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Diversi tipi di proteine, tra cui citochine e fattori di crescita, sono raggruppati in famiglie i cui membri condividono simili strutture tridimensionali ma spesso esercitano funzioni biologiche distinte1,2. Questa diversità funzionale è di solito la conseguenza di piccole differenze nella composizione di aminoacidi all'interno siti attivi3 della molecola. Identificazione di tali siti e funzionali determinanti non solo offrono preziose intuizioni evolutive ma anche per progettare più specifici inibitori e agonisti4. Tuttavia, il gran numero di differenze nella composizione del residuo trovato frequentemente tra proteine strutturalmente correlate complica questo compito. Anche se la costruzione di grandi biblioteche contenenti centinaia di mutanti al giorno d'oggi è fattibile, valutando ogni variazione di singolo residuo e combinazioni di loro rimane ancora un impegnativo e richiede tempo sforzo5.
Tecniche di valutazione l'importanza funzionale delle proteine grandi regioni sono così di valore per ridurre il numero di possibili residui a un numero gestibile6. Proteine tronche sono stati l'approccio più utilizzato per affrontare questo problema. Di conseguenza, le regioni sono considerate essere funzionalmente rilevanti se la funzione della proteina in esame è influenzata tramite l'omissione di una particolare regione7,8,9. Tuttavia, una limitazione importante di questo metodo è che le omissioni possono influenzare la struttura secondaria della proteina, che conduce al misfolding, aggregazione e l'impossibilità di studiare la regione desiderata. Un buon esempio è una versione troncata della citochina oncostatin M (OSM), in cui un'omissione interna più grande di 7 residui ha provocato un mutante misfolded che potrebbe non essere ulteriormente studiato10.
La generazione di proteine chimeriche costituisce un approccio alternativo e innovativo che permette l'analisi delle più grandi regioni della proteina. L'obiettivo di questo metodo è per lo scambio di regioni di interesse in una proteina di sequenze strutturalmente correlate in un'altra proteina, al fine di valutare il contributo delle sezioni sostituite per specifiche funzioni biologiche. Ampiamente usato nel campo della segnalazione recettori per identificare i domini funzionali11,12, proteine chimeriche sono particolarmente utili per lo studio di famiglie di proteine con l'identità dell'amminoacido poco ma conservata struttura secondaria. Esempi appropriati possono essere trovati nella classe di interleukin-6 (IL-6) tipo citochine, come interleukin-6 e ciliary neurotrophic factor (6% identità di sequenza) fattore inibitorio13 o leucemia (LIF) e (20% identità) OSM6, su cui la seguendo il protocollo si basa.