자체 랩핑을위한 단백질-디스플레이의 naostructure를 프로그래밍합니다

Lee Hana 이하나 Jun 06, 2025 Jun 06, 2025 1 min read

최근 기사 작은 장소에 특이적인 공유 컨쥬 게이션을 사용하여 단백질 복합-일일 복합재를 컴파일하는 모듈 식 플랫폼을 설명합니다.

이 방법은 정확한 제어를 갖는 안정적인 구조의 생성을 허용합니다. 생성 된 구성은 효소 활성 및 형광과 같은 중요한 기능적 특성을 유지한다.

단백질-단백질 및 단백질의 이점과 상호 작용에 대한 접근을 위해 계층 적 자기 보존을 더 큰 Nanity로 지원합니다.

실험실의 과학자

신용 사진 : Blurryme/Shutterstock.com

배경

DNA와 단백질을 결합하려는 초기 노력은 종종 비 생물 상호 작용 또는 효소 기반 상호 작용 (예 : Snap-Tag 및 Halotag)을 사용했습니다. 이러한 방법은 약간의 제어를 제공하지만 결함이 있습니다. 그들은 종종 특별히 변형 된 DNA가 필요하고 효율이 낮으며 특정 조건에서 불안정 할 수 있습니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 연구원들은 공유 및보다 신뢰할 수있는 장소에 특정한 방법을 사용합니다. 한 방법은 근육 오리 회로 바이러스 (DCV)로부터 바이러스 엔도 뉴 클레아 제의 도메인을 사용하여 단백질을 균일 한 DNA에 부착시킨다. 두 번째 방법은 단백질 사이의 강한 공유 결합을 형성하는 Spycatcher/Spytag 시스템을 사용합니다. 이 두 가지 방법은 함께 크고 구성된 구조를 구축하는 유연한 방법을 제공하며 단백질은 기능을 유지합니다.

현재 연구

이 연구는 새로운 연결 기술과 단백질 설계 및 구조 분석을 결합합니다. 두 가지 주요 시스템에 중점을 둡니다. 먼저, DCV 도메인은 특정 효소 활성을 통해 단백질을 DNA에 연결하여 단백질이 DNA와 관련된 위치를 정확하게 제어 할 수있게한다. 둘째, Spycatcher/Spytag 시스템은 단백질을 연결하여 정의 된 모양과 크기로 더 큰 회로를 형성합니다.

연구원들은 코일 랩핑 된 코일과 루시페라 자와 같은 효소를 포함하여 구조적 단백질 및 기능성 단백질을 모두 사용했습니다. 이들 단백질을 생산, 정제 후 DNA와 관련시켰다. 더 큰 구조물을 구축하기 위해 팀은 Spycatcher/Spytag를 사용하여 DNA 단백질을 연결했습니다.

생성 된 구성은 여러 기술을 사용하여 연구되었습니다. 다중 컷 스프레이 (SEC-MALS)로 크기를 배제하기위한 크로마토 그래피를 사용하여 분자 질량을 측정하고 얼마나 많은 단위가 연결되어 있는지 측정 하였다. 작은 각도 (SAXS)로 X- 레이의 분무는 구조의 형태에 대한 통찰력을 주었고 전자 현미경은 어셈블리의 시각적 확인을 제공했습니다.

또한 단백질이 연결 및 조립 후 계속 작용했는지 여부를 테스트했습니다. 그들은 루시퍼 라제 및 형광 표시 단백질의 활성을 측정했다. 또한, 그들은 DNA를 제거하거나 제어하여 DNA 시프트를 사용하여 효소 활성을 켜거나 제외 할 수 있음을 보여 주었다.

결과 및 토론

이 연구는이 플랫폼이 기능을 유지하는 단백질 나이트를 안정적으로 구축 할 수 있음을 보여줍니다. DCV 도메인을 사용한 단백질과 DNA 사이의 공유 연결은 효과적이고 안정적이었다. 이어서, 이들 연결된 단백질은 스파이 카처/스파이 태그 방법을 사용하여 나노 섬유, 나노 로다 및 나노 페라와 같은 더 큰 구조로 조립 될 수있다.

테스트는 구조가 모양을위한 것이고 안정적임을 확인했습니다. 단백질은 기능적으로 유지되었다. Lucifraza는 여전히 작동하고 있었고 형광 신호는 강했습니다. DNA 시프트를 사용하여 효소를 켜고 끄는 능력은 이들 어셈블리가 다른 신호에 반응하도록 프로그래밍 될 수 있음을 보여준다.

결과는 서로 다른 공유 연결 방법을 결합하면 안정적이고 기능적이며 복잡한 어셈블리가 가능하다는 것을 지적합니다. 오늘날 이전과 달리이 플랫폼은 단백질 기능의 손실없이 고차의 구성을 지원합니다.

또한 상이한 단백질 및 유형의 DNA를 관여시켜 적절하고 다중 사용되는 나노 물질을 구축하기위한 많은 옵션을 열어줍니다. 가능한 용도로는 바이오 스 ZATINATION, 화학 반응, 약물 전달 및 합성 생물학이 포함됩니다.

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결론

DNA의 움직임을 통해 효소 활성을 관리하는 능력은 바이오 센서, 표적 처리 및 스마트 재료와 같이 프로그래밍과 적절한 이러한 vanctures가 어떻게 사용하기에 유용 할 수 있는지를 보여줍니다. 모듈 식 설계는 다른 요구를 충족시키기 위해 다른 단백질 또는 DNA 서열을 쉽게 대체 할 수 있음을 의미합니다.

이 연구는 복잡한 단백질 날 구조를 설계, 구축 및 제어하는 신뢰할 수 있고 적응 가능한 방법을 제공합니다. 광범위한 기능을 갖춘 바이오 하이브리드 시스템을 프로그래밍하는 향후 연구의 단계를 설정합니다. 이 시스템은 분자 설계와 의학, 진단 및 바이오 인스턴스의 현실 세계의 적용 사이의 격차를 해소하는 데 도움이 될 수 있습니다.