Proteintemplat-vermittelter Acyltransfer: eine chemische Methode für die Markierung von Membranproteinen an lebenden Zellen†
Ulrike Reinhardt
Institut für Chemie, Humboldt-Universität zu Berlin, Brook-Taylor-Straße 2, 12489 Berlin (Deutschland)
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Institut für Biochemie, Universität Leipzig, Brüderstraße 34, 04103 Leipzig (Deutschland)
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Prof. Dr. Oliver Seitz
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Institut für Chemie, Humboldt-Universität zu Berlin, Brook-Taylor-Straße 2, 12489 Berlin (Deutschland)Search for more papers by this authorDieses Projekt wurde vom Schwerpunktprogramm der Deutschen Forschungsgemeinschaft (SPP 1623) finanziell unterstützt.
Abstract
Eine neue Methode zur chemischen Proteinmarkierung läuft mit hoher Zielspezifität innerhalb weniger Minuten ab und ermöglicht eine freie Wahl des Reportermoleküls. Sie beruht auf Peptidtemplaten, die einen Thioester und ein N-terminales Cystein so ausrichten, dass eine Acyltransferreaktion bei nanomolarer Konzentration möglich wird. Das Zielprotein wird N-terminal mit einem 22 Aminosäure langen Cys-E3-Peptid (Akzeptor) ausgestattet, das mit einem Reporter-tragenden K3-Peptid (Donor) ein Coiled-Coil bilden kann. Dadurch wird die Übertragung des Reportermoleküls auf den Akzeptor am Zielprotein ausgelöst. Weil die Ligierung der wechselwirkenden Peptide vermieden wird, ist der Massenzuwachs am Zielprotein minimal. Zur Veranschaulichung der Methode werden die rasche Fluoreszenzmarkierung und die fluoreszenzmikroskopische Untersuchung des humanen Y2-Rezeptors an lebenden Zellen gezeigt.
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References
- 1
- 1aI. Böhme, A. G. Beck-Sickinger, Cell Commun. Signaling 2009, 7, 16;
- 1bY. Takaoka, A. Ojida, I. Hamachi, Angew. Chem. 2013, 125, 4182;
10.1002/ange.201207089 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 4088.
- 2
- 2aV. W. Cornish, K. M. Hahn, P. G. Schultz, J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 8150;
- 2bY. Zeng, T. N. C. Ramya, A. Dirksen, P. E. Dawson, J. C. Paulson, Nat. Methods 2009, 6, 207;
- 2cA. Banerjee, T. D. Panosian, K. Mukherjee, R. Ravindra, S. Gal, D. L. Sackett, S. Bane, ACS Chem. Biol. 2010, 5, 777;
- 2dL. Wang, Z. W. Zhang, A. Brock, P. G. Schultz, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100, 56;
- 2eJ. A. Codelli, J. M. Baskin, N. J. Agard, C. R. Berozzi, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 11486;
- 2fQ. Wang, T. R. Chan, R. Hilgraf, V. V. Fokin, K. B. Sharpless, M. G. Finn, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 3192;
- 2gC. W. Tornøe, C. Christensen, M. Meldal, J. Org. Chem. 2002, 67, 3057;
- 2hJ. M. Baskin, J. A. Prescher, S. T. Laughlin, N. J. Agard, P. V. Chang, I. A. Miller, A. Lo, J. A. Codelli, C. R. Bertozzi, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2007, 104, 16793;
- 2iN. J. Agard, J. A. Prescher, C. R. Bertozzi, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15046;
- 2jM. Wiessler, C. Kliem, P. Lorenz, E. Müller, H. Fleischhacker, EP2006012414, 2006;
- 2kM. L. Blackman, M. Royzen, J. M. Fox, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 13518;
- 2lN. K. Devaraj, R. Weissleder, S. A. Hilderbrand, Bioconjugate Chem. 2008, 19, 2297.
- 3A. Keppler, S. Gendreizig, T. Gronemeyer, H. Pick, H. Vogel, K. Johnsson, Nat. Biotechnol. 2002, 21, 86.
- 4A. Gautier, A. Juillerat, C. Heinis, I. R. Correa, M. Kindermann, F. Beaufils, K. Johnsson, Chem. Biol. 2008, 15, 128.
- 5G. V. Los, L. P. Encell, M. G. McDougall, D. D. Hartzell, N. Karassina, C. Zimprich, M. G. Wood, R. Learish, R. F. Ohane, M. Urh, D. Simpson, J. Mendez, K. Zimmerman, P. Otto, G. Vidugiris, J. Zhu, A. Darzins, D. H. Klaubert, R. F. Bulleit, K. V. Wood, ACS Chem. Biol. 2008, 3, 373.
- 6S. Mizukami, S. Watanabe, Y. Hori, K. Kikuchi, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 5016.
- 7P. Wu, W. Q. Shui, B. L. Carlson, N. Hu, D. Rabuka, J. Lee, C. R. Bertozzi, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2009, 106, 3000.
- 8M. W. Popp, J. M. Antos, G. M. Grotenbreg, E. Spooner, H. L. Ploegh, Nat. Chem. Biol. 2007, 3, 707.
- 9B. A. Griffin, S. R. Adams, R. Y. Tsien, Science 1998, 281, 269.
- 10T. L. Halo, J. Appelbaum, E. M. Hobert, D. M. Balkin, A. Schepartz, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 438.
- 11P. E. Dawson, T. W. Muir, I. Clarklewis, S. B. H. Kent, Science 1994, 266, 776.
- 12
- 12aD. H. Lee, J. R. Granja, J. A. Martinez, K. Severin, M. R. Ghadiri, Nature 1996, 382, 525;
- 12bK. Severin, D. H. Lee, A. J. Kennan, M. R. Ghadiri, Nature 1997, 389, 706;
- 12cK. Severin, D. H. Lee, J. A. Martinez, M. R. Ghadiri, Chem. Eur. J. 1997, 3, 1017;
- 12dS. Yao, I. Ghosh, R. Zutshi, J. Chmielewski, Angew. Chem. 1998, 110, 489;
Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37, 478;
10.1002/(SICI)1521-3773(19980302)37:4<478::AID-ANIE478>3.0.CO;2-V CAS PubMed Web of Science® Google Scholar
- 12eN. Brauckhoff, G. Hahne, J. T. H. Yeh, T. N. Grossmann, Angew. Chem. 2014, 126, 4425;
10.1002/ange.201400681 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 4337.
- 13
- 13aT. N. Grossmann, O. Seitz, Chem. Eur. J. 2009, 15, 6723;
- 13bT. N. Grossmann, O. Seitz, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 15596;
- 13cT. N. Grossmann, L. Roeglin, O. Seitz, Angew. Chem. 2008, 120, 7228;
10.1002/ange.200801355 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 7119;
- 13dJ. Michaelis, A. Maruyama, O. Seitz, Chem. Commun. 2013, 49, 618;
- 13eJ. Michaelis, G. J. v. d. H. van Noort, O. Seitz, Bioconjugate Chem. 2014, 25, 18.
- 14Y. Yano, A. Yano, S. Oishi, Y. Sugimoto, G. Tsujimoto, N. Fujii, K. Matsuzaki, ACS Chem. Biol. 2008, 3, 341.
- 15J. R. Litowski, R. S. Hodges, J. Biol. Chem. 2002, 277, 37272.
- 16Dieses Coiled-Coil-Motiv wurde auch von Ball et al. zur Rh-katalysierten Biotinylierung von Proteinen in Zelllysaten bei hoher Konzentration (100 μM) des Markierungsagens genutzt:
- 16aZ. Chen, B. V. Popp, C. L. Bovet, Z. T. Ball, ACS Chem. Biol. 2011, 6, 920;
- 16bZ. Chen, F. Vohidov, J. M. Coughlin, L. J. Stagg, S. T. Arold, J. E. Ladbury, Z. T. Ball, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 10138.
- 17Siehe Hintergrundinformationen für Details zur Synthese.
- 18
- 18aC. Walther, K. Morl, A. G. Beck-Sickinger, J. Pept. Sci. 2011, 17, 233;
- 18bR. E. Mercer, M. J. S. Chee, W. F. Colmers, Front. Neuroendocrinol. 2011, 32, 398.
- 19
- 19aA. Roloff, O. Seitz, Bioorg. Med. Chem. 2013, 21, 3458;
- 19bA. Roloff, O. Seitz, Chem. Sci. 2013, 4, 432.
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