BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
HỆ THỐNG THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Lọc theo danh mục
  • Năm xuất bản
    Xem thêm
  • Lĩnh vực
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  23,525,915
  • Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

34

Sinh học phân tử

Đặng Thanh Dũng(2), Phan Thị Phượng Trang(1)

Cảm ứng sự dimer hóa protein bởi trình tự DNA chứa hai cấu trúc g-quadruplex

DNA consisting 2 g-quadruplex structure-induced dimerization of protein

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

2022

3

449-457

1859-3100

2G4, CFP, Dimer, Protein, YFP

2G, CFP, Dimer, Protein, YFP

Sự dimer protein đóng vai trò quan trọng trong hầu hết các quá trình sinh học như phiên mã, sao chép, truyền tín hiệu, hoạt hóa enzyme...Do đó, kiểm soát sự dimer của protein sẽ giúp điều hòa các quá trình này trong tế bào. Trong nghiên cứu này, kiểm soát sự dimer hóa của protein được thực hiện bởi trình tự DNA chứa 2 cấu trúc G-quadruplex (2G4). Các protein chỉ thị CFP và YFP sẽ được dung hợp vào peptide RHAU tạo ra lần lượt RHAU-CFP và RHAU-YFP, sau đó sự dimer hóa protein sẽ được phân tích dựa vào sự trao đổi năng lượng giữa CFP và YFP khi 2 protein này gần với nhau bằng kĩ thuật FRET. Tính hiệu FRET được ghi nhận trong hỗn hợp RHAUCFP/RHAUYFP dưới sự hiện diện của 2G4. Điều đó cho thấy được 2G4 có khả năng cảm ứng sự hình thành dimer của protein dung hợp với peptide RHAU trong ống nghiệm. Kết quả này làm tiền đề cho những nghiên cứu về kiểm soát hoạt tính của những protein dimer chức năng bởi cấu trúc 2G4 trong những ứng dụng sinh hóa.

Protein dimerization plays a key role in most biological processes such as transcription, signal transduction, or enzyme activation. Therefore, modulating and controlling the protein dimerization will help regulate this process in cells. In this study, control over protein dimerization was induced by DNA sequencing containing two G-quadruplex (2G4) structures. The fluorescent proteins CFP and YFP were fused with Rhau peptide, resulting in RhauCFP and RhauYFP, respectively. Protein dimerization was analyzed based on the energy transfer between CFP and YFP when these two proteins are close to each other via FRET signaling. The FRET signal was observed in the RhauCFP/RhauYFP mixture under the presence of 2G4. This shows that 2G4 is capable of inducing dimer formation of protein fusing with Rhau in vitro. This result opens up an approach for controlling the activity of functional protein dimerization by the 2G4 in biochemical applications.

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), 29957-29960. doi:doi: 10.1039/d0ra06173e
  • [2] Song, W. J., Sontz, P. A., Ambroggio, X. I., & Tezcan, F. A. (2014), Metals in protein-protein interfaces,Annu Rev Biophys, 43, 409-431. doi:10.1146/annurev-biophys-051013-023038
  • [3] Schultz, L. W., & Clardy, J. (1998), Chemical inducers of dimerization: the atomic structure of FKBP12-FK1012A-FKBP12.,Bioorg Med Chem Lett, 8(1), 1-6. doi:10.1016/s0960- 894x(97)10195-0
  • [4] Schreiber, S. L. (2021), The Rise of Molecular Glues,Cell, 184(1), 3-9. doi:10.1016/j.cell.2020.12.020
  • [5] Rhodes, D., & Lipps, H. J. (2015), G-quadruplexes and their regulatory roles in biology,Nucleic Acids Res. , 43(18), 8627-8637.
  • [6] Pratt, M. R., Schwartz, E. C., & Muir, T. W. (2007), Small-molecule-mediated rescue of protein function by an inducible proteolytic shunt.,Proc Natl Acad Sci U S A, 104(27), 11209-11214. doi:10.1073/pnas.0700816104
  • [7] Nguyen, H. D., Dang, D. T., van Dongen, J. L., & Brunsveld, L. (2010), Protein Dimerization Induced by Supramolecular Interactions with Cucurbit[8]uril.,Angew Chem Int Ed Engl, 49(5), 895-898. doi:10.1002/anie.200904413
  • [8] Mason, J. M., & Arndt, K. M. (2004), Coiled coil domains: stability, specificity, and biological implications,Chembiochem, 5(2), 170-176. doi:10.1002/cbic.200300781
  • [9] 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
  • [10] Mangal, S., Zielich, J., Lambie, E., & Zanin, E. (2018), Rapamycin-induced protein dimerization as a tool for C. elegans research.,MicroPubl Biol, 2018. doi:10.17912/W2BH3H
  • [11] Maizels, N., & Gray, L. T. (2013), The G4 genome.,PLoS Genet, 9(4), e1003468. doi:10.1371/journal.pgen.1003468
  • [12] Maizels, N. (2015), G4-associated human diseases.,EMBO Rep, 16(8), 910-922. doi:10.15252/embr.201540607
  • [13] Kochanczyk, T., Nowakowski, M., Wojewska, D., Kocyla, A., Ejc-hart, A., Kozminski, W., & Krezel, A. (2016), Metal-coupled folding as the driving force for the extreme stability of Rad50 zinc hook dimer assembly,Sci Rep, 6, 36346. doi:10.1038/srep36346
  • [14] Khan, S. B., & Lee, S. L. (2021), Supramolecular Chemistry: Host-Guest Molecular Complexes,Molecules, 26(13). doi:10.3390/molecules26133995
  • [15] Hynes, N. E., & Lane, H. A. (2005), ERBB receptors and cancer: the complexity of targeted inhibitors,Nat Rev Cancer, 5(5), 341-354. doi:10.1038/nrc1609
  • [16] Heddi, B., Cheong, V. V., Martadinata, H., & Phan, A. T. (2015), Insights into G-quadruplex specific recognition by the DEAH-box helicase RHAU: Solution structure of a peptidequadruplex complex.,Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 112(31), 9608-9613. doi:10.1073/pnas.1422605112
  • [17] Hardwick, J. S., Kuruvilla, F. G., Tong, J. K., Shamji, A. F., & Schreiber, S. L. (1999), Rapamycinmodulated transcription defines the subset of nutrient-sensitive signaling pathways directly controlled by the Tor proteins.,Proc Natl Acad Sci U S A, 96(26), 14866-14870. doi:10.1073/pnas.96.26.14866
  • [18] Dang, D. T., & Phan, A. T. (2019), Development of a ribonuclease containing a G4-specific binding motif for programmable RNA cleavage.,Sci Rep, 9(1), 7432. doi:10.1038/s41598- 019-42143-8
  • [19] Dang, D. T., & Phan, A. T. (2016), Development of Fluorescent Protein Probes Specific for Parallel DNA and RNA G-Quadruplexes,Chembiochem, 17(1), 42-45. doi:10.1002/cbic.201500503
  • [20] Dang, D. T., Nguyen, L. T. A., Truong, T. T. T., Nguyen, H. D., & Phan, A. T. (2021), Construction of a G-quadruplex-specific DNA endonuclease.,Chem Commun (Camb), 57(37), 4568-4571. doi:10.1039/d0cc05890d
  • [21] 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
  • [22] Dang D.T., S. J., and Brunsveld L. (2012), Cucurbit [8] uril-mediated protein homotetramerization,Chemical Science, 3(9), 2679-2684.
  • [23] Citri, A., & Yarden, Y. (2006), EGF-ERBB signalling: towards the systems level.,Nat Rev Mol Cell Biol, 7(7), 505-516. doi:10.1038/nrm1962
  • [24] Chao, Y., Shiozaki, E. N., Srinivasula, S. M., Rigotti, D. J., Fairman, R., & Shi, Y (2005), Engineering a dimeric caspase-9: a re-evaluation of the induced proximity model for caspase activation,PLoS Biol, 3(6), e183. doi:10.1371/journal.pbio.0030183
  • [25] Bai, Y., Luo, Q., & Liu, J. (2016), Protein self-assembly via supramolecular strategies,Chem Soc Rev, 45(10), 2756-2767. doi:10.1039/c6cs00004e
  • [26] Ahsan, A. (2016), Mechanisms of Resistance to EGFR Tyrosine Kinase Inhibitors and Therapeutic Approaches: An Up-date.,Adv Exp Med Biol, 893, 137-153. doi:10.1007/978-3-319-24223- 1_7