Комбинаторная белковая инженерия на основе структуры ( SCOPE ) - это метод синтетической биологии для создания библиотек ( линий ) генов определенного состава, разработанных с учетом структурных и вероятностных ограничений кодируемых белков. Развитие этого метода было вызвано фундаментальными вопросами о структуре , функции и эволюции белков , хотя этот метод обычно применим для создания модифицированных белков с коммерчески желательными свойствами. Комбинаторное путешествие в пространстве-времени последовательности - цель SCOPE. [ необходима цитата ]
Описание
С самого начала SCOPE был разработан как метод гомологически- независимой рекомбинации, позволяющий создавать множественные библиотеки кроссоверов из отдаленно связанных генов. В этом приложении была разработана стратегия проектирования «экзонной тектоники пластин » для сборки «эквивалентных» элементов структуры ( континентальных пластин ) с изменчивостью соединяющих их соединений ( линий разломов ) для исследования глобального белкового пространства. Для создания соответствующей библиотеки генов схема разведения Грегора Менделя была адаптирована в стратегию ПЦР для выборочного скрещивания гибридных генов, процесс итеративного инбридинга для создания всех возможных комбинаций кодирующих сегментов с вариабельными связями. Генетическая комплементация в чувствительной к температуре E. coli была использована в качестве системы отбора для успешной идентификации функциональных гибридных ДНК-полимераз минимальной архитектуры с улучшенными фенотипами .
Затем SCOPE был использован для конструирования линии синтетических ферментов , которая была охарактеризована биохимически, чтобы повторить эволюционное расхождение двух современных ферментов. Быстрая эволюционируемость химического разнообразия терпен- синтаз была продемонстрирована посредством процессов, родственных как дарвиновской постепенности, так и сальтации : одни мутационные пути демонстрируют устойчивые, аддитивные изменения, тогда как другие демонстрируют резкие скачки между контрастирующими специфичностями продукта с единичными мутационными стадиями. Кроме того, была разработана метрика для описания химического расстояния между стадиями мутации, чтобы получить основанную на химии филогении, связывающую вариацию последовательности с химическим выходом. Эти примеры устанавливают SCOPE как стандартизованный метод конструирования синтетических библиотек генов из близких или отдаленно связанных родительских последовательностей для выявления функциональной новизны среди кодируемых белков.
Смотрите также
дальнейшее чтение
- O'Maille PE, Bakhtina M, Tsai MD (август 2002 г.). "Комбинаторная белковая инженерия на основе структуры (СФЕРА)". Журнал молекулярной биологии . 321 (4): 677–91. DOI : 10.1016 / S0022-2836 (02) 00675-7 . PMID 12206782 .
- O'Maille PE, Tsai MD, Greenhagen BT, Chappell J, Noel JP (2004). «Синтез библиотеки генов с помощью комбинаторной белковой инженерии на основе структуры». Методы в энзимологии . 388 : 75–91. DOI : 10.1016 / S0076-6879 (04) 88008-X . ISBN 9780121827939. PMID 15289063 .
- O'Maille PE, Malone A, Dellas N, Andes Hess B, Smentek L, Sheehan I, Greenhagen BT, Chappell J, Manning G, Noel JP (октябрь 2008 г.). «Количественное исследование каталитического ландшафта, разделяющего расходящиеся сесквитерпенсинтазы растений» . Природа Химическая биология . 4 (10): 617–23. DOI : 10.1038 / nchembio.113 . PMC 2664519 . PMID 18776889 .
Внешние ссылки
- ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ Патент