САЙТ-СПЕЦИФИЧНОЕ БИОТИНИЛИРОВАНИЕ БЕЛКОВ И ПЕПТИДОВ, ИММОБИЛИЗОВАННЫХ НА МИКРОЧАСТИЦАХ, РЕКОМБИНАНТНОЙ БИОТИН ЛИГАЗОЙ

С целью получения каталитически активной рекомбинантной биотин лигазы (rBirA) разработан подход к получению сшитого белка MBP-BirA путем гетерологической экспрессии в клетках E. coli, с последующей его очисткой и высвобождением rBirA с помощью высокоспецифичного протеолиза TEV протеазой. Рекомбинантный белок получен в гомогенном состоянии и обладает специфической каталитической активностью. Использование иммобилизации на магнитных микрочастицах позволило разработать подход к эффективному ферментативному биотинилированию, совмещенному с очисткой целевых белковых молекул на аффинной матрице. 

1. Selective labeling of proteins with chemical probes in living cells / M. Z. Lin, L. Wang // Physiology (Bethesda). - 2008. - Vol. 23. - P. 131-141.

2. Avidin and streptavidin / N.M. Green // Methods Enzymol. - 1990. - Vol. 184 - P. 51-67.

3. Interaction of biotin with streptavidin. Thermostability and conformational changes upon binding / M. González [et al.] // J. Biol. Chem. - 1997. - Vol. 272, № 17. - P. 11288-11294.

4. Genetic engineering of streptavidin, a versatile affinity tag / T. Sano, S. Vajda, C. R. Cantor // J. Chromatogr. B. Biomed. Sci. Appl. - 1998. - Vol. 715, № 1. - P. 85-91.

5. A monovalent streptavidin with a single femtomolar biotin binding site / M. Howarth [et al.] // Nat. Methods. - 2006. - Vol. 3, № 4. - P. 267-273.

6. A streptavidin variant with slower biotin dissociation and increased mechanostability / C.E. Chivers [et al.] // Nat. Methods. - 2010. - Vol. 7, № 5. - P. 391-393.

7. Designed Auto-assembly of Nanostreptabodies for Rapid Tissue-specific Targeting in vivo / P. Valadon [et al.] // J. Biol. Chem. - 2010. - Vol. 285, № 1. - P. 713-722.

8. An artificial processivity clamp made with streptavidin facilitates oriented attachment of polymerase-DNA complexes to surfaces / J. G. K. Williams [et al.] // Nucleic Acids Res. - 2008. - Vol. 36, № 18. - P. e121-e121.

9. Ideal, catch, and slip bonds in cadherin adhesion / S. Rakshit [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. - 2012. - Vol. 109, № 46. - P. 18815-18820.

10. Cholesterol Loading and Ultrastable Protein Interactions Determine the Level of Tumor Marker Required for Optimal Isolation of Cancer Cells / J. Jain, G. Veggiani, M. Howarth // Cancer Res. - 2013. - Vol. 73, № 7. - P. 2310-2321.

11. A novel method for producing mono-biotinylated, biologically active neurotrophic factors: An essential reagent for single molecule study of axonal transport / K. Sung [et al.] // J. Neurosci. Methods. - 2011. - Vol. 200, № 2. - P. 121-128.

12. Site-directed immobilisation of antibody fragments for detection of C-reactive protein / I. Vikholm-Lundin, W.M. Albers // Biosens. Bioelectron. - 2006. - Vol. 21, № 7. - P. 1141-1148.

13. Biotination of proteins in vivo. A post-translational modification to label, purify, and study proteins / J. E. Cronan // J. Biol. Chem. - 1990. - Vol. 265, № 18. - P. 10327-33.

14. A minimal peptide substrate in biotin holoenzyme synthetase-catalyzed biotinylation / D. Beckett, E. Kovaleva, P. J. Schatz // Protein Sci. - 1999. - Vol. 8. - P. 921-929.

15. Efficient biotinylation and single-step purification of tagged transcription factors in mammalian cells and transgenic mice / E. de Boer [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. - 2003. - Vol. 100, № 13. - P. 7480-7485.

16. Metabolic Biotinylation of Secreted and Cell Surface Proteins from Mammalian Cells / M.B. Parrott, M. A. Barry // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 2001. - Vol. 281, № 4 - P. 993-1000.

17. Targeting quantum dots to surface proteins in living cells with biotin ligase / M. Howarth [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. - 2005. - Vol. 102, № 21. - P. 7583-7588.

18. In vivo biotinylation of the major histocompatibility complex (MHC) class II/peptide complex by coexpression of BirA enzyme for the generation of MHC class II/tetramers / J. Yang [et al.] // Hum. Immunol. - 2004. - Vol. 65, № 7. - P. 692-699.

19. A native chromatin purification system for epigenomic profiling in Caenorhabditis elegans / S.L. Ooi, J.G. Henikoff, S. Henikoff // Nucleic Acids Res. - 2010. - Vol. 38, № 4. - P. e26.

20. How the biotin-streptavidin interaction was made even stronger: investigation via crystallography and a chimaeric tetramer / C.E. Chivers [et al.] // Biochem. J. - 2011. - Vol. 435, № 1. - P. 55-63.

21. Improvement of enzyme activity, stability and selectivity via immobilization techniques / C. Mateo [et al.] // Enzyme Microb. Technol. - 2007. - Vol. 40, № 6. - P. 1451-1463.

22. Молекулярное клонирование, гетерологическая экспрессия, выделение и очистка стабильной TEV протеазы / А. В. Свирид [и др.] // Прил. к журн. Вес. Нац. акад. навук Беларусі: материалы Междунар. науч. конф. «Молодежь в науке - 2015», Ч. 1. - Минск, 2016. - С. 69-73.

23. Пептидный фаговый дисплей в скрининге пептидомиметиков тромбоксан синтазы / Д. О. Дормешкин [и др.] // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. - 2015. - Т. 59, № 2. - С. 53-60.