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オートディスプレイは、グラム陰性細菌の外表面に目的のタンパク質を挿入するために使用される遺伝子工学技術です。[1] [2]これは、細菌外膜の表面に局在することが知られているタンパク質に目的のタンパク質を結合させることによって実現されます。[1]この技術は1990年代に初めて導入され、現在ではタンパク質研究、創薬、ワクチン開発のために細菌を操作する研究科学やバイオテクノロジーの分野で広く使用されています。[3]
機構
オートディスプレイは、細菌のオートトランスポータータンパク質のメカニズムに基づいています。[4] これらのタンパク質は、N末端にシグナルペプチドを持ち、細菌の内膜を通過してペリプラズムに移行することができます。[4] ペリプラズムでは、タンパク質のC末端にあるβバレルドメインが細菌の外膜に挿入され、残りのタンパク質が通過できるチャネルを形成します。[4]残りのタンパク質はこのチャネルを通って外膜を通過し、細菌の表面に到達します。[4] 表面に到達すると、タンパク質は膜結合βバレルに結合したままになるか、膜から切断されて細胞外環境に分泌されます。[4]オートトランスポーター経路はいくつか知られています。[5]
オートディスプレイは、オートトランスポーターのN末端シグナルペプチドとC末端βバレルの間に目的のタンパク質を挿入することで、このオートトランスポーターシステムを使用します。これにより、目的のタンパク質が通常のオートトランスポーターのメカニズムによって細菌表面に運ばれるようになります。[4]
歴史
オートディスプレイは、グラム陰性細菌のオートトランスポータータンパク質に基づいています。このタンパク質は、淋菌のIgA1プロテアーゼが記述された1980年代後半に初めて発見されました。[3] 1990年代初頭までに、いくつかのグループがIgA1プロテアーゼに異種タンパク質を結合させ、大腸菌でその産物を発現させようと試みましたが、淋菌のIgA1プロテアーゼは大腸菌でうまく発現しなかったため、このシステムの有用性は限られていました。[3]その後、IgA1プロテアーゼは大腸菌固有のオートトランスポーター、つまり腸管病原性大腸菌のAIDA-1タンパク質に置き換えられました。これは、以前に使用されていた淋菌タンパク質よりもはるかに高いレベルで大腸菌で発現したため、このシステムを大規模なバイオテクノロジー用途に使用できるようになりました。[3]
オートディスプレイは、特に細菌の膜を通過できない基質を用いた細胞全体の触媒、精製を伴わないペプチド/タンパク質の発現、固定化ペプチド/タンパク質の発現などの目的で発明されました。[5]
参照
参考文献
- ^ ab Jeffrey M Karp; Weian Zhao (2014年5月30日)。細胞表面のマイクロおよびナノエンジニアリング。ウィリアム・アンドリュー。pp. 66–67。ISBN 978-1-4557-3155-8. 2016年2月14日閲覧。
- ^ Larry A. Sklar (2005年9月2日)。バイオテクノロジーのためのフローサイトメトリー。オックスフォード大学出版局、米国。pp. 218–219。ISBN 978-0-19-518314-6。
- ^ abcd Jose J; Meyer TF (2007). 「オートディスプレイのストーリー、発見からバイオテクノロジーおよびバイオメディカルアプリケーションまで」。Microbiology and Molecular Biology Reviews . 71 (4): 600–19. doi :10.1128/MMBR.00011-07. PMC 2168652. PMID 18063719 .
- ^ abcdef Henderson, IR; Cappello, R; Nataro, JP (2000). 「オートトランスポータータンパク質、進化、およびタンパク質分泌の再定義」Trends Microbiol . 8 (12): 529–532. doi :10.1016/s0966-842x(00)01853-9. PMID 11115743.
- ^ ab Wernerus, H.; Stahl, S. (2004). 「表面工学細菌のバイオテクノロジーへの応用」Biotechnol. Appl. Biochem . 40 (3): 209–228. doi :10.1042/BA20040014. PMID 15035661. S2CID 9395029.
外部リンク
- メカニズム [1]