BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
HỆ THỐNG THÔNG TIN QUỐC GIA VỀ KHOA HỌC, CÔNG NGHỆ VÀ ĐỔI MỚI SÁNG TẠO

Lọc theo danh mục
  • Năm xuất bản
    Xem thêm
  • Lĩnh vực
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  33,231,624
  • Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

10403 - Hoá lý

Trương Thị Tinh Tươm(3), Nguyễn Đắc Nguyên Phúc, Phan Hùng Việt, Đặng Thanh Dũng(2), Phan Thị Phượng Trang(1)

Dimer hóa protein dung hợp với rhau bởi g-quadruplex có cấu trúc song song

Dimerization of rhau-fused proteins by parallel g-quadruplex

Tạp chí Khoa học - Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh

2021

3

548-558

1859-3100

CFP, Dimer hóa, FRET, G-quadruplex, RHAU, YFP

CFP, Dimerization, FRET, G-quadruplex, RHAU, YFP

Protein dimer có vai trò quan trọng trong hoạt động sống của tế bào như hoạt hóa enzyme, truyền tín hiệu qua các thụ thể và điều hòa biểu hiện gen. Các phương pháp dimer hóa protein bởi các phân tử trung gian ra đời nhằm giúp con người chủ động trong việc điều hòa các quá trình sinh học. G-quadruplex là một phân tử có tiềm năng dimer hóa protein thông qua liên kết đặc hiệu với 2 phân tử RHAU (RNA helicase liên kết với vùng trình tự giàu adenine và uracil). Tuy nhiên đến nay, chức năng này của G-quadruplex vẫn chưa được nghiên cứu rộng rãi. Trong nghiên cứu dưới đây, chúng tôi đã dòng hóa vector pTD14 mang gen mã hóa YFP dung hợp với peptide RHAU và biểu hiện, tinh chế protein RHAU-YFP. Sự dimer hóa hai protein RHAU-YFP và RHAU-CFP thông qua G-quadruplex được kiểm tra bằng phản ứng FRET. Kết quả cho thấy, vector pTD14 đã được dòng hóa thành công có thể được biểu hiện tạo protein RHAU-YFP trong điều kiện nhiệt độ 16OC, nồng độ IPTG 0,05 mM trong 24 giờ. Protein RHAU-YFP được tinh chế một lần qua cột His-Trap. Phản ứng FRET cho thấy G-quadruplex có khả năng dimer hóa protein RHAU-YFP và RHAU-CFP trong điều kiện thí nghiệm và nồng độ G-quadruplex 500 μM cho khả năng dimer hóa cao nhất. Các kết quả trên là tiền đề cho việc ứng dụng G-quadruplex để điều hòa các quá trình sinh học trong nghiên cứu y dược, bảo vệ sức khỏe con người.

The dimerization of proteins plays an important role in cellular activities such as enzyme activation, signal transmission through receptors and regulation of gene expression. Methods that mediate protein dimerization are introduced and developed to help regulate biological processes. G-quadruplex is a potential molecule mediating the dimerization of proteins through specifically binding to two RHAU peptides. However, to date, this function of G-quadruplex has not been extensively studied. In this study, we cloned vector pTD14 carrying the yfp gene fusing with RHAU peptide. RHAU-YFP protein was then expressed and purified. Dimerization of this protein and RHAU-CFP protein was mediated by G-quadruplex and observed by FRET reaction. The results showed that RHAU-YFP protein could be expressed from the cloned vector pTD14 under the temperature of 16OC and the IPTG concentration of 0.05 mM in 24 hours. The highest amount of the target protein was yielded with imidazole concentrations between 20 mM and 100 mM when purified through His-tag column. The FRET reaction showed that G-quadruplex was capable of mediating the dimerization of proteins RHAU-YFP and RHAU-CFP under the experimental conditions and G-quadruplex at concentration of 500 μM for the highest dimerization ability. The results can be used for further studies on the application of G-quadruplex to regulate biological processes in medical research.

TTKHCNQG, CTv 138

Xem toàn văn
  • [1] Truong, T. T. T., Cao, C., & Dang, D. T. (2020), Parallel G-quadruplex-mediated protein dimerization and activation.,RSC Advances, 10(50), 29957-29960. doi:10.1039/d0ra06173e
  • [2] Sun, Z. Y., Wang, X. N., Cheng, S. Q., Su, X. X., & Ou, T. M. (2019), Developing Novel G-Quadruplex Ligands: f-rom Interaction with Nucleic Acids to Interfering with Nucleic Acid(-)Protein Interaction.,Molecules, 24(3). doi:10.3390/molecules24030396
  • [3] Spencer, D. M., Wandless, T. J., Schreiber, S. L., & Crabtree, G. R. (1993), Controlling signal transduction with synthetic ligands.,Science, 262(5136), 1019-1024. doi:10.1126/science.7694365
  • [4] Rhodes, D., & Lipps, H. J. (2015), G-quadruplexes and their regulatory roles in biology,Nucleic Acids Res, 43(18), 8627-8637. doi:10.1093/nar/gkv862
  • [5] Renatus, M., Stennicke, H. R., Scott, F. L., Liddington, R. C., & Salvesen, G. S. (2001), Dimer formation drives the activation of the cell death protease caspase 9.,Proc Natl Acad Sci U S A, 98(25), 14250-14255. doi:10.1073/pnas.231465798
  • [6] Matthews, J. M., & Visvader, J. E. (2003), LIM-domain-binding protein 1: a multifunctional cofactor that interacts with diverse proteins,EMBO Rep, 4(12), 1132-1137. doi:10.1038/sj.embor.7400030
  • [7] Marianayagam, N. J., Sunde, M., & Matthews, J. M. (2004), The power of two: protein dimerization in biology.,Trends Biochem Sci, 29(11), 618-625. doi:10.1016/j.tibs.2004.09.006
  • [8] Lipps, H. J., & Rhodes, D. (2009), G-quadruplex structures: in vivo evidence and function.,Trends Cell Biol, 19(8), 414-422. doi:10.1016/j.tcb.2009.05.002
  • [9] Liao, X., Zhang, B., Blatt, M. R., & Jenkins, G. I. (2019), A FRET method for investigating dimer/monomer status and conformation of the UVR8 photoreceptor.,Photochem Photobiol Sci, 18(2), 367-374. doi:10.1039/c8pp00489g
  • [10] Lattmann, S., Giri, B., Vaughn, J. P., Akman, S. A., & Nagamine, Y. (2010), Role of the amino terminal RHAU-specific motif in the recognition and resolution of guanine quadruplex-RNA by the DEAH-box RNA helicase RHAU.,Nucleic Acids Res, 38(18), 6219-6233. doi:10.1093/nar/gkq372
  • [11] Inobe, T., & Nukina, N. (2016), Rapamycin-induced oligomer formation system of FRB-FKBP fusion proteins.,J Biosci Bioeng, 122(1), 40-46. doi:10.1016/j.jbiosc.2015.12.004
  • [12] Hussain, S. A. J. a. p. a. (2009), An introduction to fluorescence resonance energy transfer (FRET).,
  • [13] Hirashima, K., & Seimiya, H. (2015), Telomeric repeat-containing RNA/G-quadruplex-forming sequences cause genome-wide al-teration of gene expression in human cancer cells in vivo.,Nucleic Acids Res, 43(4), 2022-2032. doi:10.1093/nar/gkv063
  • [14] Hill, Z. B., Martinko, A. J., Nguyen, D. P., & Wells, J. A. (2018), Human antibody-based chemically induced dimerizers for cell therapeutic applications.,Nat Chem Biol, 14(2), 112-117. doi:10.1038/nchembio.2529
  • [15] Gomes, I., Jordan, B. A., Gupta, A., Rios, C., Trapaidze, N., & Devi, L. A. (2001), G protein coupled receptor dimerization: implications in modulating receptor function.,J Mol Med (Berl), 79(5- 6), 226-242. doi:10.1007/s001090100219
  • [16] Gellert, M., Lipsett, M. N., & Davies, D. R. (1962), Helix formation by guanylic acid,Proc Natl Acad Sci U S A, 48, 2013-2018. doi:10.1073/pnas.48.12.2013
  • [17] Dang, D. T., Nguyen, H. D., Merkx, M., & Brunsveld, L. (2013), Supramolecular control of enzyme activity through cucurbit[8]uril-mediated dimerization,Angew Chem Int Ed Engl, 52(10), 2915-2919. doi:10.1002/anie.201208239
  • [18] Broudy, V. C., Lin, N. L., Bühring, H.-J. r., Komatsu, N., & Kavanagh, T. J. (1998), Analysis of ckit Receptor Dimerization by Fluorescence Resonance Energy Transfer.,Blood, 91(3), 898- 906. doi:10.1182/blood.V91.3.898
  • [19] Ballister, E. R., Aonbangkhen, C., Mayo, A. M., Lampson, M. A., & Chenoweth, D. M. (2014), Localized light-induced protein dimerization in living cells using a photocaged dimerizer,Nat Commun, 5, 5475. doi:10.1038/ncomms6475
  • [20] Bajar, B. T., Wang, E. S., Zhang, S., Lin, M. Z., & Chu, J. (2016), A Guide to Fluorescent Protein FRET Pairs,Sensors (Basel), 16(9). doi:10.3390/s16091488