Un residuo de histidina conservado impulsa la dependencia de la exteína en una exteína mejorada atípicamente dividida

Área de la Ciencia:

• Biotecnología
• Biología Química
• Biología molecular

Sus antecedentes:

• El transesplicado de proteínas mediado por inteína dividida (PTS) es crucial para la ligadura de proteínas en biotecnología.
• Las secuencias de extein que flanquean a los inteins pueden impedir la eficiencia del empalme, lo que limita las aplicaciones de PTS.
• Las inteínas divididas atípicas, como "Cat", muestran una alta sensibilidad a las secuencias de N-extein.

Objetivo del estudio:

• Diseñar un sistema de separación de proteínas mejorado con una mayor tolerancia a los residuos de N-extein desfavorables.
• Investigar la base mecanicista de la dependencia de las exteínas en las exteínas divididas atípicas.
• Ampliar la utilidad de la tecnología split intein en la ingeniería de proteínas.

Principales métodos:

• Evolución dirigida utilizando PCR propenso a errores y selección basada en células para generar inteínas mejoradas.
• Espectroscopia de resonancia magnética nuclear en solución para el estudio de la dinámica de las proteínas.
• Simulaciones de dinámica molecular (DM) para analizar las interacciones de los residuos y los cambios conformacionales.

Principales resultados:

• Se desarrolló "Cat*", una inteína dividida por ingeniería que exhibe una actividad PTS significativamente mejorada con secuencias problemáticas de N-extein.
• Se identificó el papel crítico de un residuo de histidina de bloque B conservado (His78) en la mediación de la dependencia de la exteína.
• Se ha demostrado que Cat* supera las limitaciones de empalme previamente observadas relacionadas con la exteína.

Conclusiones:

• La inteína Cat* modificada amplía la aplicabilidad de las inteínas divididas atípicamente en la ligadura de proteínas.
• La comprensión de la dinámica de los residuos clave como His78 proporciona información sobre las interacciones entre la exteína y la inteína.
• Este trabajo avanza en el desarrollo de herramientas robustas de ingeniería de proteínas para la biotecnología.