[go: up one dir, main page]

RU2746432C1 - Using cagfbfp as fluorescent label - Google Patents

Using cagfbfp as fluorescent label Download PDF

Info

Publication number
RU2746432C1
RU2746432C1 RU2019134656A RU2019134656A RU2746432C1 RU 2746432 C1 RU2746432 C1 RU 2746432C1 RU 2019134656 A RU2019134656 A RU 2019134656A RU 2019134656 A RU2019134656 A RU 2019134656A RU 2746432 C1 RU2746432 C1 RU 2746432C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
proteins
protein
amino acid
fluorescent
seq
Prior art date
Application number
RU2019134656A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Юрьевич Гущин
Анна Николаевна Юденко
Алина Анваровна Ремеева
Вера Вадимовна Назаренко
Иван Михайлович Гончаров
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)"
Priority to RU2019134656A priority Critical patent/RU2746432C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2746432C1 publication Critical patent/RU2746432C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

FIELD: biotech.
SUBSTANCE: present invention relates to the field of biotechnology, specifically to a fluorescent protein. The invention makes it possible to obtain a new fluorescent protein that contains the LOV domain and in which at least one cysteine is replaced by an amino acid that does not bind it covalently to flavin under illumination.
EFFECT: invention can be used as a fluorescent label to study the interaction between proteins, folding and localization of proteins.
2 cl, 3 dwg, 3 tbl, 1 ex

Description

Описание изобретения:Description of the invention:

Термин "хромофор" обозначает группу атомов, которая обуславливает цвет химического соединения.The term "chromophore" refers to a group of atoms that determines the color of a chemical compound.

Термин "флуоресценция" означает явление, при котором происходит излучение света веществом, поглотившее свет или другое электромагнитное излучение.The term "fluorescence" means a phenomenon in which light is emitted by a substance that has absorbed light or other electromagnetic radiation.

Термин "флуорофор" обозначает молекулу, которая способна к флуоресценции.The term "fluorophore" refers to a molecule that is capable of fluorescence.

Термин "спектр излучения" - зависимость интенсивности испускания от длины волны при фиксированной длине возбуждающего света.The term "emission spectrum" is the dependence of the emission intensity on the wavelength for a fixed length of the exciting light.

Термин "максимум излучения" - длина волны, при которой интенсивность испускания максимальна в случае конкретной возбуждающей длины волны.The term "maximum emission" is the wavelength at which the emission intensity is maximum for a particular exciting wavelength.

Термин "спектр возбуждения" - зависимость интенсивности излучения (при определенной длине волны) в зависимости от длины волны возбуждения.The term "excitation spectrum" is the dependence of the radiation intensity (at a certain wavelength) depending on the excitation wavelength.

Термин "максимум возбуждения" - длина волны возбуждения, при которой интенсивность излучения (на конкретной длине волны) максимальна.The term "maximum excitation" is the excitation wavelength at which the radiation intensity (at a particular wavelength) is maximum.

Термин "квантовый выход" - отношение количества испускаемых и поглощенных в результате флуоресценции фотонов.The term "quantum yield" is the ratio of the number of photons emitted and absorbed as a result of fluorescence.

Термин "молярный коэффициент экстинкции" - коэффициент, определяемый законом Бугера-Ламберта-Бера, измеряется в моль-1 * см-1.The term "molar extinction coefficient" is a coefficient determined by the Bouguer-Lambert-Beer law, measured in mol -1 * cm -1 .

Термин "видимый свет" - электромагнитные волны, длина волны которых находится в промежутке 380 нм. - 780 нм.The term "visible light" is electromagnetic waves, the wavelength of which is in the range of 380 nm. - 780 nm.

Термин "яркость флуоресценции белка" - произведения молярного коэффициента экстинкции и квантового выхода, деленное на 1000.The term "protein fluorescence brightness" is the product of the molar extinction coefficient and the quantum yield divided by 1000.

Термин "аминокислотная последовательность" представляет собой порядок чередования аминокислотных остатков в белке.The term "amino acid sequence" is the order in which the amino acid residues occur in a protein.

Под термином "нуклеиновая кислота" стоит понимать одноцепочечную или двуцепочечную молекулу, которая состоит из нуклеотидов. Наиболее распространенная нуклеиновая кислота - дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и комплементарная ей дезоксирибонуклеиновая кислота (кДНК), к ним также относится и рибонуклеиновая кислота (РНК). ДНК состоит из азотистых оснований аденин (А), гуанин (G), цитозин (С), тимин (Т). Молекула РНК состоит из тех же азотистых оснований, за исключением тимина, который заменен на урацил (U).The term "nucleic acid" is understood to mean a single-stranded or double-stranded molecule that consists of nucleotides. The most common nucleic acid is deoxyribonucleic acid (DNA) and its complementary deoxyribonucleic acid (cDNA), which also includes ribonucleic acid (RNA). DNA consists of nitrogenous bases adenine (A), guanine (G), cytosine (C), thymine (T). The RNA molecule consists of the same nitrogenous bases, with the exception of thymine, which is replaced by uracil (U).

Под "комплементарной нуклеиновой кислотой" стоит понимать нуклеиновую кислоту, нуклеотидная последовательность которой состоит из азотистых оснований, каждое из которых способно формировать водородные связи с каждым соответствующим азотистым основанием исходной нуклеотидной кислоты. В случае ДНК-ДНК комплекса, тимину в соответствие ставится аденин (Т-А), а гуанину-цитозин (G-C) и наоборот А-Т и C-G. В случае РНК-ДНК комплекса в образовании водородных связей в рибонуклеиновой кислоте место тимина занимает урацил (U-A; A-U; G-C; С-G). В качестве примера для ДНК фрагмента AGTCATG, комплиментарная нуклеотидная последовательно кДНК фрагмента будет выглядеть следующим образом: TCAGTAC:By "complementary nucleic acid" is meant a nucleic acid, the nucleotide sequence of which consists of nitrogenous bases, each of which is capable of forming hydrogen bonds with each corresponding nitrogenous base of the original nucleotide acid. In the case of a DNA-DNA complex, adenine (T-A) is associated with thymine, and guanine-cytosine (G-C) and vice versa A-T and C-G. In the case of an RNA-DNA complex in the formation of hydrogen bonds in ribonucleic acid, the place of thymine is taken by uracil (U-A; A-U; G-C; C-G). As an example for a DNA fragment of AGTCATG, the complementary nucleotide sequence of the cDNA fragment would look like this: TCAGTAC:

5' AGTCATG 3'5 'AGTCATG 3'

3' TCAGTAC 5'3 'TCAGTAC 5'

Под термином "тихая мутация" стоит понимать мутацию в нуклеиновой кислоте, которая не приводит к изменению аминокислотной последовательности, кодируемой этой нуклеиновой кислотой.The term "silent mutation" means a mutation in a nucleic acid that does not lead to a change in the amino acid sequence encoded by this nucleic acid.

Под термином "фрагмент" стоит понимать часть аминокислотной или нуклеотидной последовательности, в которой отсутствуют какие-то участки последовательности, и при этом она сохраняет способность к флуоресценции в случае аминокислотной последовательности и кодирует полипептид, который сохраняет способность к флуоресценции в случае нуклеотидной последовательности.The term "fragment" is understood as a part of an amino acid or nucleotide sequence that lacks some portions of the sequence, while retaining the ability to fluoresce in the case of an amino acid sequence and encodes a polypeptide that retains the ability to fluorescence in the case of a nucleotide sequence.

Под термином "гомолог" понимается последовательность нуклеиновой кислоты или аминокислоты, в последовательности которой как минимум один нуклеотид или аминокислота добавляются, удаляются, замещаются или модифицируется другим способом по сравнению с исходной последовательностью нуклеиновой кислоты или аминокислоты. Учитывается, что гомолог обладает теми же свойствами, что и исходная нуклеиновая кислота.The term "homologue" refers to a nucleic acid or amino acid sequence in the sequence of which at least one nucleotide or amino acid is added, removed, substituted, or otherwise modified from the original nucleic acid or amino acid sequence. It is taken into account that the homologue has the same properties as the original nucleic acid.

Под термином "оптимизированная нуклеиновая кислота под определенную систему экспрессии" стоит понимать нуклеиновую последовательность, которая кодирует ту же аминокислотную последовать, что и исходная нуклеотидная последовательность, но состоит из других нуклеотидных кодонов (последовательность из трех азотистых оснований, которые кодируют аминокислоту), в соответствии с тем, какие кодоны используются экспрессионной системой для синтеза полипептида.The term "optimized nucleic acid for a specific expression system" means a nucleic acid sequence that encodes the same amino acid sequence as the original nucleotide sequence, but consists of different nucleotide codons (a sequence of three nitrogenous bases that encode the amino acid), in accordance with what codons are used by the expression system to synthesize the polypeptide.

Под "идентичность последовательностей Х%" стоит понимать идентичность последовательностей Х% согласно BLAST алгоритму (алгоритм сравнения пептидных и нуклеотидных последовательностей), который доступен на домашней Веб-странице NCBI (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/).By "sequence identity X%" is meant the identity of the X% sequences according to the BLAST algorithm (peptide and nucleotide sequence comparison algorithm), which is available on the NCBI homepage (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/).

GFP-подобные белки.GFP-like proteins.

GFP (Green Fluorescent Protein - зеленый флуоресцентный белок) -белок, который был получен из медузы Aequorea victoria и широко используется в сфере флуоресцентного мечения как отдельных клеток, так и различных тканей [1].GFP (Green Fluorescent Protein) is a protein that was obtained from the jellyfish Aequorea victoria and is widely used in the field of fluorescent labeling of both individual cells and various tissues [1].

Существует огромное количество производных и гомологов GFP (GFP-подобные белки), некоторые из которых получены из других организмов [1]. Среди GFP-подобных белков есть те, которые демонстрируют различные флуоресцентные свойства (максимум возбуждения, максимум излучения, квантовый выход, молярный коэффициент экстинкции) [2].There are a huge number of derivatives and homologues of GFP (GFP-like proteins), some of which are obtained from other organisms [1]. Among GFP-like proteins, there are those that demonstrate different fluorescent properties (maximum excitation, maximum emission, quantum yield, molar extinction coefficient) [2].

GFP-подобные белки обладают рядом преимуществ: имеются белки с высокой яркостью флуоресценции, происходит автокаталитическая сборка внутреннего хромофора и наличие большого количества белков с различными оптическими характеристиками (спектр излучения, яркость флуоресценции и т.д.):GFP-like proteins have a number of advantages: there are proteins with high fluorescence brightness, autocatalytic assembly of the internal chromophore occurs, and the presence of a large number of proteins with different optical characteristics (emission spectrum, fluorescence brightness, etc.):

1) Среди GFP-подобных белков имеются белки, максимумы возбуждения которых варьируются в промежутке от 400 нм. до 610 нм.1) Among GFP-like proteins, there are proteins with excitation maxima varying from 400 nm. up to 610 nm.

2) Среди GFP-подобных белков имеются белки, максимумы излучения которых находятся в промежутке от 450 нм. до 670 нм.2) Among the GFP-like proteins, there are proteins whose emission maxima are in the range of 450 nm. up to 670 nm.

Таким образом, существует множество GFP-подобных белков, которые могут флуоресцировать различными цветами от красного до фиолетового.Thus, there are many GFP-like proteins that can fluoresce in different colors from red to violet.

Также GFP-подобные белки имеют ряд свойств, которые ограничивают возможности их использования:Also, GFP-like proteins have a number of properties that limit the possibilities of their use:

1) Для того, чтобы наблюдалась флуоресценция GFP-подобного белка, необходимо наличие в растворе молекулярного кислорода. Это свойство не может быть устранено генетическими модификациями [3]. Таким образом, возникают ограничения на использование GFP-подобных белков в условиях низкого содержания кислорода (опухолевая гипоксия, церебральная ишемия, патогенез и развитие биопленок) [4].1) In order for the fluorescence of a GFP-like protein to be observed, the presence of molecular oxygen in the solution is necessary. This property cannot be eliminated by genetic modifications [3]. Thus, there are restrictions on the use of GFP-like proteins in conditions of low oxygen content (tumor hypoxia, cerebral ischemia, pathogenesis and development of biofilms) [4].

2) GFP-подобные белки обладают весом более 25 кДа, что может вызывать различные стерические ограничения.2) GFP-like proteins have a weight of more than 25 kDa, which can cause various steric restrictions.

LOV-белки.LOV proteins.

LOV-домены являются частью большого семейства доменов Per-Arnt-Sim (PAS) и связывают различные флавины (ФМН - флавинмононуклеотид; ФАД-флавинадениндинуклеотид; рибофлавин, которые изображены на рис. 1) в качестве хромофоров, которые под действием освещения ультрафиолетовым и синим светом образуют ковалентную связь с ближайшим цистеином LOV-домена [5].LOV domains are part of the large family of Per-Arnt-Sim (PAS) domains and bind various flavins (FMN - flavin mononucleotide; FAD-flavin adenine dinucleotide; riboflavin, which are shown in Fig. 1) as chromophores that, when exposed to ultraviolet and blue light form a covalent bond with the nearest cysteine of the LOV domain [5].

Большинство содержащих LOV-домены белков представляет из себя олигомерные мультидоменные сенсорные системы, состоящие из светочувствительного домена LOV и присоединенных эффекторных доменов. Типичный размер LOV-доменов составляет 12-19 кДа. Коровая область (ядро) LOV доменов имеет классическую для PAS укладку, которая состоит из пяти антипараллельных бета-цепей (Аβ; Bβ; Gβ; Hβ; Iβ), образующих бета-каркас, и альфа-спиральных соединительных элементов (Сα; Dα; Еα; Fα), совместно нековалентно связывающих хромофор (рис. 2).Most proteins containing LOV domains are oligomeric multidomain sensory systems consisting of a photosensitive LOV domain and attached effector domains. The typical size of LOV domains is 12-19 kDa. The core region (core) of LOV domains has a classic PAS folding, which consists of five antiparallel beta chains (Aβ; Bβ; Gβ; Hβ; Iβ), forming a beta framework, and alpha-helical connecting elements (Cα; Dα; Eα ; Fα), jointly non-covalently binding chromophores (Fig. 2).

Ранее некоторые LOV-домен содержащие белки уже использовались для разработки флуоресцентных меток (белков репортеров) [6], [7]. Такие белки называются FbFPs (FMN-binding fluorescent proteins или же ФМН-связывающие флуоресцентные белки). К таким белкам можно отнести EcFbFP и BsFbFP, которые были сделаны на основе LOV-домен-содержащего белка YtvA из грамположительной почвенной бактерии Bacillus subtilis. Также были создан PpFbFP на основе белка PbSB2-LOV, но уже из грамотрицательной почвенной бактерии Pseudomonas putida. Для всех трех флуоресцентных белков характерна замена цистеина на аланин, который не связывается ковалентно с флавином и таким образом позволяет все время наблюдать флуоресцентную эмиссию полипептидов [8].Previously, some LOV-domain containing proteins have already been used for the development of fluorescent labels (reporter proteins) [6], [7]. These proteins are called FbFPs (FMN-binding fluorescent proteins or FMN-binding fluorescent proteins). These proteins include EcFbFP and BsFbFP, which were made on the basis of the LOV-domain-containing YtvA protein from the gram-positive soil bacterium Bacillus subtilis. PpFbFP was also created based on the PbSB2-LOV protein, but from the gram-negative soil bacterium Pseudomonas putida. All three fluorescent proteins are characterized by the substitution of cysteine for alanine, which does not bind covalently to flavin and thus allows one to observe the fluorescent emission of polypeptides all the time [8].

Также был получен LOV-домен-содержащий флуоресцентный белок iLOV, но уже из растения Arabidopsis thaliana [9], который позже был структурно улучшен до так называемого phiLOV, чья фотостабильность (способность молекулы сохранять свою стабильность при длительном облучении видимым светом от 380 нм до 780 нм) была лучше, чем у предшественника [10].A LOV-domain-containing fluorescent protein iLOV was also obtained, but this time from the Arabidopsis thaliana plant [9], which was later structurally improved to the so-called phiLOV, whose photostability (the ability of a molecule to maintain its stability under prolonged exposure to visible light from 380 nm to 780 nm) was better than that of its predecessor [10].

Помимо этого, были созданы LOV-домен-содержащие флуоресцентные пептиды на основе белков, найденных в термостабильных организмах. Одними из первых таких белков оказались CreiLOV из водоросли Chlamydomonas reinhardtii и VafLOV из другой водоросли Vaucheria frigida [11].In addition, LOV-domain-containing fluorescent peptides were created based on proteins found in thermostable organisms. One of the first such proteins was CreiLOV from the alga Chlamydomonas reinhardtii and VafLOV from another alga, Vaucheria frigida [11].

CagFbFPCagFbFP

В бактериальном геноме Chloroflexus aggregans существует белок Cagg_3753 (SEQ ID 4), который содержит LOV-домен [12]. Для создания флуоресцентной метки был создан ген (SEQ ID 1), который кодирует фрагмент белка Cagg_3753 (SEQ ID 4) начиная с 47 аминокислоты и заканчивая 153 аминокислотой, в итоге ген SEQ ID 2 кодирует полипептидный фрагмент SEQ ID 1.The bacterial genome of Chloroflexus aggregans contains the Cagg_3753 protein (SEQ ID 4), which contains the LOV domain [12]. To create a fluorescent label, a gene (SEQ ID 1) was created that encodes a fragment of the Cagg_3753 protein (SEQ ID 4) from amino acid 47 to amino acid 153, resulting in SEQ ID 2 gene encodes a polypeptide fragment of SEQ ID 1.

Для того, чтобы использовать полипептидную последовательность SEQ ID 3 в качестве флуоресцентной метки необходима замена цистеина (аминокислота 83 в SEQ ID 4) на любую другу аминокислоту, которая не будет ковалентно связываться с флавином.In order to use the polypeptide sequence of SEQ ID 3 as a fluorescent label, replacement of cysteine (amino acid 83 in SEQ ID 4) with any other amino acid that will not covalently bind to flavin is required.

Один из возможных вариантов - замена цистеина на аланин (SEQ ID 1).One of the possible options is the replacement of cysteine with alanine (SEQ ID 1).

Кроме того, в последовательности SEQ ID 1 допускается содержание до 5 дополнительных точечных аминокислотных мутаций (помимо мутаций цистеина на другую аминокислоту).In addition, the sequence SEQ ID 1 is allowed to contain up to 5 additional amino acid point mutations (in addition to mutations of cysteine to another amino acid).

Так же изобретение представляет из себя LOV-домен:The invention is also a LOV domain:

1) Который кодируется нуклеиновой кислотой SEQ ID 2, а также фрагментом или гомологом этой последовательности.1) Which is encoded by the nucleic acid SEQ ID 2, as well as a fragment or homologue of this sequence.

2) Кодируется нуклеиновой кислотой, которая идентична на 70% последовательностям из пункта 1.2) Coded by a nucleic acid that is 70% identical to the sequences from point 1.

3) Кодируется нуклеиновой кислотой, которая допускает тихие мутации в последовательностях из пунктов 1-2.3) Coded by a nucleic acid that allows silent mutations in the sequences from points 1-2.

4) Кодируется нуклеиновой кислотой из пунктов 1-3, которые были оптимизированы под конкретную систему экспрессии.4) Encoded by the nucleic acid from items 1-3, which have been optimized for a specific expression system.

Флуоресцентный белок SEQ ID 1 обладает следующими свойствами:Fluorescent protein SEQ ID 1 has the following properties:

1) Его вес составляет не более 12 кДа.1) Its weight is no more than 12 kDa.

2) Имеет максимум возбуждения в промежутке 430 нм. - 470 нм.2) Has a maximum excitation in the range of 430 nm. - 470 nm.

3) Имеет максимум излучения в промежутке 480-520 нм, при облучении длиной волны в 450 нм.3) Has a maximum radiation in the range 480-520 nm, when irradiated with a wavelength of 450 nm.

По сравнению со своими аналогами CagFbFP был получен из термофильной Chloroflexus aggregans и является наименьшим по весу мономера белком (табл. 3), также его аминокислотная последовательность CagFbFP идентична менее чем на 55% с любым другим из известных LOV-домен-содержащих белков, которые используются в качестве флуоресцентной метки (табл. 3).Compared to its analogs, CagFbFP was obtained from the thermophilic Chloroflexus aggregans and is the smallest monomer protein (Table 3), and its amino acid sequence CagFbFP is less than 55% identical with any other known LOV-domain-containing proteins that are used as a fluorescent label (Table 3).

Настоящее изобретение в дальнейшем будет описано при помощи следующих примеров. Следует понимать, что данные примеры приведены только в качестве иллюстрации настоящего изобретения, и настоящее изобретение не ограничено данными примерами. Любая модификация может быть сделана специалистом в области техники в свете настоящего раскрытия в пределах рассматриваемой формулы изобретения.The present invention will be further described using the following examples. It should be understood that these examples are given only to illustrate the present invention, and the present invention is not limited to these examples. Any modification can be made by a person skilled in the art in light of the present disclosure within the scope of the contemplated claims.

Пример:Example:

Нуклеиновая кислота (SEQ ID 2), которая кодирует фрагмент белка SEQ ID 4 (полную последовательность можно найти на сайте https://www.uniprot.org/ с уникальным идентификатором B8GAY9) начиная с 47 аминокислоты и заканчивая 153, в которой дополнительно заменен цистеин в 85 положении на аланин, была собрана методами генной инженерии с использованием плазмиды.Nucleic acid (SEQ ID 2), which encodes a fragment of the protein SEQ ID 4 (complete sequence can be found at https://www.uniprot.org/ with unique identifier B8GAY9) from amino acid 47 to 153, in which cysteine is additionally replaced at position 85 on alanine, was assembled by genetic engineering using a plasmid.

Для экспрессии белка использовался бактериальный штамм C41(DE3). Клетки продуцировали белок в течение 7 часов при температуре 37°С. Затем клетки с белком были разрушены в буфере, содержащем 50 mM Tris-HCl рН 8.0; 300 mM NaCl. Лизат был очищен от мембран ультрацентрифугированием при 100000 g в течение 1 часа. Полученный раствор был дополнительно очищен методом металл-аффинной хроматографии, при этом использовалась смола Ni-NTA(Qiagen, Germany). Затем элюат с белком был очищен методом гель-фильтрации (использовалась гель-фильтрационная колонка Superdex® 200 Increase 10/300 GL GE Healthcare Life Sciences, USA) в буфере, который содержит 10 mM NaCl и 10 mM натрий-фосфата при рН 8.0.For protein expression, the bacterial strain C41 (DE3) was used. The cells produced protein for 7 hours at 37 ° C. Then the cells with the protein were disrupted in a buffer containing 50 mM Tris-HCl pH 8.0; 300 mM NaCl. The lysate was purified from membranes by ultracentrifugation at 100,000 g for 1 hour. The resulting solution was additionally purified by metal affinity chromatography using Ni-NTA resin (Qiagen, Germany). Then the eluate with the protein was purified by gel filtration (a Superdex® 200 Increase 10/300 GL GE Healthcare Life Sciences, USA gel filtration column was used) in a buffer containing 10 mM NaCl and 10 mM sodium phosphate at pH 8.0.

Полученный очищенный белок CagFbFP (SEQ ID 1), может флуоресцировать в зеленой области. Такой белок имеет максимум возбуждения в промежутке длин волны 430-470 нм и максимум излучения в промежутке 480-520, при облучении CagFbFP светом с длиной волны 450 нм (рис. 3).The resulting purified protein CagFbFP (SEQ ID 1) can fluoresce in the green region. Such a protein has a maximum excitation in the 430-470 nm wavelength range and an emission maximum in the 480-520 range when CagFbFP is irradiated with 450 nm light (Fig. 3).

ССЫЛКИ:LINKS:

[1] М. V. Matz, K. A. Lukyanov, and S. A. Lukyanov, 'Family of the green fluorescent protein: journey to the end of the rainbow', Bioessays, vol. 24, no. 10, pp. 953-959, 2002.[1] M. V. Matz, K. A. Lukyanov, and S. A. Lukyanov, 'Family of the green fluorescent protein: journey to the end of the rainbow', Bioessays, vol. 24, no. 10, pp. 953-959, 2002.

[2] G. J. Kremers, S. G. Gilbert, P. J. Cranfill, M. W. Davidson, and D. W. Piston, 'Fluorescent proteins at a glance. ', J Cell Sci, vol. 124, no. 2, pp. 157-160, 2011.[2] G. J. Kremers, S. G. Gilbert, P. J. Cranfill, M. W. Davidson, and D. W. Piston, 'Fluorescent proteins at a glance. ', J Cell Sci, vol. 124, no. 2, pp. 157-160, 2011.

[3] R. M. Wachter, 'Chromogenic cross-link formation in green fluorescent protein', Acc. Chem. Res., vol. 40, no. 2, pp. 120-127, 2007.[3] R. M. Wachter, 'Chromogenic cross-link formation in green fluorescent protein', Acc. Chem. Res., Vol. 40, no. 2, pp. 120-127, 2007.

[4] C. Coralli, M. Cemazar, C. Kanthou, G. M. Tozer, and G. U. Dachs, 'Limitations of the reporter green fluorescent protein under simulated tumor conditions', Cancer Res., vol. 61, no. 12, pp. 4784-4790, 2001.[4] C. Coralli, M. Cemazar, C. Kanthou, G. M. Tozer, and G. U. Dachs, 'Limitations of the reporter green fluorescent protein under simulated tumor conditions', Cancer Res., Vol. 61, no. 12, pp. 4784-4790, 2001.

[5] M. Salomon, J. M. Christie, E. Knieb, U. Lempert, and W. R. Briggs, 'Photochemical and mutational analysis of the FMN-binding domains of the plant blue light receptor, phototropin', Biochemistry, vol. 39, no. 31, pp. 9401-9410, 2000.[5] M. Salomon, J. M. Christie, E. Knieb, U. Lempert, and W. R. Briggs, 'Photochemical and mutational analysis of the FMN-binding domains of the plant blue light receptor, phototropin', Biochemistry, vol. 39, no. 31, pp. 9401-9410, 2000.

[6] A. Mukherjee and С.M. Schroeder, 'Flavin-based fluorescent proteins: emerging paradigms in biological imaging', Curr. Opin. Biotechnol, vol. 31, pp. 16-23, 2015.[6] A. Mukherjee and C.M. Schroeder, 'Flavin-based fluorescent proteins: emerging paradigms in biological imaging', Curr. Opin. Biotechnol, vol. 31, pp. 16-23, 2015.

[7] A. M. Buckley, J. Petersen, A. J. Roe, G. R. Douce, and J. M. Christie, 'LOV-based reporters for fluorescence imaging', Curr. Opin. Chem. Biol, vol. 27, pp. 39-45,2015.[7] A. M. Buckley, J. Petersen, A. J. Roe, G. R. Douce, and J. M. Christie, 'LOV-based reporters for fluorescence imaging', Curr. Opin. Chem. Biol, vol. 27, pp. 39-45,2015.

[8] T. Drepper et al., 'Reporter proteins for in vivo fluorescence without oxygen', Nat. Biotechnol, vol. 25, no. 4, pp.443-445, 2007.[8] T. Drepper et al., 'Reporter proteins for in vivo fluorescence without oxygen', Nat. Biotechnol, vol. 25, no. 4, pp. 443-445, 2007.

[9] S. Chapman et al., 'The photoreversible fluorescent protein iLOV outperforms GFP as a reporter of plant virus infection', Proc. Natl. Acad. Sci, vol. 105, no. 50, pp. 20038-20043, 2008.[9] S. Chapman et al., 'The photoreversible fluorescent protein iLOV outperforms GFP as a reporter of plant virus infection', Proc. Natl. Acad. Sci, vol. 105, no. 50, pp. 20038-20043, 2008.

[10] J. M. Christie et al, 'Structural tuning of the fluorescent protein iLOV for improved photostability', J. Biol. Chem., vol. 287, no. 26, pp. 22295-22304, 2012.[10] J. M. Christie et al, 'Structural tuning of the fluorescent protein iLOV for improved photostability', J. Biol. Chem., Vol. 287, no. 26, pp. 22295-22304, 2012.

[11] A. Mukherjee, K. В. Weyant, U. Agrawal, J. Walker, I. K. Cann, and С.M. Schroeder, 'Engineering and characterization of new LOV-based fluorescent proteins from Chlamydomonas reinhardtii and Vaucheria frigida', ACS Synth. Biol., vol. 4, no. 4, pp. 371-377, 2014.[11] A. Mukherjee, K. B. Weyant, U. Agrawal, J. Walker, I. K. Cann, and C. M. Schroeder, 'Engineering and characterization of new LOV-based fluorescent proteins from Chlamydomonas reinhardtii and Vaucheria frigida', ACS Synth. Biol., Vol. 4, no. 4, pp. 371-377, 2014.

[12] S. T. Glantz et al., 'Functional and topological diversity of LOV domain photoreceptors', Proc. Natl. Acad. Sci., vol. 113, no. 11, pp. E1442-E1451, 2016.[12] S. T. Glantz et al., 'Functional and topological diversity of LOV domain photoreceptors', Proc. Natl. Acad. Sci., Vol. 113, no. 11, pp. E1442-E1451, 2016.

Использование CagFbFP в качестве флуоресцентной метки.Using CagFbFP as a fluorescent label.

Figure 00000001
Figure 00000001

Таблица 1Table 1

SEQ ID 3 - аминокислотная последовательность Cagg_3753 начиная с 47 аминокислоты и заканчивая 153 аминокислотой.SEQ ID 3 is the amino acid sequence of Cagg_3753 from amino acids 47 to amino acids 153.

SEQ ID 1 - аминокислотная последовательность CagFbFP, в которой заменен цистеин (39 аминокислота) на аланинSEQ ID 1 - Amino acid sequence of CagFbFP with cysteine (39 amino acids) replaced by alanine

SEQ ID 4 - полная аминокислотная последовательно белка Cagg_3753, часть которой (с 47 по 153 аминокислоты) содержит CagFbFP.SEQ ID 4 is the complete amino acid sequence of the Cagg_3753 protein, a portion of which (amino acids 47 to 153) contains CagFbFP.

Figure 00000002
Figure 00000002

Таблица 2table 2

Нуклеиновая кислота, кодирующая SEQ ID 1, которая оптимизирована для экспрессии в Е. coli.Nucleic acid encoding SEQ ID 1, which is optimized for expression in E. coli.

Figure 00000003
Figure 00000003

Таблица 3.Table 3.

В таблице указаны длины и веса мономеров основных LOV-домен-содержащих белков и их идентичность аминокислотной последовательности по отношению к CagFbFP (SEQ ID 1).The table shows the lengths and weights of the monomers of the main LOV-domain-containing proteins and their amino acid sequence identity with respect to CagFbFP (SEQ ID 1).

Claims (2)

1. Белок, аминокислотная последовательность которого представлена в SEQ ID NO: 1, предназначенный для использования в качестве флуоресцентной метки, имеющий максимум возбуждения в промежутке между 430-470 нм, имеющий максимум излучения в промежутке между 480-520 нм при облучении образца длиной волны в 450 нм.1. Protein, the amino acid sequence of which is shown in SEQ ID NO: 1, intended for use as a fluorescent label, having an excitation maximum in the interval between 430-470 nm, having an emission maximum in the interval between 480-520 nm when the sample is irradiated with a wavelength of 450 nm. 2. Нуклеиновая кислота, кодирующая флуоресцентный белок по п. 1.2. A nucleic acid encoding a fluorescent protein according to claim 1.
RU2019134656A 2019-10-29 2019-10-29 Using cagfbfp as fluorescent label RU2746432C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019134656A RU2746432C1 (en) 2019-10-29 2019-10-29 Using cagfbfp as fluorescent label

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019134656A RU2746432C1 (en) 2019-10-29 2019-10-29 Using cagfbfp as fluorescent label

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2746432C1 true RU2746432C1 (en) 2021-04-14

Family

ID=75521219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019134656A RU2746432C1 (en) 2019-10-29 2019-10-29 Using cagfbfp as fluorescent label

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2746432C1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2412250C2 (en) * 2005-11-04 2011-02-20 Закрытое акционерное общество "ЕВРОГЕН" Modified green fluorescent proteins and methods of their application

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2412250C2 (en) * 2005-11-04 2011-02-20 Закрытое акционерное общество "ЕВРОГЕН" Modified green fluorescent proteins and methods of their application

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BUCKLEY A.M. et al.: LOV-based reporters for fluorescence imaging; Curr. Opin. Chem. Biol., 2015, v. 27, p. 39-45. *
GLANTZ S.T. et al.: Functional and topological diversity of LOV domain photoreceptors; Proc. Natl. Acad. Sci., 2016, v. 113, n. 11, p. E1442-E1451. *
GLANTZ S.T. et al.: Functional and topological diversity of LOV domain photoreceptors; Proc. Natl. Acad. Sci., 2016, v. 113, n. 11, p. E1442-E1451. MUKHERJEE A. et al.: Engineering and characterization of new LOV-based fluorescent proteins from Chlamydomonas reinhardtii and Vaucheria frigida; ACS Synth. Biol., 2014, v. 4, n. 4, p. 371-377. BUCKLEY A.M. et al.: LOV-based reporters for fluorescence imaging; Curr. Opin. Chem. Biol., 2015, v. 27, p. 39-45. *
MUKHERJEE A. et al.: Engineering and characterization of new LOV-based fluorescent proteins from Chlamydomonas reinhardtii and Vaucheria frigida; ACS Synth. Biol., 2014, v. 4, n. 4, p. 371-377. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wharton et al. Changing the binding specificity of a represser by redesigning an α-helix
Kim et al. Acidic carboxyl-terminal domain of gene 2.5 protein of bacteriophage T7 is essential for protein-protein interactions.
JP2009531034A (en) Targeting bacterial suicide pathways for the development of new antibiotics
CN108350087A (en) Archaeal dna polymerase variant
Kur et al. Single-stranded DNA-binding proteins (SSBs)-sources and applications in molecular biology.
CN109134644B (en) Far-red fluorescent protein and its fusion protein
CN111154739A (en) Novel recombinase-dependent amplification method and kit
Ohta et al. Atomic Force Microscopy Proposes a Novel Model for Stem-Loop Structure That Binds a Heat Shock Protein in theStaphylococcus aureusHSP70 Operon
RU2746432C1 (en) Using cagfbfp as fluorescent label
CN115261363B (en) Method for determining the RNA deaminase activity of APOBEC3A and APOBEC3A variants with high RNA activity
CN101384720B (en) Dual-fluorescent reporter gene construct and assay for measuring translational recoding
CN106834252B (en) A highly stable MazF mutant and its application
EP3080255A1 (en) Atypical inteins
Petushkov et al. Purification and characterization of flavoproteins and cytochromes from the yellow bioluminescence marine bacterium Vibrio fischeri strain Y1
WO2017155101A1 (en) Fluorescent protein
Wang et al. Biosynthesis and characterization of typical fibroin crystalline polypeptides of silkworm Bombyx mori
WO2023030330A1 (en) Light-controlled rna metabolism regulation system
Narra et al. Structural features and the persistence of acquired proteins
CN109265523A (en) Novel fluorescence marker and its fusion protein from BDFP near infrared light fluorescin
CN109517057A (en) Novel B DFP fluorescin and its fusion protein through genetic modification
US20020164706A1 (en) High level promoters from cyanobacteria
JP5334007B2 (en) Multi-color fluorescent protein containing ultra-long wavelength fluorescent color
JPH07501443A (en) High molecular weight collagen-like protein polymer
CN113528563A (en) Preparation method and application of visual biosensor synthesized by using explosive molecule degradation genes
US20130230885A1 (en) Lov-domain protein for photosensitive defunctionalization