Анализ комплементации белковых фрагментов - Protein-fragment complementation assay

В области молекулярная биология, а анализ комплементации белок-фрагмент, или PCA, - это метод идентификации и количественной оценки белок-белковые взаимодействия. В PCA интересующие белки («приманка» и «жертва») ковалентно связаны с фрагментами третьего белка (например, DHFR, который действует как «репортер»). Взаимодействие между приманкой и белками жертвы сближает фрагменты репортерного белка, позволяя им образовывать функциональный репортерный белок, активность которого можно измерить. Этот принцип может быть применен ко многим различным репортерным белкам, а также является основой для дрожжевая двугибридная система, архетипический анализ PCA.

Анализ расщепления белка

Принцип PCA
Общий принцип анализа комплементации белков: белок разделяется на две (N- и C-концевые) половины и восстанавливается двумя взаимодействующими белками, которые сливаются с половинами N и C (здесь называются «приманка» и «жертва», потому что белок-приманка можно использовать для поиска взаимодействующего белка жертвы). Активность восстановленного белка должна легко определяться, например как в зеленый флуоресцентный белок (GFP).

Любой белок, который можно разделить на две части и нековалентно восстановить с образованием функционального белка, можно использовать в PCA. Однако эти два фрагмента имеют низкое сродство друг к другу и должны быть объединены другими взаимодействующими белками, слитыми с ними (часто называемыми «приманкой» и «добычей», поскольку белок приманки может использоваться для идентификации белка жертвы, см. фигура). Белок, который производит детектируемое считывание, называется «репортером». Обычно ферменты, которые придают устойчивость к недостатку питательных веществ или антибиотикам, например дигидрофолатредуктаза или же бета-лактамаза соответственно, или белки, дающие колориметрические или флуоресцентные сигналы, используются в качестве репортеров. Когда флуоресцентные белки восстанавливаются, PCA называется Бимолекулярный флуоресцентный анализ комплементации. Следующие белки были использованы в расщепленных белках PCA:

Рекомендации

  1. ^ Park JH, Back JH, Hahm SH, Shim HY, Park MJ, Ko SI, Han YS (октябрь 2007 г.). «Стратегия комплементации бактериальной бета-лактамазной фрагментации может быть использована в качестве метода для идентификации взаимодействующих белковых пар». Журнал микробиологии и биотехнологии. 17 (10): 1607–15. PMID  18156775.
  2. ^ Реми И., Гаддар Г., Мичник С.В. (2007). «Использование анализа комплементации бета-лактамазного белка-фрагмента для исследования динамических белок-белковых взаимодействий». Протоколы природы. 2 (9): 2302–6. Дои:10.1038 / nprot.2007.356. PMID  17853887.
  3. ^ Тарасов К., Мессье В., Ландри С.Р., Радинович С., Серна Молина М.М., Шамес И., Малицкая Ю., Фогель Дж., Бусси Х., Михник С.В. (июнь 2008 г.). «Карта взаимодействия дрожжевого белка in vivo» (PDF). Наука. 320 (5882): 1465–70. Bibcode:2008Sci ... 320.1465T. Дои:10.1126 / science.1153878. PMID  18467557.
  4. ^ Ма Й, Нагамуне Т., Кавахара М. (сентябрь 2014 г.). «Расщепленная фокальная киназа адгезии для исследования белок-белковых взаимодействий». Журнал биохимической инженерии. 90: 272–278. Дои:10.1016 / j.bej.2014.06.022.
  5. ^ Барнард Э, Тимсон DJ (2010). Сплит-EGFP экраны для обнаружения и локализации белок-белковых взаимодействий в живых клетках дрожжей. Методы молекулярной биологии. 638. С. 303–17. Дои:10.1007/978-1-60761-611-5_23. ISBN  978-1-60761-610-8. PMID  20238279.
  6. ^ Blakeley BD, Chapman AM, McNaughton BR (август 2012 г.). «Сплит-суперпозитивная повторная сборка GFP - это быстрый, эффективный и надежный метод обнаружения белок-белковых взаимодействий in vivo». Молекулярные биосистемы. 8 (8): 2036–40. Дои:10.1039 / c2mb25130b. PMID  22692102.
  7. ^ Cabantous S, Nguyen HB, Pedelacq JD, Koraïchi F, Chaudhary A, Ganguly K, Lockard MA, Favre G, Terwilliger TC, Waldo GS (октябрь 2013 г.). «Новый сенсор белок-белкового взаимодействия, основанный на трехсторонней ассоциации расщепленного GFP». Научные отчеты. 3: 2854. Bibcode:2013НатСР ... 3E2854C. Дои:10.1038 / srep02854. ЧВК  3790201. PMID  24092409.
  8. ^ Martell JD, Yamagata M, Deerinck TJ, Phan S, Kwa CG, Ellisman MH, Sanes JR, Ting AY (июль 2016 г.). «Расщепленная пероксидаза хрена для обнаружения межклеточных белок-белковых взаимодействий и чувствительной визуализации синапсов» (PDF). Природа Биотехнологии. 34 (7): 774–80. Дои:10.1038 / nbt.3563. ЧВК  4942342. PMID  27240195.
  9. ^ Чеканда Э., Сиванесан Д., Мичник С.В. (июнь 2014 г.). «Инфракрасный репортер для обнаружения пространственно-временной динамики белок-белковых взаимодействий». Методы природы. 11 (6): 641–4. Дои:10.1038 / nmeth.2934. PMID  24747815.
  10. ^ Росси Ф., Чарльтон, Калифорния, Блау Х.М. (август 1997 г.). «Мониторинг белок-белковых взаимодействий в интактных эукариотических клетках путем комплементации бета-галактозидазы». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 94 (16): 8405–10. Bibcode:1997PNAS ... 94.8405R. Дои:10.1073 / пнас.94.16.8405. ЧВК  22934. PMID  9237989.
  11. ^ Cassonnet P, Rolloy C, Neveu G, Vidalain PO, Chantier T, Pellet J, Jones L, Muller M, Demeret C, Gaud G, Vuillier F, Lotteau V, Tangy F, Favre M, Jacob Y (ноябрь 2011 г.). «Сравнительный анализ люциферазного анализа комплементации для обнаружения белковых комплексов». Методы природы. 8 (12): 990–2. Дои:10.1038 / nmeth.1773. PMID  22127214.
  12. ^ Fujikawa, Y. et al. (2014) Анализ комплементации расщепленной люциферазы для обнаружения регулируемых белок-белковых взаимодействий в протопластах риса в крупномасштабном формате. Рис 7:11
  13. ^ Ли Ю.К., Родевальд Л.В., Хоппманн К., Вонг Е.Т., Лебретон С., Сафар П., Патек М., Ван Л., Вертман К.Ф., Валь GM (декабрь 2014 г.). «Универсальная платформа для анализа низкоаффинных и временных белок-белковых взаимодействий в живых клетках в реальном времени». Отчеты по ячейкам. 9 (5): 1946–58. Дои:10.1016 / j.celrep.2014.10.058. ЧВК  4269221. PMID  25464845.
  14. ^ Неве Джи, Кассонне П., Видалэйн П.О., Роллой С, Мендоза Дж., Джонс Л., Танги Ф., Мюллер М., Демерет С., Таффоро Л., Лотто В., Рабурдин-Комб С., Траве Дж, Дрико А, Хилл, Делавэр, Видал М., Фавр М., Джейкоб И. (декабрь 2012 г.). «Сравнительный анализ взаимодействия вируса и хозяина с высокопроизводительным анализом комплементации белка на млекопитающих на основе люциферазы Gaussia princeps». Методы. 58 (4): 349–59. Дои:10.1016 / j.ymeth.2012.07.029. ЧВК  3546263. PMID  22898364.
  15. ^ Бинковски Б., Эггерс С., Батлер Б., Швинн М., Слейтер М., Маклейдт Т., Конг М., Вуд К., Фан Ф (май 2016 г.). «Мониторинг внутриклеточных белковых взаимодействий с использованием бинарной технологии NanoLuc® (NanoBiTTM)» (PDF). Промега.
  16. ^ Kolkhof P, Werthebach M, van de Venn A, Poschmann G, Chen L, Welte M, Stühler K, Beller M (март 2017 г.). «Анализ комплементации люциферазного фрагмента для обнаружения взаимодействий белок-белок, связанных с липидными каплями». Молекулярная и клеточная протеомика. 16 (3): 329–345. Дои:10.1074 / mcp.M116.061499. ЧВК  5340998. PMID  27956707.
  17. ^ Wehr MC, Laage R, Bolz U, Fischer TM, Grünewald S, Scheek S, Bach A, Nave KA, Rossner MJ (декабрь 2006 г.). «Мониторинг регулируемых белок-белковых взаимодействий с использованием расщепленного TEV». Методы природы. 3 (12): 985–93. Дои:10.1038 / nmeth967. PMID  17072307.
  18. ^ Дюнклер А., Мюллер Дж., Джонссон Н. (2012). Обнаружение белок-белковых взаимодействий с помощью сенсора Split-Ubiquitin. Методы молекулярной биологии. 786. С. 115–30. Дои:10.1007/978-1-61779-292-2_7. ISBN  978-1-61779-291-5. PMID  21938623.

дальнейшее чтение