生体細胞とIn Vivoにおけるチロシナーゼベースの近接性ラベリング

科学分野:

• プロテオミクス
• 分子生物学と細胞生物学
• 生物化学

背景:

• 臓器細胞のタンパク質構成要素とタンパク質の隣人を理解することは,臓器細胞の機能とタンパク質ネットワークの解明に不可欠です.
• 近接ラベル付け (PL) は空間プロテオミクスの強力な技術ですが,APEX,BioID,TurboIDなどの既存の酵素には,細胞毒性,遅い運動性,高い背景などの制限があります.
• バイオコンパティビリティ,速度,および特異性のある改善されたPL酵素が必要である.

研究 の 目的:

• 新しい細菌のチロシナーゼ (BmTyr) を近接標識酵素として導入し,特徴づけること.
• 生体細胞における H2O2 のない,素早い,低背景のタンパク質タグ付けにおける BmTyr の有用性を示す.
• リガンド結合したBmTyrを用いた in vivo PLの戦略を開発し,それを神経伝達物質受容体タンパク質の研究に適用する.

主な方法:

• バクテリアのチロシナーゼ (BmTyr) の遺伝的エンコーディング
• BmTyrのサブセルラー溶解PLと生細胞におけるプロテオミクスの適用
• 生きたマウスの脳モデルにおける in vivo PL のリガンド結合BmTyr戦略の設計.

主要な成果:

• BmTyrは効率的なPL酵素として機能し,生きている細胞で10分以内にH2O2フリーラベリングを可能にします.
• BmTyrは,既存の方法と比較して,迅速なラベリング運動と低い背景バイオチニレーションを示しています.
• リガンド結合のBmTyrは,マウスの脳シナプスにおける神経伝達物質受容体 (Grm1とDrd2) の周囲のタンパク質を成功裏に識別した.

結論:

• バクテリアのチロシナーゼ (BmTyr) は,近接ラベリングのための新しい多用途酵素であり,現在のPLツールよりも利点があります.
• BmTyrは,細胞環境と体内の環境の両方で,迅速で特異的で生物互換性の高い空間プロテオミクスを促進します.
• この研究は,近接性ラベリングのツールキットを拡張し,臓器機能とタンパク質の相互作用ネットワークの発見を強化すると約束しています.