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Nature子刊:熒光蛋白計時器

日期:2012-08-01 08:40:16

要想真正了解活細胞中蛋白質組的動態,就必須對蛋白質周轉(protein turnover)以及蛋白質遷移(protein mobility)進行評估。通常這需要不止一種方法,然而現在一種新型的熒光蛋白計時器使得同時追蹤蛋白質周轉和移動變為可能。相關論文發布在近期的《自然生物技術》(Nature Biotechnology)雜志上。

 

早在十多年前就推出了熒光計時器蛋白;最初的計時器是隨時間改變顏色的熒光蛋白,例如從綠色轉變為紅色。然而技術問題限制了其廣泛的應用。

 

海德堡大學的Michael Knop Elmar Schiebel及同事們現在開發了一種基于兩種不同顏色熒光蛋白融合的“串聯”熒光計時器tFTs。構建tFTs有兩個必要條件:兩種熒光蛋白具有完全分離的發射光譜;它們發出的熒光具有不同且特定特征的動力學。計時器附著到目的蛋白上,翻譯后整體半衰期由兩個熒光部分的亮度比率所決定。tFT的概念是模塊化的,使得具有特定性質的多種熒光蛋白計時器得以構建出來。

 

Knop-Schiebel小組設計的計時器是由單體紅色熒光蛋白mCherry和蛋白超折疊綠色熒光蛋白sfGFP構成。mCherry的成熟半衰期大約是40分鐘,而sfGFP則更快,通常為幾分鐘。因此構建體幾乎在合成之后就變綠,卻隨著時間慢慢變紅。

 

研究人員證實mCherry-sfGFP tFT,具有廣泛的用途,從觀測裂殖酵母有絲分裂過程中紡錘極體(spindle pole bod)和核孔復合物的遺傳機制,到進行高通量篩選鑒別蛋白質周轉的調控因子。mCherry-sfGFP tFT可用于追蹤半衰期在10分鐘至8小時的蛋白質。鑒于它們模塊化的設計,tFTs可利用更快或更慢成熟的紅色熒光蛋白構建用于報告快速事件例如轉錄突發(burst)或慢速事件例如分化。

 

通過將tFTs與全基因組蛋白質標記相結合,可以系統地分析整個蛋白質組的蛋白質動力學。

 


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