우리는 자연적으로 관련이 없는 단백질 간의 통신을 유도할 수 있는 합성 '화학적 변환기'를 개발하기 위한 지침을 제시합니다. 또한 성장 인자(growth factor)가 해독 효소를 활성화하고 결과적으로 항암 전구약물의 절단을 조절할 수 있도록 하는 특정 '변환기'를 합성하고 테스트하기 위한 자세한 프로토콜이 제시되어 있습니다.
방법 논문
우리는 자연적으로 관련이 없는 단백질 간의 통신을 유도할 수 있는 합성 '화학적 변환기'를 개발하기 위한 지침을 제시합니다. 또한 성장 인자(growth factor)가 해독 효소를 활성화하고 결과적으로 항암 전구약물의 절단을 조절할 수 있도록 하는 특정 '변환기'를 합성하고 테스트하기 위한 자세한 프로토콜이 제시되어 있습니다.
신호 전달 경로는 서로 상호 작용하고 높은 특이성으로 서로를 활성화하는 신호 단백질의 기능에 의해 매개됩니다. 따라서 이러한 단백질의 기능을 모방하는 합성 물질은 부자연스러운 신호 전달 단계를 생성하고 결과적으로 세포의 기능을 변경하는 데 사용될 수 있습니다. 우리는 네이티브 단백질 간의 인위적인 통신을 유도할 수 있는 '화학적 트랜스듀서'를 설계하기 위한 지침을 제시합니다. 또한 혈소판 유래 성장 인자(PDGF)와 글루타티온-S-전이효소(GST)라는 두 가지 관련 없는 단백질 간의 통신을 유도할 수 있는 특정 '변환기'를 합성하고 테스트하기 위한 자세한 프로토콜을 제시합니다. 이러한 부자연스러운 PDGF-GST 통신이 항암 전구약물의 절단을 제어하는 데 사용될 수 있는 방법도 제시되어 '인공 신호 전달 요법'에 이러한 시스템을 사용할 수 있는 가능성을 나타냅니다. 이 연구는 세포 내 단백질-단백질 통신을 매개하고 결과적으로 인공 세포 신호 경로를 유도하는 데 사용될 수 있는 이 등급의 추가 '변환기' 개발을 촉진하기 위한 것입니다.
신호 전달 경로는 거의 모든 세포 과정에 중요한 역할을 담당하고, 셀이 급속히 환경 신호에 응답 할 수있다. (1)이 경로는 종종 세포 내 효소의 활성 결과 세포 외 수용체에 시그널링 분자의 결합에 의해 유발된다. 증폭 및 세포 내 신호 전달이 효소는 높은 특이성을 가역적으로 활성화되는 단백질 - 단백질 상호 작용의 네트워크를 형성하는 신호 전달 단백질의 작용에 의해 매개된다. 이러한 네트워크의 조절 곤란 자주 암 발생을 유도하기 때문에, 약물 악성 신호 전달 경로를 방해하도록 설계된다 '암 신호 전달 요법'이 확립에 많은 관심이 있었다. 최근 부자연 신호 전달 경로를 생성하는 약물의 능력에 의존하여 전달 요법을 알리기 위해 다른 방법을 제안 하였다.
이러한 접근의 가능성을 증명하기 위해, 최근 인 글루타치온 에스 - 트랜스퍼 라제 (GST)를 활성화시켜 항암 전구 약물의 분해를 유발 혈소판 유래 성장 인자 (PDGF)를 가능하게하는 합성 '화학 변환기'4 작성한 하지 자연 바인딩 파트너. 이 '변환기'의 구조에 대한 GST 가의 억제제 수정 항 PDGF의 DNA 앱 타머 구성된다. 따라서,이 합성 에이전트에 결합 부위와 분자의 가족에 속하는다른 단백질, 이량의 5-7와 같은 화학 유도 (식별자) 8 ~ 10도 올리고 뉴클레오티드 합성 분자 복합체를 기반으로 단백질 바인더의 그룹. 11-21
이러한 시스템의 설계의 기초가되는 일반적인 원리는 본 명세서에 기술되고 합성 종래 효소 분석법이 '변환기'의 기능을 테스트하기위한 상세한 프로토콜이 제공된다. 이 작업은 세포 단백질 간의 통신을 매개하고, 따라서, 인공 세포 신호 전달 경로를 유도하는 데 사용될 수있다,이 클래스의 추가적인 '센서'를 개발 촉진하기위한 것이다.
도 1은 비 천연 단백질 간의 통신을 매개 할 수있는 합성 '화학 센서'의 동작 원리를 설명한다. 제자를위한 합성 바인더 통합이 그림은 '화학 센서'에서고용주 식별 번호 (EIN) I 및 II (바인더 I 및 II)는 자연 바인딩 파트너가 아닌 단백질의 촉매 활성 I를 트리거하는 단백질 II 수 있습니다. II 단백질의 부재에서, 변환기는 효소 (단백질 I)의 촉매 사이트를 결합하고 그 활성 (도 1의 상태 II)를 억제한다. 단백질 II의 '변환기'결합, 단, 그 결과의 유효 농도를 단백질 I. 향해 친화력을 감소 바인더 I 단백질 II의 표면 (도 1의 상태 ⅲ) 사이의 상호 작용을 촉진 ' 솔루션 무료 '트랜스 듀서는 트랜스 듀서 단백질의 해리 리드하는 감소 I 복잡하고 단백질 I의 재 활성화에 (그림 1, 상태 ⅳ). (1) '변환기', 단백질 목표의 각각에 대해 (2) 상호 작용 betwe을 특정 바인더가 있어야합니다 함께 다음 단계는 효율적인 '변환기'의 디자인을 기본 세 가지 기본 원칙을 강조바인더 II 단백질 엉 II 내가 단백질 II의 표면과 상호 작용 할 수 있어야 바인더 I 단백질 I, (3) 바인더 사이의 상호 작용보다 더 강한해야합니다. 이 마지막 원칙은 반드시 단백질 II 향해 높은 친화력 및 선택성을해야 내가 혼자 바인더를 필요로하지 않습니다. 대신, 단백질에 근접 합성 분자를 가져 오는 것은,이 단백질 분자의 표면 사이의 상호 작용을 촉진 할 가능성이 있음을 보여 우리의 최근의 연구에 기초한다. 19,22,23

그림 1 :. '화학 트랜스 듀서는'활성 단백질 I (상태 I)에 추가 될 때 '화학 센서'의 작동 원리, 그것은 바인더를 통해 활성 부위에 I를 결합하여 그 활성 (주 II)를 억제한다. II 단백질의 존재하지만, 결합되지 않은 "화학 transducer '는 바인더 I 단백질 II의 표면 사이의 상호 작용을 촉진 바인더 II를 통해 단백질 II와 상호 작용합니다. 이 유도 바인더 I-단백질 II 상호 작용은 내가 복잡하고 단백질에 내가 재 활성화 (상태 IV). 'transducer' 단백질의 해리 리드 바인더 I의 유효 농도를 감소 여기를 클릭하십시오이 그림의 더 큰 버전을 볼 수 .
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'화학 트랜스 듀서'의 1. 합성
2. PDGF에 의해 GST의 활동을 제어
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설계, 합성 및 PDGF와 GST 사이에 인공 커뮤니케이션을 유도 할 수있는 '화학 센서'의 작용 메커니즘은 그림 2에 제시되어있다. '변환기'의 구조는 PDGF DNA 앱 타머 및 비스 - 에타 크린 아미드를 통합 (BEA ), 각각 26 nm의 144 nm의, 알려진 GST 억제제 (그림 2a). (19)이 바인더 (해리 상수, K d 개를 '변환기', 즉 다른 친 화성을 가진 두 PDGF와 GST를 결합 할 수 있도록 '들)이다 이러한 설계에있어서 또. 4는 PDGF 결합하면 BEA 유닛과 현저 BEA 억제제의 효능을 감소시킬 PDGF의 표면 사이의 비특이적 인 상호 작용을 유도한다. 19,22,23도 2b는 예시 이 시스템을 기본 운영 메커니즘. 활성 GST의 '변환기'를 가산하면,EA 개의 유...
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우리는 천연 단백질을 변형하지 않고 자연적으로 관련이 없는 두 단백질인 GST와 PDGF 사이의 인공 통신을 유도할 수 있는 '화학 변환기'를 설계하고 테스트하는 방법을 제시했습니다. 부자연스러운 GST-PDGF 통신은 '화학 변환기'가 있는 상태에서 GST 활성의 변화를 추적하고 PDGF 농도를 증가시키는 효소 분석을 사용하여 실시간으로 감지할 수 있습니다. PDGF에 의한 GST의 활성화를 검출하는 것 외에도, 이러한 분석은 경쟁 압타머에 의한 GST의 비활성화와 항암 전구약물의 PDGF 매개 절단을 추적하는 데 사용되었습니다. 올리고뉴클레오티드 입력에 반응하여 단백질의 활성을 제어할 수 있는 다른 전환 가능한 단백질 결합제가 기술되었습니다. 26 그러나, 본원에 기술된 프로토콜은 천연 단백질의 존재에 반응하는 새로운 종류의 단백질 결합제의 기능을 따르는 수단을 실증한다. 이러한 방식으로 단백질 바이오마커에 의한 효소 조절을 실시간으로 감지할 수 있으며, 이는 이러한 시스템을 사용하여 전구약물 및 GST의...
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저자는 공개할 것이 없습니다.
이 연구는 미네르바 재단, HFSP 조직 및 유럽 연구위원회 그랜트에 의해 지원되었다 (부여 338265 시작).
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