Repórteres do produto químico de Bioorthogonal

Os repórteres químicos de Bioorthogonal são os repórteres exógenos pequenos que não alteram quimicamente as biomoléculas que são etiquetados a. Seus meios pequenos do tamanho não interferem com a expressão genética ou a função da proteína e podem conseqüentemente produzir uns resultados mais seguros em estudos da pesquisa.

Crédito de imagem: bogdanhoda/Shutterstock

Uma das maneiras de compreender processos celulares é seguir moléculas diferentes usando repórteres. Etiquetar uma proteína com a proteína fluorescente verde (GFP) é uma das maneiras as mais populares de seguir o lugar e o movimento das proteínas dentro de uma pilha.

As proteínas da fusão de GFP são muito amplamente utilizadas como sua seqüência do ADN podem ser adicionadas à extremidade de um gene, e não exige nenhuns factores adicionais. Contudo, o tamanho de GFP é bastante grande que poderia possivelmente afectar a expressão e a função da proteína a que é etiquetado.

Também, as etiquetas como GFP podem somente ser aplicadas à proteína e às não outras biomoléculas tais como glycans e lipidos. Similarmente, os conjugado do anticorpo são um outro método para seguir biomoléculas dentro das pilhas. Além disso, o tamanho é um factor considerável aqui que poderia alterar os mesmos parâmetros que tenta medir.

Com tal fim, as moléculas pequenas para etiquetar e relatar a localização das biomoléculas são uma área de pesquisa cada vez mais interessante. As moléculas pequenas podem atravessar as membranas intra e intercellular facilmente e não afectam a mobilidade e as propriedades das moléculas que está relatando. Uma tal aproximação é uso de repórteres do produto químico do bioorthogonal.

Projetando repórteres do produto químico do bioorthogonal

O repórter pequeno é etiquetado idealmente a um andaime do alvo e não induz nenhumas mudanças estruturais. Os andaimes do alvo são seleccionados geralmente tais que estão usados pela maquinaria celular. Por exemplo, um dos andaimes do alvo é os ácidos aminados, que levam os grupos químicos ortogonais. Estes ácidos aminados são empregados pela pilha durante a tradução de proteínas.

Um outro exemplo é o uso de levar dos monosaccharaides (andaime) repórteres químicos que é incorporado nos glycans da superfície da pilha pela pilha. Alguns dos repórteres químicos do bioorthogonal existente são discutidos abaixo.

Seqüências do peptide de Bioorthogonal

Um dos repórteres químicos do bioorthogonal é uma seqüência do peptide que consista em um motivo do tetracysteine (CCXXCC), onde XX podem ser todos os dois ácidos aminados, proline e a glicina seja desejável.

Este repórter do hexapeptide é fundido ao gene da proteína do alvo e expressado nas pilhas. É muito menor do que GFP e fornece uma alternativa viável sem induzir perturbação estruturais na proteína do alvo.

Cetonas e aldeídos

As cetonas e os aldeídos como repórteres químicos podem etiquetar glycans e metabolitos assim como proteínas secundários. Apesar da possibilidade de reacções de condensação da cetona e do aldeído, isto está limitado geralmente em organismos vivos enquanto exige um pH de 5-6, que não é viável para a maioria de pilhas vivas.

São usados melhor em superfícies da pilha e no ambiente extracelular, porque os metabolitos baseados em cetonas e em aldeídos estam presente dentro da pilha. Conseqüentemente, a cetona e os aldeídos caem sob a categoria de repórteres químicos biorestricted `'.

Azoturetos

Os azoturetos são um outro tipo de repórter químico viável. Estão abióticos e nao actuais em tecido vivo. Não reagem com água nem não se submetem à oxidação nem não se reagem com as aminas e os nucleophiles.

Embora possam se submeter à redução, exige o aquecimento vigoroso (100°C). São muito estáveis em temperaturas fisiológicos e assim, são os repórteres químicos viáveis. São actualmente amplamente utilizados como drogas, como AZT.

Introdução de repórteres químicos do bioorthogonal em biomoléculas

Como cetonas, os aldeídos e os azoturetos não estão naturalmente actuais nos 20 ácidos aminados naturais, a incorporação destes grupos em proteínas envolvem a adição de ácidos aminados não naturais. Por exemplo, uma das maneiras de incorporar o ácido aminado não natural é substituir o ácido aminado natural com seu analogue alterado que contem um destes resíduos.

Para evitar mais a competição com ácido aminado natural, as bactérias podem ser feitas auxotrophic para um ácido aminado particular antes que um analogue não natural estreitamente relacionado esteja adicionado. Isto significa que as bactérias estão feitas para exigir a presença do ácido aminado particular a fim poder crescer. Conseqüentemente, as bactérias incorporam então o ácido aminado não natural nas proteínas feitas durante o crescimento.

Similarmente, estes grupos químicos podem ser adicionados aos lipidos colocando estes grupos químicos às proteínas farnesylated. O grupo do farnesyl é uma parte do lipido do isoprenoid que seja cargo-translationally adicionado às proteínas. Assim, os grupos químicos ortogonais diferentes podem ser adicionados aos grupos-alvo se seu caminho biosysthetic é tolerante dos precursores que estiveram alterados.

Repórteres químicos de Bioorthogonal para estudar a função da proteína

Independentemente da utilização esta repórter para estudar a localização da molécula do alvo, foram usados igualmente para analisar a função da enzima onde o repórter visualiza a actividade catalítica um pouco do que a localização.

Os repórteres químicos de Bioorthogonal têm as aplicações de grande envergadura para analisar proteínas do alvo sem induzir alterações químicas e estruturais. Têm que ser quimicamente selectivos (isto é não ligamento não especìfica), não devem degradar rapidamente dentro de uma pilha, e não devem acumular pilhas internas. Assim, muito poucos repórteres químicos passam estes critérios estritos.

Contudo, diversos desafios permanecem no uso destes repórteres químicos, primeiramente a competição entre carcaças nativas e ácidos aminados não natural alterados, lipidos, e açúcares. Ainda, possuem diversas vantagens sobre proteínas fluorescentes como GFP que são actualmente amplamente utilizados relatar moléculas do alvo.

Fontes:

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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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