自噬相关 16 样蛋白 1(ATG16L1)是自噬过程中一种必不可少的蛋白质。ATG16L1 会被募集到吞噬泡上,并将 ATG5-ATG12 复合物募集至吞噬泡,从而促进 LC3 的脂化(从 LC3-I 向 LC3-II 转化),并有助于自噬体的成熟。
丝氨酸 278(Ser278)位点磷酸化的 ATG16L1 仅存在于新形成的自噬体上,因此对其进行定量可作为自噬囊泡形成和自噬诱导的理想替代指标。ATG16L1 与阿尔茨海默病、结直肠癌、心脏病、乳腺癌和慢性髓系白血病等疾病相关。
HTRF 磷酸化 ATG16L1(Ser278)检测用于测定 Ser278 位点磷酸化的 ATG16L1。与蛋白质印迹法(Western Blot)不同,该检测完全基于微孔板进行,无需凝胶、电泳或转膜步骤。HTRF 磷酸化 ATG16L1(Ser278)检测采用两种标记抗体:一种标记供体荧光团,另一种标记受体荧光团。第一种抗体经筛选可特异性结合蛋白质上的磷酸化基序,第二种抗体则能识别该蛋白质,且不受其磷酸化状态影响。蛋白质磷酸化会促使形成包含两种标记抗体的免疫复合物,使供体荧光团与受体荧光团靠近,从而产生 FRET 信号。信号强度与样品中磷酸化蛋白质的浓度直接成正比,为在免洗涤检测格式中评估蛋白质磷酸化状态提供了手段。
phospho-how-it-works-phospho-btk-tyr223-a1.svg(示意图)
双板方案包括:先在 96 孔板中培养细胞,然后裂解细胞,再将裂解物转移至 384 孔低体积检测板中,最后加入 HTRF 磷酸化 ATG16L1(Ser278)检测试剂。该方案能够监测细胞的活力和汇合度。
Two-plate protocol of the HTRF total BRD2 assay(HTRF 总 BRD2 检测的双板方案示意图参考)
使用 HTRF 试剂检测磷酸化 ATG16L1(Ser278)可在单个培养板中完成,该培养板同时用于细胞培养、刺激和裂解。无需洗涤步骤。这种为高通量筛选(HTS)设计的方案可实现小型化,同时保持稳定的 HTRF 检测质量。
One-plate protocol of the HTRF total BRD2 assay(HTRF 总 BRD2 检测的单板方案示意图参考)
将人 PC-3 细胞以不同密度接种到 96 孔板中。在 37°C、5% CO₂条件下孵育 24 小时后,用 2.5 µM 的 mTOR 抑制剂 AZD2014 处理细胞 3 小时(37°C、5% CO₂)。移除培养基后,加入 25 µl 补充的 3 号裂解缓冲液(1X)+ BR(2X),在室温下轻轻振荡 1 小时裂解细胞。细胞裂解后,将 16 µL 裂解物转移至 384 孔低体积白色微孔板中,再加入 4 µL HTRF 磷酸化 ATG16L1(Ser278)检测试剂。室温孵育过夜后记录 HTRF 信号。HTRF 磷酸化 ATG16L1(Ser278)检测仅需每孔 25,000 个 PC-3 细胞即可正确检测到磷酸化 ATG16L1(Ser278)(信噪比 > 3)。选择 100,000 个细胞 / 孔的密度进行药理学验证。
1assay-validation-phospho-ser278-atg16l1-1-64atg16s8peg-64atg16s8peh-64atg16s8pef.svg(验证示意图 1)
将人 U-87 MG 细胞以 100,000 个细胞 / 孔的密度接种到 96 孔板中,使用完全培养基,在 37°C、5% CO₂条件下孵育过夜。用 mTOR 抑制剂 AZD2014 的浓度梯度处理细胞 3 小时(37°C、5% CO₂)。移除培养基后,加入 25 µl 补充的 3 号裂解缓冲液(1X)+ BR(2X),在室温下轻轻振荡 1 小时裂解细胞。细胞裂解后,将 16 µL 裂解物转移至 384 孔低体积白色微孔板中,再加入 4 µL HTRF 磷酸化 ATG16L1(Ser278)或总 ATG16L1 检测试剂。室温孵育过夜后记录两种试剂盒的 HTRF 信号。如预期所示,强效 mTOR 抑制剂 AZD2014 会诱导自噬激活,导致 ATG16L1 的 Ser278 位点磷酸化呈剂量依赖性增加,而对总 ATG16L1 蛋白的表达水平无显著影响。
将人 U-87 MG 细胞以 100,000 个细胞 / 孔的密度接种到 96 孔板中,使用完全培养基,在 37°C、5% CO₂条件下孵育过夜。用 2.5 µM 的 mTOR 抑制剂 AZD2014 和自噬激酶 ULK1/2 抑制剂 ULK-101 的浓度梯度处理细胞 3 小时(37°C、5% CO₂)。移除培养基后,加入 25 µl 补充的 3 号裂解缓冲液(1X)+ BR(2X),在室温下轻轻振荡 1 小时裂解细胞。细胞裂解后,将 16 µL 裂解物转移至 384 孔低体积白色微孔板中,再加入 4 µL HTRF 磷酸化 ATG16L1(Ser278)或总 ATG16L1 检测试剂。室温孵育过夜后记录两种试剂盒的 HTRF 信号。如预期所示,强效双重自噬激酶 ULK1/2 抑制剂 ULK-101 会抑制 AZD2014 诱导的自噬激活,导致 ATG16L1 的 Ser278 位点磷酸化呈剂量依赖性降低,而对总 ATG16L1 蛋白的表达水平无显著影响。
2assay-validation-phospho-ser278-atg16l1-2-64atg16s8peg-64atg16s8peh-64atg16s8pef.svg(验证示意图 2)
3assay-validation-phospho-ser278-atg16l1-3-64atg16s8peg-64atg16s8peh-64atg16s8pef.svg(验证示意图 3)
使用 HTRF 磷酸化 ATG16L1(Ser278)试剂盒评估野生型(WT)和 ATG16 敲除(KO)HAP1 细胞中人磷酸化 ATG16L1(Ser278)的表达水平。将细胞系在培养瓶中培养,在 37°C、5% CO₂条件下孵育 48 小时。然后用 100 nM 的花萼海绵诱癌素 A(Calyculin A)处理细胞 10 分钟。移除培养基后,加入补充的 3 号裂解缓冲液(1X)+ BR(2X),在室温下轻轻振荡 30 分钟裂解细胞。细胞裂解后,将 16 µL 裂解物转移至 384 孔低体积白色微孔板中,再加入 4 µL HTRF 磷酸化 ATG16L1(Ser278)检测试剂。同时,使用 GAPDH 管家基因细胞检测试剂盒(# 64GAPDHPET/G/H)监测 GAPDH 水平:将 4 µL 细胞裂解物用 180 µL 11 号稀释剂预稀释,然后将 16 µL 稀释后的样品与 4 µL HTRF GAPDH 管家基因细胞检测试剂混合。室温孵育过夜后记录两种试剂盒的 HTRF 信号。在两种测试条件下,测得的 GAPDH 水平相当。相比之下,HAP1 野生型细胞中 HTRF 磷酸化 ATG16L1(Ser278)信号显著为阳性,而 HAP1 ATG16 敲除细胞中该信号大幅降低(与阴性信号相当),这证明了 HTRF 磷酸化 ATG16L1(Ser278)检测对 ATG16L1 蛋白检测的特异性。HAP1 ATG16 敲除(10bp 缺失)细胞系来自 Horizon Discovery # HZGHC000296c010,HAP1 野生型细胞系来自 Horizon Discovery # C631。
4assay-validation-phospho-ser278-atg16l1-specificity-64atg16s8peg-64atg16s8peh-64atg16s8pef.svg(特异性验证示意图)
将人(PC-3)、小鼠(C2C12)和大鼠(H4-II-E)细胞系以 100,000 个细胞 / 孔的密度接种到 96 孔板中,使用完全培养基,在 37°C、5% CO₂条件下孵育过夜。用 2.5 µM 的 mTOR 抑制剂 AZD2014 处理细胞 3 小时(37°C、5% CO₂)。移除培养基后,加入 25 µL 补充的 3 号裂解缓冲液(1X)+ BR(2X),在室温下轻轻振荡 1 小时裂解细胞。细胞裂解后,将 16 µL 裂解物转移至 384 孔低体积白色微孔板中,再加入 4 µL HTRF 磷酸化 ATG16L1(Ser278)检测试剂。室温孵育过夜后记录 HTRF 信号。HTRF 磷酸化 ATG16L1(Ser278)检测在测试的 3 个物种的细胞系中均显示出显著的阳性信号,这表明其能够检测人、小鼠和大鼠版本的该蛋白,适用于转化研究。
5assay-validation-phospho-ser278-atg16l1-cross-reactivity-64atg16s8peg-64atg16s8peh-64atg16s8pef.svg(通用性验证示意图)
将 HCT116 细胞在培养瓶中培养,在 37°C、5% CO₂条件下孵育 48 小时。然后用 100 nM 的花萼海绵诱癌素 A 处理细胞 10 分钟。移除培养基后,加入补充的 3 号裂解缓冲液(1X)+ BR(2X),在室温下轻轻振荡 30 分钟裂解细胞。离心 10 分钟后收集可溶性上清液。取等量裂解物,采用蛋白质印迹法(WB)与 HTRF 进行平行比较。结果显示,HTRF 磷酸化 ATG16L1(Ser278)检测的灵敏度是蛋白质印迹法的 4 倍。
6assay-validation-phospho-ser278-atg16l1-wb-comparison-64atg16s8peg-64atg16s8peh-64atg16s8pef.svg(比较示意图)
自噬是一种进化上保守的细胞过程,几乎存在于所有真核细胞中,从酵母到哺乳动物均有发现。自噬对维持体内平衡至关重要,参与多种生理过程,包括应激反应(如饥饿、缺氧、高温)、细胞生长和衰老。相反,自噬机制的功能障碍与癌症、神经退行性疾病、传染病以及心脏和代谢疾病等相关。自噬分为 3 种类型:巨自噬、微自噬和伴侣介导的自噬。巨自噬(以下简称自噬)始于从富含磷脂酰肌醇 3 - 磷酸的膜(如内质网、高尔基体或质膜)上形成芽体,即自噬前体结构(PAS)。这种杯状结构需要由 Atg13、Atg101、FIP200 和 ULK1 蛋白形成的 ULK1/Atg1 复合物。包含在囊泡中的跨膜蛋白 Atg9 参与将 Atg2-Atg18 募集至自噬前体结构。Atg2 蛋白凭借其磷脂转移活性,提供膜延伸所需的磷脂。ULK1 磷酸化并激活 Beclin1,Beclin1 与 Vsp15、Vsp34、Atg14 和 NRFB2/Atg38 结合形成 III 类磷脂酰肌醇 3 - 激酶(PI3KC3 - 复合物 1)。该复合物会产生磷酸肌醇三磷酸(PIP3),进一步引导 PI3P 结合蛋白 Atg18/WIPI 1-4 和 Atg12-Atg5-Atg16 复合物的募集。后者与 Atg4 和 Atg7 一起参与吞噬泡上的 LC3B 脂化(从 LC3-I 向 LC3-II 转化),并有助于自噬体成熟,随后自噬体与溶酶体融合形成自噬溶酶体,其中包裹的细胞成分被降解,其组成成分得以循环利用。
丝氨酸 278 位点磷酸化的 ATG16L1 仅存在于新形成的自噬体上,因此对其进行定量可作为自噬囊泡形成和自噬诱导的理想替代指标。重要的是,其水平不受长期应激或自噬晚期阻滞的影响,而这些因素可能会干扰自噬分析。此外,自噬激酶 ULK1 介导的 ATG16L1 磷酸化是自噬诱导的保守指标,可被多种刺激激活。综上所述,分析 ATG16L1 的磷酸化状态是研究自噬诱导的优良读数。
7phospho-pathway-atg16l1-64atg16s8peg-64atg16s8peh-64atg16s8pef.svg(通路示意图)
- 应用:细胞信号传导
- 品牌:HTRF
- 检测方式:HTRF
- 兼容的裂解缓冲液:1 号裂解缓冲液、2 号裂解缓冲液、3 号裂解缓冲液、4 号裂解缓冲液
- 分子修饰:磷酸化
- 产品类别:试剂盒
- 样品体积:16µL
- 运输条件:干冰运输
- 靶标类别:磷酸化蛋白
- 靶标物种:人类、小鼠
- 技术:时间分辨荧光共振能量转移(TR-FRET)
- 单位规格:500 个检测点