Высокоэффективные и универсальные стратегии доставки белка имеют решающее значение для многих фундаментальных исследований и терапевтического применения. Прямые поставки очищенных белков в клетках является одним из самых безопасных и простых способов для достижения этой цели. 1,2 В отличие от стратегий, которые полагаются на экспрессию генов из нуклеиновых кислот, 3-5 поставка белок не представляет никакого риска инсерционного мутагенеза, не зависит от сотовая транскрипции / трансляции техника и позволяет для немедленного эффекта. Тем не менее, отсутствие простых и обобщению методов наделяя активности клеток проникающим на белки обычно смешивает их непосредственное вступление в клетках. Современные методы, способствующие внутриклеточной доставки белка основаны на использовании природного происхождения или 6-8-клеток, направленных проникающих пептидов, 9-12 наддувом трансдукции доменов, 13,14 наночастиц 15 и липосомы, 16 вирусоподобные частицы 17,18 и полимерные микросфер материалы. 19 К сожалению, многие из этих подходов мешает низких сотовых ставок поглощения, 20,21 плохую стабильность, 22 случайного типа клеток специфичности, 23 низкая эндосомные свойств эвакуации 24 и токсичность. 25 Кроме того, многие белок трансдукции технологии уменьшить биологическую активность доставленного белков. 14
Наша лаборатория ранее показали, что цинк-пальцем нуклеазу (ZFn) белки - химерные эндонуклеаз рестрикции, состоящее из блока программируемого Cys 2 -Его 2 цинк-пальцев ДНК-связывающего белка и области расщепления рестриктазой Фоки 26-28 - по сути своей Cell- проницаемой. 29 Это удивительное клеток проникающим деятельность было показано, что внутреннее свойство специально разработанный области цинк-пальцев, ДНК-связывающий платформы, которая возникла в качестве мощного инструмента для целенаправленного геном ENинженерии, 30-32 и считается результатом созвездии шесть положительно заряженных остатков на поверхности белка. В самом деле, несколько ДНК-связывающих белков, в том числе с-июне и N-ДЭК, как было показано, обладают врожденной способностью пересекать клеточные мембраны. 33 Совсем недавно в нашей лаборатории расширен на этих результатах, и показано, что клетки-проникающей активность цинковых палец (ZIF) домены могут быть использованы для внутриклеточной доставки белков. Генетическая слияние либо одно- или двумя пальцами ZIF доменов в специфических белковых грузов привело к поглощению эффективности, превышающие многие традиционные системы доставки пептидных клеток проникающим. 34 В частности, ЗИФ-опосредованной доставки не поставить под угрозу деятельность плавленого ферментативной груза и способствовало высокие уровни цитозольного доставки. В совокупности эти данные показывают потенциал области ZIF для облегчения эффективного и легкое доставку белков, и, возможно, более разнообразные типы макроМолекулы, в клетки.
Здесь подробная шаг за шагом протокол о том, как реализовать ZIF технологии для доставки белка в клетках млекопитающих представлена. Ранее мы построили набор одно-, двух-, трех-, четырех-, пяти- и шести пальцев ZIF домены, которые не обладают способностью связывать ДНК, в связи с заменой каждого из ДНК-связывающих остатков α-спиральные, но способных доставлять белки в клетках 34 (Рис 1). Производство и трансдукция Изумрудного GFP (EmGFP) в HeLa клеток, используя два пальца ZIF домен описано. Этот протокол является расширяемым почти любого белка, способного растворимого выражения в кишечной палочки и практически любой млекопитающих типа клеток. Ожидаемые результаты предоставляются и стратегии для максимизации производительности этой системы также обсуждается.