トリプトファン類のサイト固有の組み込みは,細菌細胞の再結合タンパク質に組み込まれています
1Division of Chemistry and Chemical Engineering and Joseph J. Jacobs Institute for Molecular Engineering for Medicine, California Institute of Technology, Pasadena, California 91125, USA.
研究者らは酵母酵素を設計して,新しいトリプトファンアナログをタンパク質に組み込み,光タンパク質に新しいスペクトル特性を生み出した. これは,ユニークな機能を持つタンパク質を設計するためのツールキットを拡張します.
科学分野:
- バイオケミストリー バイオケミストリー
- 分子生物学は分子生物学である.
- プロテイン工学は,タンパク質の
背景:
- 遺伝子コードは,コードできるアミノ酸に限られている.
- 非正規のアミノ酸 (ncAAs) をタンパク質に組み込むことは,新しい機能と特性を可能にします.
- トリプトファンの類型は,ユニークなスペクトル特性を有する可能性を秘めています.
研究 の 目的:
- 酵母フェニララニル-tRNA合成酵素 (yPheRS) を設計し,特定のトリプトファンの類似体を活性化することができる.
- これらのアナログをE. coli*ホストのタンパク質にサイト固有の組み込みを達成するために.
- これらのアナログが光タンパク質のスペクトル特性に与える影響を調査する.
主な方法:
- 4つのトリプトファンの類似体を活性化するために変異酵母フェニララニル-tRNA合成酵素 (yPheRS (T415G)) を設計しました.
- *E. coli*発現システムで変異酵母フェニララニンアンバーサプレッサーtRNA (ytRNAPheCUA_UG) を利用しました.
- サイト特有の3つの同類 (6-クロロトリプトファン,6-ブロモトリプトファン,ベンゾチエニララニン) をマウリンジヒドロ葉酸還元酵素とシアン光タンパク質変種 (CFP6) に組み込みました.
主要な成果:
- yPheRS (T415G) は,トリプトファンの3つの類似体を, >98%の精度でタンパク質に組み込むために成功裏に活性化しました.
- 位置66のCFP6にアナログを組み込むと,吸収と排出の最大値の青いシフトが生じた.
- ベンゾチエニララニンのアナログは,CFP6.6で有意なストークスシフト (56 nm) を誘導した.
結論:
- エンジニアリングされたtRNA合成酵素は,新しいトリプトファン類のサイト固有の組み込みをタンパク質に可能にします.
- これらのアナログは,光タンパク質のスペクトル特性を調節するために使用することができます.
- 遺伝子でコードされたアミノ酸のレパートリーを拡大することで,特化したスペクトルおよび機能特性を有するタンパク質の設計が容易になります.
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