段曦

【蛋白设计】正交蛋白异二聚体的可编程设计-GoDesign
大家好色后戏冷皇，今天推荐的文章是发表在Nature上来自华盛顿大学David Baker实验室的最新蛋白设计工作，题为“Programmable design of orthogonal protein heterodimers”张益宁 ，文章第一作者是Zibo Chen恐惧之泣。
蛋白质-蛋白质和蛋白质-多肽相互作用的正交组在生物系统中具有重要作用。从天然存在的相互作用蛋白出发重新设计实现新的特异性比较困难。
参考DNA双螺旋中碱基配对，作者通过将不对称的埋藏氢键网络结合到规则重复的骨架结构中秋元まゆ花，产生大量的异二聚体骨架生化星际外援，其中单体为螺旋-转角-螺旋结构，从Crick卷曲螺旋参数产生的四螺旋束骨架出发得到。之后将螺旋进行划分何曼婷图片，每部分通过Rosetta HBNet搜索螺旋间的氢键网络，再将这些部分相连得到完整的异二聚体（DHD）组合君子聚义堂 。作者选择了其中的97个设计，其中94个在E.coli中良好表达，体积排阻色谱表明这其中的85个DHD大小与预期相符。非变性质谱表明DHD的亲和力达到纳摩尔量级，圆二色谱表明DHD为螺旋且热稳定性良好（图1）。晶体和NMR结构与设计吻合。

图1. 模块化异二聚体设计
通过置换不同螺旋重复单元中的氢键网络以及骨架连接的方法囍相逢 ，作者进一步探究了异二聚体的可拓展性。之后作者通过柔性接头融合来自两个（三个）不同异二聚体中的单体构建三个（四个）诱导二聚体系，并测试每对中剩余的两个单体是否可以通过融合聚集在一起剪发虫 ，质谱表明其组成异三（四）聚体，且没有部分聚合物存在（图2-a, 2-d）宁陵天气预报。在酵母双杂交（Y2H）测定中，来自与DNA结合结构域（DBD）和转录激活结构域融合的两个不同异二聚体的单体，异二聚化增加了信号（图2-c）朴洙垣。及时雨外挂免费下载

图2. DHD组合的新功能
作者使用Y2H实验研究了DHD在细胞中的相互作用特异性。对于24种设计，尧建云Y2H观察到强烈的相互作用，在细胞中形成的均为设计的异二聚体。

图3. All-against-all正交检测
文章结果证明，由单个重复骨架构建的正交异二聚体生物分子的结构不限于核酸，相互作用特异性来自埋藏的氢键网络崔志广 ，类似于空间效应对Watson-Crick碱基配对特异性的贡献金士力佳友。设计的异二聚体具有相互作用特异性。DNA特异性编码产生了如DNA折纸、人工电路等新技术宋修德，蛋白异二聚体的特异性作用将打开基于蛋白质的细胞控制电路的大门石二群，与当前基于核酸的电路相比，具有响应时间更快，与信号输入和输出的集成更好等优势。
参考文献：
Chen, Zibo吞噬成尊, et al. "Programmable design of orthogonal protein heterodimers." Nature (2018): 1. DOI: 10.1038/s41586-018-0802-y
作者：孙翔宇
编辑：王世伟
GoDesign
ID：Molecular_Design_Lab
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