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天然アミノ酸配列のコイル状コイルモチーフ間の特異的認識による生きた細胞表面上での可逆的なタンパク質共役化の研究
Reversible Protein Conjugation on Live Cell Surfaces by Specific Recognition between Coiled-Coil Motifs of Natural Amino Acid Sequences.
PMID: 32678573 DOI: 10.1021/acs.biomac.0c00569.
抄録
本研究では、天然アミノ酸配列間の特異的認識を利用したペプチド、タンパク質、さらには生細胞への可逆的な共有結合結合法を提案しています。本研究では、天然のアミノ酸配列間の特異的な認識に基づいて、ペプチドやタンパク質、さらには生きた細胞までもが可逆的に共有結合する方法を提案しています。これらの修飾されたヘプタド配列は、それぞれCCKとCCEと呼ばれ、お互いを特異的に認識し、システイン残基間にジスルフィド結合を形成することができる。その結果、CCK配列とCCE配列を有するペプチドとタンパク質との共有結合が効率的かつ選択的に形成されることを明らかにした。また、共役したペプチドとタンパク質は、生物学的に許容されるマイルドな還元剤で処理することで可逆的に解離することを明らかにした。CCKやCCE配列は天然のアミノ酸から構成されているため、不自然な化学添加物を添加することなく細胞内で発現し、ペプチドやタンパク質、細胞を選択的に共役させることができます。実際に、我々は、生きた細胞表面上でのタンパク質の可逆的なコンジュゲーションや、CCK-CCEコンジュゲーション戦略による異なるタイプの細胞間のコンジュゲーションを示しています。
In this study, we propose a reversible covalent conjugation method for peptides, proteins and even live cells based on specific recognition between natural amino acid sequences. N-terminal valines (V) of two triple heptad sequences, (VAALEKE)3 and (VAALKEK)3, are replaced with cysteines (C). The modified heptad sequences, termed as CCK and CCE, respectively, can specifically recognize each other and induce the formation of a disulfide bond between cysteine residues. We show efficient and selective covalent conjugation between peptide and proteins with CCK and CCE sequences. In addition, the conjugated peptides and proteins are reversibly dissociated by treatment with a biologically tolerable mild reductant. Since CCK and CCE sequences consist of natural amino acids, they are expressed in cells without the addition of unnatural chemical additives and can be used to selectively conjugate peptides, proteins, and cells. Actually, we show reversible conjugation of proteins on live cell surfaces and, finally, cell-to-cell conjugation between different types by the CCK-CCE conjugation strategy.