2A-peptidy

2A-peptidy ( angl.  2A self-cleaving peptides, 2A peptides ) - skupina peptidů o délce 18 až 22 aminokyselinových zbytků (a.a.), které jsou schopné samoextrakce z polypeptidového řetězce, díky čemuž se používají v genetickém inženýrství k získání rekombinantních proteinů v ekvimolárních poměrech. Peptidy 2A jsou syntetizovány z oblasti 2A virového genomu [1] [2] . Názvy 2A-peptidů jsou uvedeny podle virů, ze kterých byly získány. F2A byl tedy odvozen z viru slintavky a kulhavky [1] .

Druh

V genetickém inženýrství se aktivně používají čtyři typy peptidů 2A: P2A, E2A, F2A a T2A. F2A pochází z viru slintavky a kulhavky 18; E2A pochází z viru koňské  rinitidy A ; P2A je odvozen od prasečího teschoviru-1 2A a T2A je odvozen od tya asigna 2A [1] .

Sekvence GSG ( glycin - serin - glycin) [3] může být přidána k peptidové sekvenci na N-konci .

Popis

Jak 2A odděluje polypeptidové řetězce, není přesně známo. Dochází k němu během translace mezi prolinovými (P) a glycinovými (G) zbytky na C-konci 2A peptidu [4] [5] . Existuje předpoklad, že při syntéze 2A peptidů nedojde ke skutečnému proteolytickému štěpení, ale k „průlomu“ ribozomu , v důsledku čehož se peptidová vazba mezi glycinovými a prolinovými zbytky jednoduše nevytvoří [6] [ 7] .

Různé 2A peptidy mají různou účinnost při tvorbě dvou polypeptidů. P2A to dělá nejefektivněji, zatímco F2A to dělá nejméně efektivně [8] . Z tohoto důvodu při použití peptidu F2A zůstává až polovina jím oddělených proteinů ve formě hybridního proteinu [9] .

Funkce 2A-peptidů ve virech, které je produkují, jsou špatně pochopeny. V roce 2018 se ukázalo, že F2A je nezbytný pro správné zpracování proteinů a replikaci viru slintavky a kulhavky [10] .

Aplikace

Peptidy 2A se používají v genetickém inženýrství k rozdělení dlouhého polypeptidu na dva peptidy. Používají se v případech, kdy není možné získat protein zesíťovaný ze dvou různých polypeptidů. Po působení 2A-peptidu se dva nové peptidy skládají a fungují nezávisle [3] . Pokud je ke konstruktu přidán IRES , kromě 2A-peptidu oddělujícího dva geny , je možné získat tři různé proteiny z jednoho transkriptu [1] . S použitím 2A-peptidů se získají polycistronické vektory , které kódují několik proteinů [1] .

Peptidy 2A byly úspěšně použity k řešení mnoha problémů, například k získání monoklonálních protilátek [11] [12] . Pro účinnou syntézu požadovaných proteinů u bource morušového byly vyvinuty specializované verze 2A-peptidů [13] . 2A-peptidy se používají i při práci s kvasinkami [14] . Byly také použity ke zvýšení exprese heterologních genů v jedlé houbě medonosné , takže 2A-peptidy mohou být použity v genetickém inženýrství hub [15] .

Poznámky

1. ↑ 1 2 3 4 5 Liu Z. , Chen O. , Wall JBJ , Zheng M. , Zhou Y. , Wang L. , Ruth Vaseghi H. , Qian L. , Liu J. Systematické srovnání 2A peptidů pro klonování multi- geny v polycistronickém vektoru.  (anglicky)  // Scientific Reports. - 2017. - 19. května ( díl 7 , č. 1 ). - str. 2193-2193 . - doi : 10.1038/s41598-017-02460-2 . — PMID 28526819 .
2. ↑ Sampath Karuna; Roy Sudipto. Živé zobrazování v Zebrafish: Pohledy do vývoje a  nemocí . - World Scientific , 2010. - S. 51-52. — ISBN 978-981-4464-89-5 .
3. ↑ 1 2 Szymczak-Workman AL , Vignali KM , Vignali DA Návrh a konstrukce multicistronických vektorů spojených s peptidem 2A.  (eng.)  // Cold Spring Harbor Protocols. - 2012. - 1. února ( roč. 2012 , č. 2 ). - str. 199-204 . doi : 10.1101 / pdb.ip067876 . — PMID 22301656 .
4. ↑ Wang Y. , Wang F. , Wang R. , Zhao P. , Xia Q. 2A multigenový expresní systém založený na samoštěpícím peptidu u bource Bombyx mori.  (anglicky)  // Scientific Reports. - 2015. - 5. listopadu ( sv. 5 ). - S. 16273-16273 . - doi : 10.1038/srep16273 . — PMID 26537835 .
5. ↑ Štěpící aktivita afto- a kardiovirových 2A oligopeptidových sekvencí.  (anglicky)  (nedostupný odkaz) . University of St Andrews. Staženo 5. ledna 2019. Archivováno z originálu 30. prosince 2016.
6. ↑ Doronina VA , de Felipe P. , Wu C. , Sharma P. , Sachs MS , Ryan MD , Brown JD Disekce kotranslační nascentní události oddělení řetězce.  (anglicky)  // Biochemical Society Transactions. - 2008. - Srpen ( roč. 36 , č. Pt 4 ). - str. 712-716 . - doi : 10.1042/BST0360712 . — PMID 18631146 .
7. ↑ Donnelly ML , Luke G. , Mehrotra A. , Li X. , Hughes LE , Gani D. , Ryan MD Analýza mechanismu „štěpení“ polyproteinu aftoviru 2A/2B nenaznačuje proteolytickou reakci, ale nový translační účinek: a domnělý ribozomální „přeskočit“.  (anglicky)  // The Journal Of General Virology. - 2001. - Květen ( roč. 82 , č. Pt 5 ). - S. 1013-1025 . - doi : 10.1099/0022-1317-82-5-1013 . — PMID 11297676 .
8. ↑ Kim J. H., Lee S. R., Li L. H., Park H. J., Park J. H., Lee K. Y., Kim M. K., Shin B. A., Choi S. Y. Vysoká účinnost štěpení 2A peptidu odvozeného z prasečího teschoviru-1 v lidských buněčných liniích, zebrafish a myši.  (anglicky)  // Public Library of Science ONE. - 2011. - Sv. 6, č. 4 . — P. e18556. - doi : 10.1371/journal.pone.0018556 . — PMID 21602908 .
9. ↑ Velychko S. , Kang K. , Kim SM , Kwak TH , Kim KP , Park C. , Hong K. , Chung C. , Hyun JK , MacCarthy CM , Wu G. , Schöler HR , Han DW Fusion of Reprogramming Factors Alters Trajektorie konverze somatických linií.  (anglicky)  // Cell Reports. - 2019. - 2. dubna ( roč. 27 , č. 1 ). - str. 30-39 . - doi : 10.1016/j.celrep.2019.03.023 . — PMID 30943410 .
10. ↑ Kjær J. , Belsham GJ Modifikace peptidu 2A viru slintavky a kulhavky: Vliv na zpracování polyproteinu a replikaci viru.  (anglicky)  // Journal Of Virology. - 2018. - 15. dubna ( roč. 92 , č. 8 ). - doi : 10.1128/JVI.02218-17 . — PMID 29386286 .
11. ↑ Chng J. , Wang T. , Nian R. , Lau A. , Hoi KM , Ho SC , Gagnon P. , Bi X. , Yang Y. Štěpící účinné 2A peptidy pro vysokou hladinu exprese monoklonálních protilátek v CHO buňkách.  (anglicky)  // MAbs. - 2015. - Sv. 7 , č. 2 . - str. 403-412 . doi : 10.1080 / 19420862.2015.1008351 . — PMID 25621616 .
12. ↑ Lin J. , Neo SH , Ho SCL , Yeo JHM , Wang T. , Zhang W. , Bi X. , Chao SH , Yang Y. Vliv signálních peptidů na sekreci monoklonální protilátky zprostředkované Furinem-2A v buňkách CHO.  (anglicky)  // Biotechnology Journal. - 2017. - Září ( roč. 12 , č. 9 ). - doi : 10.1002/biot.201700268 . — PMID 28727292 .
13. ↑ Wang Y. , Wang F. , Xu S. , Wang R. , Chen W. , Hou K. , Tian C. , Wang F. , Zhao P. , Xia Q. Optimalizace 2A samoštěpícího peptidu na bázi multigenový expresní systém pro účinnou expresi upstream a downstream genů u bource morušového.  (anglicky)  // Molekulární genetika a genomika: MGG. - 2019. - Srpen ( roč. 294 , č. 4 ). - S. 849-859 . - doi : 10.1007/s00438-019-01534-2 . — PMID 30895377 .
14. ↑ Souza-Moreira TM , Navarrete C. , Chen X. , Zanelli CF , Valentini SR , Furlan M. , Nielsen J. , Krivoruchko A. Screening 2A peptidů pro expresi polycistronického genu v kvasinkách.  (anglicky)  // FEMS Yeast Research. - 2018. - 1. srpna ( roč. 18 , č. 5 ). - doi : 10.1093/femsyr/foy036 . — PMID 29617770 .
15. ↑ Lin YJ , Huang LH , Huang CT Zvýšení exprese heterologního genu u Flammulina velutipes pomocí polycistronických vektorů obsahujících virovou štěpící sekvenci 2A.  (anglicky)  // PloS One. - 2013. - Sv. 8 , č. 3 . - P. e59099-59099 . - doi : 10.1371/journal.pone.0059099 . — PMID 23516605 .