蛋白质的时间印章
消息来源：www.lifeomics.com
一种新的蛋白质标签简化了合成新的动物体内靶蛋白的标记和观察过程。
细胞结构的生成和维持依赖于蛋白质的调控表达和空间靶向。虽然现在已经建立了很多方法来研究蛋白质的表达和运输，但这些方法都有着或这或那的局限性。例
如，加州大学Roger Tsien实验室的Michael
Lin对由神经元突触的改变所介导的神经元塑性十分感兴趣。他表示：“我们想观察突触在整个大脑中的生长情况。但现有的方法都很难达到预期效果。”
造成这一问题的主要困难是化学标签需要进出大脑，同时用于对蛋白进行光敏化的光影技术需要在整个组织中曝光，而这两点在大脑中是不可能做到的。Lin表
示：“我们认为自己需要一种具有非常高的信噪比且背景较弱的新方法。我们想做到控制药物但又不想清除某种蛋白或是以一种蛋白取代另一种蛋白。”
于是他们想到用一种能够自我剪切并且能被药物抑制的标签。要达到这一目的，关键要找出一种合适的蛋白酶。Lin想到了HIV蛋白酶，这种酶现已有多种抑制
剂，它是二聚体且对细胞有毒性作用。而从肝炎C病毒分离出的NS3蛋白酶则相对分子量较小且是单体，同时也有一些相应的小的药物抑制剂。Tsien表示：
“最困难的部分是用抑制药物来做实验。”Tsien早先曾与肝脏病学专家Jeffrey
Glenn见过一次面，他认为现在很难找到合适的肝炎药物。而Glenn的实验室有这种药物，因此Lin去到他的实验室做了2个星期的实验。
Lin表示：“我的第一次实验结果清楚地表明了这种蛋白酶的特异性非常好。”下一步实验的关键是要使得蛋白酶在无施用药物的情况下加快自身剪切的速度，且
在用药之后又能表现出良好的抑制效应。为此他们设计了一种名为时间印章（TimeSTAMP）的序列，这段序列编码NS3蛋白酶且两侧各有一个酶切位点。
研究人员把这段序列放在靶蛋白和标签之中，它的两个酶切位点使研究人员可以很方便地将标签从蛋白上切除下来。当在细胞中进行表达时，这个标签可以被蛋白酶
切除，但在加入抑制剂后则可以将标签保留在新合成的蛋白之上，这样就可以观察它的表达情况了。为了观察到整个蛋白，研究人员在TimeSTAMP和靶蛋白
之间又加了第二个标签。（图1）
他
们又通过标记突触中的一种主要的结构蛋白——PSD95来检测TimeSTAMP。PSD在新形成的突触中逐渐积累。Lin指出：我们想知道是否可以通过
观察PSD-95的积累速率，从而追踪突触的生长状态。TimeSTAMP结果显示了PSD-95在突触中是呈一定比例增加的。为阐明TimeSTAMP
对动物体内蛋白质分布情况进行定位的能力，研究人员构建了转基因黑腹果蝇（Drosophila
melanogaster）表达系统，以表达TimeSTAMP标记的名为CaMKⅡ的蛋白激酶（这种在神经元中表达的激酶受到神经元活动的调控）。研究
人员观察发现，这种新蛋白的表达呈区域和亚细胞不均一性（图1）。
图1 TimeSTAMP标记的CaMKⅡ添加到果蝇大脑表达蛋白的图像。抗HA染色（绿色）标记了整个CaMKⅡ蛋白的分布，抗HSV标签染色（红色）表明了CaMKⅡ是在加入药物后合成的。
除了适用于观察那些新合成的蛋白分布情况外，TimeSTAMP还有许多其它用途。例如，它可以用具有调控功能的结构域来取代探测标记，这就可以应用于对蛋白质功能简单的临时调控的研究。
原文检索：www.nature.com
归尘/编译
关键词：时间印章
Key words：TimeSTAMP
| 
IP卡
狗仔卡
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
抢沙发
千斤顶
显身卡