3つの異なる場所までの精密なタンパク質ラベリングのための相互オートホーナルナンセンス抑制システムと結合化学
James S Italia1, Partha Sarathi Addy1, Sarah B Erickson1
1Department of Chemistry , Boston College , 2609 Beacon Street, 246B Merkert Chemistry Center , Chestnut Hill , Massachusetts 02467 , United States.
Journal of the American Chemical Society
|March 27, 2019
まとめ
科学者は3つの異なる非正規アミノ酸 (ncAAs) をオートゴーナル遺伝子コードを使用してタンパク質に挿入する新しい方法を開発しました. この画期的な発見により 精密な多部位タンパク質のラベル付けが可能になり 化学的機能も多様で 生物学的応用も進んでいます
科学分野:
- 生物化学
- 合成生物学
- 分子生物学
背景:
- 先進的な生物学的応用には サイト固有のタンパク質の改変が不可欠です
- 複数の非正規アミノ酸 (ncAAs) をタンパク質に組み込むための現在の方法は限られており,最多2つのncAAsがアーカイアルペアを使用して組み込まれています.
- 複数の異なるncAAsを組み込むためのツールキットの拡張は,新しいタンパク質エンジニアリングに不可欠です.
研究 の 目的:
- サイト特有の3つの異なる非正規アミノ酸 (ncAAs) を単一のタンパク質に組み込むためのシステムを開発する.
- 多数の生物結合ハンドルの互換性を特定し,実証する.
- 3つの異なる部位でタンパク質を同時に特定する
主な方法:
- E. coli のトリプトファニルペアを含む,設計された正方形アミノアシル-tRNA合成/tRNAペアを,アーカイアルチロシルとピロリシルペアと組み合わせた.
- 異なるncAAsを組み込むために,相互に直交したナンセンス抑制システムが使用されました.
- CRACR,SPAAC,およびSPIEDACを含む化学選択式ラベリング反応は,生物結合に使用された.
主要な成果:
- E. coliのトリプトファニルペアとチロシルペアまたはピロリシルペアを組み合わせて2つの異なるncAAsを成功裏に組み込むことが実証されました.
- 3つの直交のペアを組み合わせることで,3つの異なるncAAsを同時に1つのタンパク質に組み込むことができる.
- CRACR,SPAAC,SPIEDACの互換性を示し,迅速で,触媒のない,異なる化学実体を持つ複数の場所のタンパク質のラベル付けを行いました.
結論:
- 最多3つの異なる非正規アミノ酸 (ncAAs) をタンパク質に特定して組み込むための新しいシステムが確立されています.
- 開発された方法は,互換性のある生物結合化学を用いて,複数の事前に定義された場所での正方形タンパク質のラベル付けを可能にします.
- この進歩は,合成生物学におけるタンパク質工学と機能化の能力を大幅に拡張します.
関連する概念動画
Conjugated Proteins
27.6K
Simple proteins and protein complexes contain only amino acids. In contrast, many other proteins, called conjugated proteins, covalently bond with non-protein moieties.
Nucleoproteins are protein complexes that contain nucleic acids, categorized as deoxyribonucleoproteins (DNPs) or ribonucleoproteins (RNPs) respectively. The nucleosome is a typical example of a DNP where nuclear DNA is associated with histone proteins. The major antigen for the Covid-19 virus SARS-CoV is an RNP that is critical...
Nucleoproteins are protein complexes that contain nucleic acids, categorized as deoxyribonucleoproteins (DNPs) or ribonucleoproteins (RNPs) respectively. The nucleosome is a typical example of a DNP where nuclear DNA is associated with histone proteins. The major antigen for the Covid-19 virus SARS-CoV is an RNP that is critical...
27.6K
Conjugated Proteins
3.2K
3.2K
Nonsense-mediated mRNA Decay
11.8K
The Upf proteins that carry out nonsense-mediated decay (NMD) are found in all eukaryotic organisms, including humans. Each protein has an individual role, but they need to work in collaboration. Upf1 is an ATP-dependent RNA helicase that unwinds the RNA helix. Because Upf1 can unwind any RNA, Upf2 and Upf3 are required to help Upf1 discriminate between nonsense and normal mRNAs.
Usually, Upf3 binds to an Exon Junction Complex (EJC) at mRNA splice sites. If a ribosome fully translates the mRNA,...
Usually, Upf3 binds to an Exon Junction Complex (EJC) at mRNA splice sites. If a ribosome fully translates the mRNA,...
11.8K
Nonsense-mediated mRNA Decay
3.3K
3.3K
Frost Circles for Different Conjugated Systems
3.6K
The inscribed polygon method is consistent with Hückel’s 4n + 2 rule and helps to learn whether the given cyclic compound is aromatic or not. The compound is stable and aromatic if every bonding molecular orbital (MO) is completely filled with a pair of electrons. However, if the non-bonding or antibonding orbitals are filled with electrons, the compound is unstable and not aromatic. Consider the Frost circle diagrams for cycloalkenes containing 4 to 8 carbons.
3.6K
UV–Vis Spectroscopy of Conjugated Systems
8.4K
Organic compounds with conjugated double bonds show strong absorption features in the UV–visible region of the electromagnetic spectrum attributed to π → π* electronic excitations. Generally, a UV–vis absorption spectrum is recorded as a plot of absorbance vs wavelength. The wavelength of maximum absorbance, which manifests as a peak in the absorption spectrum, is denoted as λmax.
One of the factors influencing λmax is the extent of conjugation in...
One of the factors influencing λmax is the extent of conjugation in...
8.4K


