Chem. Sci. | 用于在活细胞中进行蓝光诱导的邻近光交联的化学工具

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分享一篇Chemical Science上的文章,其标题是“A chemical tool for blue light-inducible proximity photo-crosslinking in live cells”。本文的通讯作者是Changwook Lee, Jeong Kon Seo和Hyun-Woo Rhee,后者课题组专注于使用合成化学策略开发新的组学生物技术。


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活细胞中,大多数蛋白质间的相互作用发挥着非常重要的作用。然而,只有少数方法可以可靠地揭示其中未知的蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络。邻近标记技术是基于基因可编码酶(如APEX、BioID或TurboID等)来进行邻近蛋白质组标记的策略,其标记半径范围通常从几纳米到数百纳米,即适用于亚细胞器水平的蛋白质组标记。然而,该作用半径对于感兴趣蛋白质(POI)的物理相互作用蛋白组的分析来说偏大。近期,基因编码的化学交联剂(UAA)也通过与附近蛋白质的亲核氨基酸形成交联而实现PPI的捕获,但该系统需要同时表达一套非天然氨基酸的代谢系统。通过在氨基酸中引入芳基叠氮、重氮或双吖丙啶等官能团,研究者可以在紫外光的条件下交联并捕获附近的蛋白。然而,该方法不可避免地会引入来自蛋白质组范围内非特异性结合UAA的毒性和对活系统具有不利影响的紫外线照射等问题。

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为了克服当前邻近标记和光交联技术的问题,本文作者开发一种可以在活细胞中,使用可见光激活的化学配体与邻近蛋白质进行光交联反应的方法,取名为Spotlight。该方法利用的化学配体为4-叠氮基-N-乙基-1,8-萘二甲酰亚胺(AzNP),在蓝光的照射下能转化为活性芳基氮烯物质。作者利用HaloTag系统,共价捕获活细胞中的卤代烷AzNP,从而有效地将AzNP 传送到POI,从而实现AzNP的引入。利用这个方法,作者通过成像以及western bloting的方式检测到了活细胞中POI的蓝光诱导的定位和相互作用蛋白。

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同时,作者还证实了Spotlight与目前邻近TurboID方法相比,具有减小的标记半径,并且该方法能够实时检测蛋白质组中化学或热应激引起的动态变化。最后,作者构建SARS-CoV-2N-V5-HaloTag-AP的HEK 293T的稳定细胞系,并且利用质谱的方法表征了SARS-CoV-2 N蛋白的宿主相互作用组。作者发现了22个蛋白质为“N-蛋白的相互作用组”,其中绝大多数的蛋白为RNA结合蛋白。最终也证实了G3BP1 和 SARS-CoV-2N 之间存在物理相互作用,这与之前的发现一致。

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总而言之,本文作者发展了一种基于AzNP在可见光诱导能够在短距离内邻近标记蛋白质的相互作用组的新方法,该方法可以直接研究SARS CoV-2N蛋白的相互作用蛋白。

本文作者:LSC
责任编辑:KLH
文章链接:
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2022/sc/d1sc04871f
文章引用:DOI: 10.1039/d1sc04871f


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