Cesko.wiki Chemicky indukovaná dimerizace
Author
Albert FloresChemicky indukovaná dimerizace (CID) je biologický mechanismus, při kterém se dva proteiny vážou pouze v přítomnosti určité malé molekuly, enzymu nebo jiného dimerizačního činidla. Geneticky upravené CID systémy se používají v biologickém výzkumu ke kontrole lokalizace proteinů, k manipulaci signálních drah a k indukci aktivace proteinu. Schéma chemicky indukované dimerizace. Dva proteiny, které normálně neinteragují (nahoře), se vážou v přítomnosti dimerizačního činidla (dole).
Dějiny
První CID systém s malou molekulou byl vyvinut v roce 1993 a používal FK1012, derivát léčiva takrolimus (FK506), k indukci homodimerizace FKBP. Tento systém byl použit in vivo k indukci vazby mezi buněčnými povrchovými receptory, které se nemohly vázat normálním způsobem, protože jim chyběla transmembránová a extracelulární doména. +more Přidání FK1012 k buňkám způsobilo přenos signálu.
Chemicky indukované dimerizační systémy
| Cílové proteiny | Dimerizační činidlo | Reference | |
|---|---|---|---|
| FKBP | FKBP | FK1012 | |
| FKBP | kalcineurin A (CNA) | FK506 | |
| FKBP | CyP-Fas | FKCsA | |
| FKBP | FRB (FKBP-rapamycin-binding) doména mTOR | rapamycin | |
| GyrB | GyrB | coumermycin | |
| GAI | GID1 (gibberellin insensitive dwarf 1) | giberelin | |
| ABI | PYL | kyselina abscisová | |
| ABI | PYR Mandi | mandipropamid | |
| SNAP-tag | HaloTag | HaXS | |
| eDHFR | HaloTag | TMP-HTag | |
| Bcl-xL | Fab (AZ1) | ABT-737 |
Aplikace
CID se používá pro řadu aplikací v biomedicínském výzkumu. Ve většině aplikací je každý dimerizující protein exprimován jako část fúzního konstruktu s jinými zájmovými proteiny. +more Přidání chemického dimerizačního činidla uvede oba konstrukty do vzájemné blízkosti a indukuje interakce mezi sledovanými proteiny. CID se používá k regulaci a monitorování genové transkripce, signální transdukce a posttranslačních modifikací v proteinech.
V poslední době se CID používá také k vytvoření základní součásti biopočítačů, logických hradel, z geneticky upravených buněk. V této aplikaci jsou ve stejné buňce exprimovány dva nezávislé CID systémy, jeden založený na rostlinných proteinech a jeden založený na bakteriálních proteinech. +more Každá sada proteinů může být indukována k dimerizaci přidáním samostatné molekuly. Vytvořením fúzních proteinů s dimerizujícími proteiny, membránově vázanými proteiny a proteiny, které aktivují buněčnou zvlnění, lze vytvořit AND hradlo a OR hradlo, které přijímají chemická dimerizační činidla jako vstupy a jako výstup vracejí zvlněný nebo nezvlněný stav.