生細胞における定量タンパク質ラベリングは,エンコードされたテトラジンのレドックス状態を制御することによって行われる

科学分野:

• 化学生物学
• バイオテクノロジー
• 分子イメージング

背景:

• サイト固有のタンパク質の改変は,生物学的研究と薬の開発に不可欠です.
• 1,2,4,5-テトラジン (Tet) 残留物は,生体系における定量的なラベル付けのための急速な運動性を提供します.
• 細胞内リドックス環境は,TETの反応性に影響し,ラベリング効率を制限する.

研究 の 目的:

• 生体細胞における Tet ベースのタンパク質のラベリングの評価と改善のための方法を開発し,検証する.
• 細胞内リドックス状態がTET残基の反応性に与える影響を調査する.
• 細胞内でのラベリングを 強化するために調整可能な レドックス・ポテンシャルを持つ新しい Tet 変種を設計する.

主な方法:

• 標識の完全性を評価するために,ゲルシフトアッセイを"PEGチェーサーアッセイ"に適応する.
• 光酸化を用いて,縮小されたTET形式を活性化された形式に変換する.
• 遺伝子コードの拡張を用いて,異なる酸化還元能力を持つ新しいTET非正規アミノ酸 (ncAAs) をコードする.

主要な成果:

• PEGチェーサー検査は,生体細胞で,ラベルをつけられたタンパク質と,ラベルをつけられていないタンパク質を,うまく区別します.
• 細胞内では酸化 (Tz) と減少 (DHTz) の間の均衡状態にある.
• 新しい Tet3H ncAAは,5分以内に完全なタンパク質改変で光活性化ラベルを可能にします.

結論:

• 細胞内ラベルを最適化するための鍵となる戦略は,テト残基の酸化還元状態を制御することです.
• 調節可能なリドックスポテンシャルを持つ設計されたTet ncAAsは,生体細胞におけるTet化学の有用性を大幅に拡張します.
• 生物系におけるタンパク質の定量的な改変のための迅速かつ効率的な方法である.