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タンパク質のin situ環化（INCYPRO）は、バイオテクノロジーおよびバイオメディカル用途のタンパク質および酵素の耐久性を高めるタンパク質工学技術である。 [1] [2]このような用途では、使用するタンパク質が構造的完全性を維持することが不可欠である。[3]しかし、これらの用途に必要な条件のために、タンパク質構造を安定化するためのタンパク質工学が必要となるため、これはしばしば困難である。[4] INCYPRO技術は、タンパク質に分子クラップ（架橋）を結合させることにより、タンパク質が展開する傾向を減らす。結果として得られるINCYPRO架橋タンパク質は、高温および化学変性剤の存在下でより安定している。[5]
テクノロジー
INCYPRO技術は、トリス反応性分子を利用して、タンパク質[1]またはタンパク質複合体[6]内の3つの特定の位置を架橋します。たとえば、INCYPROでは、3つの空間的に整列し、溶媒にアクセス可能なシステインをタンパク質に導入し、トリス求電子剤と反応させます。結果として得られる架橋タンパク質またはタンパク質複合体は、熱ストレスや化学ストレスに対する安定性が向上し、凝集傾向が低下することが示されています。[1] [6]これまでに、タンパク質の融解温度は、1つの設計ステップで最大39°C上昇しました。[6]
例
初期の例としては、トランスペプチダーゼソルターゼAの安定化があり、その結果、高温下およびグアニジニウム塩化物存在下で活性を示すINCYPRO安定化変異体が得られました。[1] [5] INCYPROは、さまざまな架橋分子を利用してヒトアダプターKIXドメインを安定化するためにも適用されています。ここでは、タンパク質の安定性が架橋の親水性に依存することが観察されました。[2]さらに、 Pseudomonas fluorescens エステラーゼ（PFE）やエノイルCoAヒドラターゼなど、いくつかのホモ三量体タンパク質複合体が安定化されました。 [6]これらのケースでは、全体的に二環式トポロジーを持つ酵素複合体が生成されました。
参照
参考文献
- ^ abcd Pelay-Gimeno M、Bange T、 Hennig S 、 Grossmann TN（2018年8月）。 「ネイティブタンパク質のin situ環化：二環式酵素の構造ベース設計」。Angewandte Chemie。57 （ 35 ）：11164〜11170。doi：10.1002/anie.201804506。PMC 6120448。PMID 29847004。
- ^ ab Neubacher S, Saya JM, Amore A, Grossmann TN (2020年2月). 「タンパク質のin situ環化（INCYPRO）：架橋誘導体化がタンパク質の安定性を調節する」. The Journal of Organic Chemistry . 85 (3): 1476– 1483. doi :10.1021/acs.joc.9b02490. PMC 7011175. PMID 31790232.
- ^ Gligorijević V、Renfrew PD、Kosciolek T 、Leman JK、Berenberg D、Vatanen T、et al. (2021年5月)。「グラフ畳み込みネットワークを使用した構造ベースのタンパク質機能予測」。Nature Communications。12 ( 1 ) : 3168。Bibcode :2021NatCo..12.3168G。doi :10.1038/ s41467-021-23303-9。PMC 8155034。PMID 34039967。
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- ^ ab Kiehstaller S, Hutchins GH, Amore A, Gerber A, Ibrahim M, Hennig S, et al. (2023年6月). 「二環式エンジニアリングソルターゼAは変性条件下でトランスペプチダーゼ反応を実行する」.バイオコンジュゲート化学. 34 (6): 1114– 1121. doi :10.1021/acs.bioconjchem.3c00151. PMC 10288436. PMID 37246906 .
- ^ abcd Hutchins GH, Kiehstaller S, Poc P, Lewis AH, Oh J, Sadighi R, et al. (2024年2月). 「タンパク質複合体の共有結合二環化により耐久性のある四次構造が生成」. Chem . 10 (2): 615– 627. Bibcode :2024Chem...10..615H. doi :10.1016/j.chempr.2023.10.003. PMC 10857811. PMID 38344167 .