 Plasmids 

For DNA transfection of HEK293 cells the plasmids listed in Table 2 were used. 

 

Table 2: Plasmids for gene expression in cell lines. 

Plasmid  Source 

pcDNA3.1‐HA‐FAT10  (Hipp, Raasi et al. 2004) 

pcDNA3.1‐HA‐FAT10GG  (Aichem, Pelzer et al. 2010) 

pcDNA3.1‐His‐3xFlag‐FAT10  (Chiu, Sun et al. 2007) 

pcDNA6‐FAT10  Nicola Catone, Kreuzlingen 

pCMV‐myc‐VCP   Dr. Annette Aichem, Kreuzlingen 

pCMV‐myc‐VCP E578Q  this work 

pCMV‐HA‐EGFP   this work 

pEGFP‐N1‐HA‐FAT10  PD Dr. Gunter Schmidtke, Konstanz 

pEGFP‐N1‐HA‐FAT10 N term  PD Dr. Gunter Schmidtke, Konstanz 

pEGFP‐N1‐HA‐FAT10 C term  PD Dr. Gunter Schmidtke, Konstanz 

pBi‐Tet‐HA‐Nub1L  PD Dr. Gunter Schmidtke, Konstanz 

pBi‐Tet‐TA  Clontech 

pcDNA3.1‐HA‐Nub1LUBA  PD Dr. Gunter Schmidtke, Konstanz 

pcDNA3.1‐HA‐Nub1LUBL   PD Dr. Gunter Schmidtke, Konstanz 

pcDNA3‐ss‐YFP2‐1‐Antitrypsin  Prof. Dr. Hans‐Peter Hauri, Basel  pcDNA3‐ss‐YFP2‐1‐Antitrypsin Z mutant   Prof. Dr. Hans‐Peter Hauri, Basel   

     

For production of recombinant proteins the constructs shown in Table 3 were transformed 

site  Gene Target 

plasmid  Aim 

VCP  pSumo  Cloning of VCP for  expression in bacteria

4.6 siRNA 

The knockdown of endogenous FAT10 was achieved by transfection of the four siRNAs (40 nM  each): 

5’‐cccauaugacagcgugaaatt‐3’, 5’‐agcauucuuugucuauuaatt‐3’,  5’‐gggauuuaaugaccuuugatt‐3’, 5’‐gauugugacuugcaauggatt‐3’. 

As unspecific control the AllStars Negative Control siRNA (40 nM; SI03650318, Qiagen) was  used. 

 

4.7 Quantitative real‐time PCR 

For verification of the knockdown of endogenous FAT10 RNA from HEK293 cells was prepared  using the RNeasy® Mini Kit (Qiagen) according to the manufacturer’s protocol. 1 g RNA was  transcribed into cDNA using the High Capacity cDNA Reverse Transcription kit (Applied  Biosystems).  For  the  PCR  reaction  the  TaqMan®  Fast  Universal  Master  Mix  (Applied  Biosystems) was used with FAM‐primers for FAT10 (Hs00197374_m1, life technologies) and  the housekeeping gene GAPDH (Hs99999905_m1) in the 7900HT Fast Real‐time PCR system  (Applied Biosystems) as recommended by the manufacturer. 

 

4.8 Recombinant proteins 

E.coli BL21(DE3) were transformed with the respective plasmids and grown in HSG medium  (13.5 g/L peptone, 7 g/L yeast extract, 14.9 g/L glycerol, 2.5 g/L NaCl, 2.3 g/L K2HPO4, 1.5 g/L 

KH2PO4, 0.14 g/L MgSO4*7H2O, pH7.0) at 37 °C to an OD600 of 0.6. Protein expression was  induced by addition of 0.4 mM isopropyl ‐D‐thiogalactosidose (IPTG) at 30 °C for 3.5 h. 

Bacteria were lysed in lysis buffer (20 mM sodium phosphate, pH 7.5, 150 mM NaCl, 40 mM  Imidazol, 5 mM ‐ME, 1 tablet complete mini protease inhibitor® (Roche)/100 mL, 1 M  Pepstatin A) in a Cell Disruptor at 2.5 kbar and 4 °C. 6xHis‐Sumo‐protein was purified by affinity  chromatography using a HiTrapTM IMAC HP 5 mL column by the ÄKTATMexplorer system (GE  Healthcare) controlled by the UNICORNTM software (GE Healthcare). 6xHis‐Sumo was cleaved 

by subsequent affinity chromatography. Recombinant proteins were stored in Tris buffer (20  mM Tris, pH 7.5, 150 mM NaCl, 5% glycerol) at ‐80 °C. 

 

In Table 5 all used recombinant proteins are listed. 

 

Table 5: Recombinant proteins used for in vitro assays. 

Recombinant protein  Source 

3xFlag‐FAT10  Johanna Bialas, Kreuzlingen

6xHis‐VCP  this work (plasmid provided by A. Buchberger) 6xHis‐VCPC  this work (plasmid provided by A. Buchberger) 6xHis‐VCPN  this work (plasmid provided by A. Buchberger) 6xHis‐VCPNC  this work (plasmid provided by A. Buchberger) 6xHis‐VCP ND1  this work (plasmid provided by A. Buchberger) 6xHis‐VCP N only  this work (plasmid provided by A. Buchberger) Diubiquitin, linear  Enzo Life Science

FAT10  Nicola Catone, Kreuzlingen 

Flag‐UBA6  Enzo Life Science 

GST  Dr. Annette Aichem, Kreuzlingen 

GST‐FAT10  Dr. Annette Aichem, Kreuzlingen 

His‐ISG15  Enzo Life Science

Sumo  Enzo Life Science

Ulp1‐6xHis  Nicola Catone, Kreuzlingen

VCP  this work 

  

 

4.9 In vitro assays 

Because of impurities and degradation the real content of the actual protein in a preparation  of recombinant proteins differs from the protein content measured by NanoDrop 1000  Spectrophotometer (Thermo Scientific). Thus for in vitro assays the amount was adjusted  giving similar band intensities on coomassie gels. The stated amounts correspond to the  measured values, but do not necessarily reflect real protein content. 

For binding domain studies 6 g His‐VCP, 5.7 g His‐VCPC, 3.8 g His‐VCPN, 3.6 g His‐

VCPNC, 2.9 g His‐VCPND11.3 g His‐VCP N only, 20 g GST‐FAT10 and 5 g GST were  incubated in Tris buffer (10 mM Tris, pH7.6, 25 mM NaCl, 5 mM MgCl2, 4 mM ATP, 0.1% (v/v)  Triton X‐100, 1x Complete mini® protease inhibitor) for 30 min at 4 °C on a roller.  

For in vitro FAT10ylation (Aichem, Catone et al. 2014) 0.5 g recombinant Flag‐UBA6 (Enzo  Life Sciences) was used as E1 enzyme with an ATP recovery system (5 U/mL inorganic  pyrophosphatase, 20 mM creatinphosphate, 4 g/mL creatinphosphokinase) with or without  4 mM ATP and incubated with 0.5 g VCP and 1.8 g FAT10 for 30 min at 30 °C in a shaker. 

The colorimetric  ATPase assay PiColorLockTM  Gold (Innova Biosciences) was performed  corresponding to the manufacturer’s protocol, including previous incubation with PiBindTM  resin for 30 min at 4 °C on a roller to remove any residual phosphate. In a 96‐well plate 5 g  recombinant VCP and 10 g 3xFlag‐FAT10 per well were incubated with 0.5 mM ATP and 5  mM MgCl2 containing 10 mM Tris buffer (pH7.5) at RT and the reaction was stopped every 5  min starting after 15 min up to 50 min using ‘Gold mix’. Samples were prepared in duplicates  and read out in a SpectraFluor Plus microplate reader (Tecan) at 630 nm. 

For the radioactive ATPase assay 1.25 g (12.8 nmol) recombinant VCP and increasing  amounts of FAT10 or ULMs (molar ratio 0.2, 1, 5 and 10) were incubated in Tris buffer (10 mM  Tris, pH7.5, 5 mM MgCl2) for 20 min on ice. ‐32P labelled ATP (9.25 MBq (250 Ci) activity; 

12.5 mM; Hartmann Analytic) was diluted with the same Tris buffer to 1.25 mM. After addition  of 1 L ATP, samples were incubated for 20 min at 37 °C. 1 L of the samples was spotted on  to a Polygram© CEL 300 PEI thin layer chromatography (TLC) plate (Macherey‐Nagel) and  separated by TLC in running buffer (0.7 M lithium chloride, 1 M acetic acid) for 20 min at RT. 

Radioactivity was visualized by a Personal Molecular ImagerTM (PMI) system (Bio‐Rad). ATPase 

4.10  Gel filtration chromatography 

For analytical gel filtration chromatography recombinant proteins were concentrated up to 5‐

6 mg/mL and 1 mL containing either FAT10 or VCP alone or both together, preincubated for  30 min at 4 °C, was loaded onto a SuperdexTM 200 10/300 GL prep grade gel filtration column  (GE Healthcare). Chromatography was performed with a Tris buffer (20 mM Tris, pH 7.5, 150  mM NaCl, 5% (v/v) glycerol) by the ÄKTATMexplorer system (GE Healthcare). For determining  the void volume blue dextran (2000 kDa) and for the standard curve the MWGF200 kit 12‐200  kDa (Sigma) containing cytochrome C (12.5 kDa), carbonic anhydrase (29 kDa), albumin (66  kDa), alcohol dehydrogenase (150 kDa) and ‐amylase (200 kDa) was used.