Journalistes de produit chimique de Bioorthogonal

Les journalistes chimiques de Bioorthogonal sont de petits journalistes exogènes qui ne modifient pas chimiquement les biomolécules qu'ils sont étiquetés à. Leurs moyens de petite taille ils ne nuisent pas l'expression du gène ou le fonctionnement de protéine et peuvent pour cette raison produire des résultats plus fiables dans des études de recherches.

Crédit d'image : bogdanhoda/Shutterstock

Une des voies de comprendre des processus cellulaires est de suivre différentes molécules utilisant des journalistes. L'étiquetage d'une protéine avec la protéine fluorescente verte (GFP) est l'une des la plupart des façons populaires de tracer l'emplacement et le mouvement des protéines dans une cellule.

Les protéines de fusion de GFP sont très très utilisées pendant que sa séquence d'ADN peut être ajoutée à l'extrémité d'un gène, et elle n'exige aucun facteur complémentaire. Cependant, la taille du GFP est tout à fait grande qui pourrait probablement affecter l'expression et le fonctionnement de la protéine à laquelle elle est étiquetée.

En outre, des balises comme le GFP peuvent seulement être appliquées à la protéine et à de pas autres biomolécules tels que des glycans et des lipides. De même, les conjugués d'anticorps sont une autre méthode pour suivre des biomolécules à l'intérieur des cellules. De nouveau, la taille est un facteur considérable ici qui pourrait modifier les mêmes paramètres qu'elle essaye de mesurer.

À cet effet, les petites molécules pour étiqueter et enregistrer la localisation des biomolécules est un domaine de recherche de plus en plus intéressant. Les petites molécules peuvent traverser d'intra- et intercellulaires membranes facilement et n'affectent pas la mobilité et les propriétés des molécules qu'elle enregistre. Une telle approche est utilisation des journalistes de produit chimique de bioorthogonal.

Modèle des journalistes de produit chimique de bioorthogonal

Le petit journaliste est idéalement étiqueté à un échafaudage d'objectif et n'induit aucune modification de structure. Habituellement les échafaudages d'objectif sont sélectés tels qu'ils sont employés par les machines cellulaires. Par exemple, un des échafaudages d'objectif est des acides aminés, qui transportent les groupes chimiques orthogonaux. Ces acides aminés sont utilisés par la cellule pendant la traduction des protéines.

Un autre exemple est l'utilisation de transporter de monosaccharaides (échafaudage) les journalistes chimiques qui est comporté aux glycans de surface de cellules par la cellule. Certains des journalistes chimiques de bioorthogonal existant sont discutés ci-après.

Séquences de peptide de Bioorthogonal

Un des journalistes chimiques de bioorthogonal est une séquence de peptide qui se compose d'un motif de tetracysteine (CCXXCC), où XX peut être deux acides aminés quelconques, proline et la glycine sont désirable.

Ce journaliste de hexapeptide est protégé par fusible au gène de protéine cible et exprimé en cellules. Il est beaucoup plus petit que le GFP et fournit une alternative viable sans induire des perturbations structurelles dans la protéine cible.

Cétones et aldéhydes

Les cétones et les aldéhydes en tant que journalistes chimiques peuvent étiqueter des glycans et des métabolites ainsi que des protéines secondaires. En dépit de la possibilité de réactions de condensation de cétone et d'aldéhyde, ceci est habituellement limité aux organismes vivants pendant qu'il exige le pH de 5-6, qui n'est pas viable pour la plupart des cellules vivantes.

Elles mieux sont employées sur les surfaces et le milieu extracellulaire de cellules, car les métabolites basées sur des cétones et des aldéhydes sont présentes dans la cellule. Par conséquent, la cétone et les aldéhydes tombent sous la catégorie des journalistes chimiques biorestricted par `'.

Azotures

Les azotures sont un autre type de journaliste chimique viable. Ils sont abiotiques et non présents en tissu vivant. Ils ne réagissent pas avec de l'eau ou ne subissent pas l'oxydation ou ne réagissent pas avec des amines et les nucleophiles.

Bien qu'ils puissent subir la réduction, elle exige le chauffage vigoureux (100°C). Ils sont très stables aux températures physiologiques et ainsi, sont les journalistes chimiques viables. Ils sont actuel très utilisés comme médicaments, comme l'AZT.

Introduction des journalistes chimiques de bioorthogonal dans des biomolécules

Comme cétones, les aldéhydes et les azotures ne sont pas naturellement présents dans les 20 acides aminés naturels, la constitution de ces groupes dans des protéines comporte l'ajout des acides aminés artificiels. Par exemple, une des voies de comporter l'acide aminé artificiel est de remplacer l'acide aminé naturel par son analogue modifié qui contient un de ces résidus.

Pour éviter davantage la concurrence avec de l'acide aminé naturel, les bactéries peuvent être rendues auxotrophiques pour un acide aminé particulier avant qu'un analogue artificiel étroitement lié soit ajouté. Ceci signifie que les bactéries sont effectuées pour exiger de la présence de l'acide aminé particulier afin de pouvoir se développer. Par conséquent, les bactéries comporte alors l'acide aminé artificiel aux protéines effectuées pendant l'accroissement.

De même, ces groupes chimiques peuvent être ajoutés aux lipides en mettant ces groupes chimiques aux protéines farnesylated. Le groupe de farnesyl est une partie de lipide d'isoprenoid qui est goujon-de translation ajouté aux protéines. Ainsi, différents groupes chimiques orthogonaux peuvent être ajoutés aux groupes cibles si leur voie biosysthetic est tolérante des précurseurs qui ont été modifiés.

Journalistes chimiques de Bioorthogonal pour étudier le fonctionnement de protéine

Indépendamment de l'emploi ces journaliste pour étudier la localisation de molécule-cible, ils ont été également habitués pour analyser le fonctionnement d'enzymes où le journaliste conçoit l'activité catalytique plutôt que la localisation.

Les journalistes chimiques de Bioorthogonal ont des applications d'une grande portée pour analyser des protéines cibles sans induire des modifications chimiques et structurelles. Ils doivent être chimiquement sélecteurs (c.-à-d. pas grippage non spécifique), ne devraient pas dégrader rapidement à l'intérieur d'une cellule, et ne devraient pas accumuler les cellules intérieures. Ainsi, très peu de journalistes chimiques réussissent ces critères rigoureux.

Cependant, plusieurs défis demeurent dans l'utilisation de ces journalistes chimiques, principalement la concurrence entre les substrats indigènes et les acides aminés anormalement modifiés, lipides, et sucres. Toujours, ils possèdent plusieurs avantages par rapport aux protéines fluorescentes comme GFP qui sont actuel très utilisées pour enregistrer des molécules-cible.

Last Updated: Feb 26, 2019

Dr. Surat P

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Dr. Surat P

Dr. Surat graduated with a Ph.D. in Cell Biology and Mechanobiology from the Tata Institute of Fundamental Research (Mumbai, India) in 2016. Prior to her Ph.D., Surat studied for a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Zoology, during which she was the recipient of an Indian Academy of Sciences Summer Fellowship to study the proteins involved in AIDs. She produces feature articles on a wide range of topics, such as medical ethics, data manipulation, pseudoscience and superstition, education, and human evolution. She is passionate about science communication and writes articles covering all areas of the life sciences.  

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