Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Методами генной инженерии флуоресцентный белок , который изменяет свою флуоресценцию при связывании с нейротрансмиттера глутамата . Глутамат-чувствительные флуоресцентные репортеры (GluSnFR, в просторечии произносится как « анализатор клея ») используются для мониторинга активности пресинаптических окончаний с помощью флуоресцентной микроскопии . GluSnFR - это класс оптогенетических сенсоров, используемых в нейробиологических исследованиях. [1] В тканях мозга для мониторинга флуоресценции GluSnFR обычно используется двухфотонная микроскопия .

Дизайн [ править ]

iGluSnFR связывается с глутаматом, становится флуоресцентным.

Широко используемый iGluSnFR состоит из циркулярно пермутированного усиленного зеленого флуоресцентного белка (cpEGFP), слитого с глутамат-связывающим белком (GluBP) из бактерии . [2] Когда GluBP связывает молекулу глутамата , она меняет свою форму, стягивая ствол EGFP вместе, увеличивая флуоресценцию. Включен специфический пептидный сегмент ( PDGFR ), чтобы вывести датчик за пределы клеточной мембраны . [3]

История [ править ]

Первые генетически кодируемые флуоресцентные сенсоры глутамата (FLIPE, GluSnFR и SuperGluSnFR) были сконструированы путем присоединения голубого флуоресцентного белка (CFP) и желтого флуоресцентного белка (YFP) к бактериальному глутамат- связывающему белку (GluBP). [4] [5] Связывание глутамата изменяет расстояние между CFP и YFP, изменяя эффективность передачи энергии ( FRET ) между двумя флуорофорами . [6] [7] Прорыв в визуализации высвобождения глутамата был достигнут с помощью iGluSnFR, сенсора глутамата с одним флуорофором на основе EGFP, обеспечивающего ~ 5-кратное увеличение флуоресценции. [2]Для измерения синаптической передачи на высоких частотах недавно были разработаны новые варианты iGluSnFR с ускоренной кинетикой. [8] [9]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Hefendehl, JK; LeDue, J .; Ко, ВПП; Mahler, J .; Мерфи, TH; МакВикар, BA (11 ноября 2016 г.). «Картирование дисфункции синаптического транспортера глутамата in vivo в областях, окружающих бляшки Aβ, с помощью двухфотонной визуализации iGluSnFR» . Nature Communications . 7 : 13441. Bibcode : 2016NatCo ... 713441H . DOI : 10.1038 / ncomms13441 . PMC  5114608 . PMID  27834383 .
  2. ^ а б Марвин, Джонатан С; Borghuis, Bart G; Тиан, Линь; Сишон, Джозеф; Харнетт, Марк Т; Акербум, Джаспер; Гордус, Эндрю; Renninger, Sabine L; Чен, Цай-Вэнь (2013). «Оптимизированный флуоресцентный зонд для визуализации нейротрансмиссии глутамата» . Методы природы . 10 (2): 162–170. DOI : 10.1038 / nmeth.2333 . ISSN 1548-7105 . PMC 4469972 . PMID 23314171 .   
  3. ^ Марвин, Джонатан С .; Schreiter, Eric R .; Echevarría, Ileabett M .; Лугер, Лорен Л. (01.11.2011). «Генетически закодированный датчик мальтозы с высоким отношением сигнал-шум» . Белки: структура, функции и биоинформатика . 79 (11): 3025–3036. DOI : 10.1002 / prot.23118 . ISSN 1097-0134 . PMC 3265398 . PMID 21989929 .   
  4. ^ Ху, Юнлинь; Фань, Чэн-Пэн; Фу, Гуансен; Чжу, Дэю; Цзинь, Ци; Ван, Да-Ченг (2008). «Кристаллическая структура связывающего глутамат / аспартат белка в комплексе с молекулой глутамата: структурные основы лигандной специфичности при атомном разрешении». Журнал молекулярной биологии . 382 (1): 99–111. DOI : 10.1016 / j.jmb.2008.06.091 . PMID 18640128 . 
  5. ^ Де Лоримье, Роберт М .; Смит, Дж. Джефф; Дуайер, Мэри А .; Looger, Loren L .; Сали, Кевин М .; Paavola, Chad D .; Rizk, Shahir S .; Садыгов, Шамиль; Конрад, Дэвид В. (2002-11-01). «Построение семейства флуоресцентных биосенсоров» . Белковая наука . 11 (11): 2655–2675. DOI : 10.1110 / ps.021860 . ISSN 1469-896X . PMC 2373719 . PMID 12381848 .   
  6. ^ Окумото, Сакико; Looger, Loren L .; Мичева, Кристина Д .; Реймер, Ричард Дж .; Смит, Стивен Дж .; Фроммер, Вольф Б. (14 июня 2005 г.). «Обнаружение высвобождения глутамата из нейронов с помощью генетически закодированных наносенсоров FRET, отображаемых на поверхности» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 102 (24): 8740–8745. Bibcode : 2005PNAS..102.8740O . DOI : 10.1073 / pnas.0503274102 . ISSN 0027-8424 . PMC 1143584 . PMID 15939876 .   
  7. ^ Нанимает, Сэмюэл Эндрю; Чжу, Юнлин; Цзянь, Роджер Ю. (2008-03-18). «Оптическое измерение синаптического распространения и обратного захвата глутамата с помощью линкерных оптимизированных глутамат-чувствительных флуоресцентных репортеров» . Труды Национальной академии наук . 105 (11): 4411–4416. Bibcode : 2008PNAS..105.4411H . DOI : 10.1073 / pnas.0712008105 . ISSN 0027-8424 . PMC 2393813 . PMID 18332427 .   
  8. ^ Helassa, Nordine; Dürst, Céline D .; Коутс, Кэтрин; Керрут, Силке; Ариф, Урва; Шульце, Кристиан; Вигерт, Дж. Саймон; Гивз, Майкл; Oertner, Thomas G .; Торок, Каталин (22 мая 2018 г.). «Сверхбыстрые датчики глутамата разрешают высокочастотное высвобождение в коллатеральных синапсах Шаффера» . Труды Национальной академии наук . 115 (21): 5594–5599. DOI : 10.1073 / pnas.1720648115 . PMC 6003469 . PMID 29735711 .  
  9. ^ Марвин, Джонатан С .; Шолль, Бенджамин; Wilson, Daniel E .; Подгорский, Каспар; Каземипур, Аббас; Мюллер, Йоханнес Александр; Шох, Сюзанна; Кирос, Франсиско Хосе Урра; Ребола, Нельсон; Бао, Хуань; Литтл, Джастин П. (ноябрь 2018 г.). «Стабильность, сродство и хроматические варианты сенсора глутамата iGluSnFR» . Методы природы . 15 (11): 936–939. DOI : 10.1038 / s41592-018-0171-3 . ISSN 1548-7105 . PMC 6394230 . PMID 30377363 .