張文彬課題組發展蛋白質體内拓撲工程新方法

http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acscentsci.7b00104
Liu, D.; Wu, W.-H.; Liu, Y.-J.; Wu, X.-L.; Cao, Y.; Song, B.; Li, X.; Zhang, W.-B.* Topology Engineering of Proteins in Vivo Using Genetically Encoded, Mechanically Interlocking SpyX Modules for Enhanced Stability. ACS Cent. Sci. 2017, DOI: 10.1021/acscentsci.7b00104.
 

  在這篇文章中，我們利用SpyTag-SpyCatcher反應對和p53dim構建了SpyX的蛋白質機械互鎖基元，在體内實現了對蛋白質拓撲結構的廣泛調控，通過體内直接表達即可得到包括蛋白質索烴，“強制型”二聚體和星形蛋白質在内的多種蛋白質拓撲結構。具體而言，SpyX包含AXB和BXA兩種構建方式，其中BXA顯示出比AXB更好的索烴化效率，而BXA得到的蛋白基元也具有比AXB更好的穩定化效果。這和其組成基元在三維空間中排列是密切相關的。對于蛋白的拓撲調控具有以下優點：（1）得到具有兩個N端和兩個C端的多官能化蛋白質樣品，可以應用于水凝膠等用途；（2）得到“強制”二聚體，即使在低濃度也不解離，這對于那些在二聚狀态下才能實現功能的蛋白具有潛在的重要意義；（3）互鎖結構可以顯著增進樣品對于酶切的穩定性，有望增加蛋白質藥物在體内的循環時間。拓撲工程是對于傳統蛋白質工程方法（包括定向進化和環狀排列等）的一種重要的補充。它在不改變蛋白質野生型序列的前提下實現了對蛋白質的穩定性和功能的有效改進。

  該工作得到了科技部863計劃、國家自然科學基金委和中組部青年千人計劃的資助和支持。