Stabilité des protéinesSont des facteurs clés qui influencent leur fonction, leur pliage et leur dégradation, et la mesure directe de la stabilité des protéines à l'intérieur des cellules vivantes a été un casse - tête dans la recherche expérimentale. Les méthodes traditionnelles ont tendance à être complexes à utiliser, à prendre beaucoup de temps et à avoir des résultats quantitatifs difficiles à obtenir dans les cellules vivantes. Les biocapteurs à base de peptides intronisés (intein) offrent de nouvelles idées pour résoudre ce problème.
Principe des biocapteurs peptidiques inclus
Un intropeptide est une classe de séquences polypeptidiques auto - épissables présentes dans une protéine hôte qui peuvent être excisées par une réaction d'épissage protéique autocatalytique et reconnecter les deux extrémités de l'exonpeptide pour former une protéine mature. En raison de sa capacité de réarrangement précis des liaisons peptidiques, les Peptides intronisés ont été largement utilisés dans l'ingénierie des protéines. Les Peptides inclus dans certains micro - organismes peuvent également induire des stimuli environnementaux tels que les métaux, la chaleur, le stress oxydatif, etc., en tant qu'éléments de détection qui régulent la fonction des protéines. Sur cette base, les chercheurs ont développé plusieurs systèmes de reporting dépendant de l'épissage pour le dépistage des inhibiteurs d'épissage ou la construction de biocapteurs.
Application de biocapteurs peptidiques intégrés à la surveillance de la stabilité des protéines
En 2025, l’équipe de Christopher W. Lennon de l’université d’État de Morey aux États - Unis a développé un biocapteur à base d’intropeptides pour la surveillance en temps réel de la stabilité des protéines intracellulaires vivantes. Au cœur de cette approche, la protéine cible est insérée à l'intérieur du peptide intronisé plutôt que fusionnée directement à la protéine Rapporteur, évitant efficacement l'interférence de la protéine cible avec la structure et la fonction de la protéine Rapporteur. La restauration de la fonction du gène de résistance aux aminoglycosides (kanr) par épissage rend l'activité d'épissage directement liée à la survie cellulaire, facilitant l'évaluation de la stabilité de la protéine par les courbes de croissance.
Plus précisément, cette méthode utilise la propriété de l'épissage spontané des intropeptides dans des conditions spécifiques, reliant directement la stabilité de la protéine cible à l'efficacité de l'épissage, permettant une évaluation quantitative de la stabilité de la protéine in vivo. Lorsque la protéine cible est stabilisée, l'efficacité de l'épissage du peptide intronisé est élevée, la fonction kanr est restaurée et les cellules survivent dans un milieu contenant des antibiotiques; Inversement, lorsque la protéine cible est instable, l'épissage du peptide intronisé est inefficace, la fonction kanr ne peut pas être restaurée et les cellules meurent. En surveillant la survie cellulaire, la stabilité de la protéine cible peut être évaluée indirectement.
Mise en œuvre de l'analyse à haut débit
Cette méthode a le potentiel d'une analyse à haut débit. La stabilité protéique de plusieurs échantillons peut être surveillée simultanément en cultivant séparément des cellules de différents mutants ou de différentes conditions de traitement dans des microplaques. En outre, en combinaison avec un système automatisé de traitement des liquides et une technologie de séquençage à haut débit, le flux analytique peut être encore amélioré.
Perspectives d'application
Les biocapteurs à base de peptides intronisés ont de larges perspectives d'application dans la surveillance de la stabilité des protéines:
Évaluation rapide de l'effet des mutations sur la stabilité des protéines: en insérant des mutants à l'intérieur de l'intropeptide, il est possible de dépister rapidement les mutations clés qui affectent la stabilité des protéines.
Dépistage des médicaments: en surveillant les changements dans la stabilité des protéines après le traitement des médicaments, il est possible d'évaluer les effets des médicaments sur la fonction des protéines, ce qui constitue une base importante pour la recherche et le développement de médicaments.
Optimisation de l'expression de la Protéine chaperon: en surveillant l'effet de l'expression de la Protéine chaperon sur la stabilité de la protéine cible, il est possible d'optimiser les conditions d'expression de la Protéine chaperon et d'améliorer l'efficacité de la production de protéines recombinantes.
Criblage de composés à petites molécules: en identifiant les composés à petites molécules qui affectent la stabilité des protéines ou les réactions d'épissage, il est possible d'explorer leurs mécanismes d'action pour fournir des composés candidats pour la recherche et le développement de nouveaux médicaments.
conclusion
Biocapteurs à base de peptides inclus pour intracellulaires vivantsStabilité des protéinesLa surveillance en temps réel offre un nouveau paradigme. Cette méthode présente les avantages d'une manipulation facile, d'un débit élevé, d'une précision quantitative et d'autres applications prometteuses dans des domaines tels que la recherche sur la stabilité des protéines, le dépistage de médicaments et la production de protéines recombinantes. Avec le développement continu de la technologie, les biocapteurs à base d'intropeptides devraient jouer un rôle plus important dans la recherche en sciences de la vie et l'industrie biomédicale.