Articulo de referencia

Etiqueta de proteína

Las etiquetas de proteínas son secuencias peptídicas injertadas genéticamente en una proteína recombinante . Estas etiquetas se unen a las proteínas con diversos fines. Pueden a...

Las etiquetas de proteínas son secuencias peptídicas injertadas genéticamente en una proteína recombinante . Estas etiquetas se unen a las proteínas con diversos fines. Pueden añadirse a cualquiera de los extremos de la proteína diana, por lo que pueden ser específicas del extremo C-terminal, del extremo N-terminal o de ambos. Algunas etiquetas también se insertan en sitios dentro de la proteína de interés; se conocen como etiquetas internas. [ 1 ]

Las etiquetas de afinidad se añaden a las proteínas para poder purificarlas a partir de su fuente biológica cruda mediante una técnica de afinidad. Entre las etiquetas de afinidad se incluyen la proteína de unión a quitina (CBP), la proteína de unión a maltosa (MBP), la etiqueta Strep [ 2 ] y la glutatión-S-transferasa (GST). La etiqueta de poli(His) es una etiqueta proteica ampliamente utilizada que se une a matrices que contienen iones metálicos inmovilizados.

Las etiquetas de solubilización se utilizan, especialmente para proteínas recombinantes expresadas en especies como E. coli , para facilitar el correcto plegamiento de las proteínas y evitar su agregación en cuerpos de inclusión . Estas etiquetas incluyen la tiorredoxina (TRX) y el poli(NANP). Algunas etiquetas de afinidad tienen una doble función como agentes de solubilización, como la MBP y la GST.

Las etiquetas cromatográficas se utilizan para modificar las propiedades cromatográficas de la proteína y así lograr una resolución diferente en una técnica de separación específica. A menudo, estas etiquetas consisten en aminoácidos polianiónicos, como la etiqueta FLAG o la etiqueta de poliglutamato. [ 3 ]

Las etiquetas de epítopo son secuencias cortas de péptidos que se eligen porque los anticuerpos de alta afinidad se pueden producir de manera confiable en muchas especies diferentes. Estas generalmente se derivan de genes virales, lo que explica su alta inmunorreactividad. Las etiquetas de epítopo incluyen ALFA-tag, V5-tag , Myc-tag , HA-tag , Spot-tag , T7-tag y NE-tag . Estas etiquetas son particularmente útiles para experimentos de Western blot , inmunofluorescencia e inmunoprecipitación , aunque también se encuentran en la purificación de anticuerpos. Descritas por primera vez en 1984 por Munro y Pelham para detectar y rastrear proteínas en células COS [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] , las etiquetas de epítopo se adaptaron rápidamente para rastrear proteínas en ovocitos de Xenopus [ 7 ] ; para detectar y purificar inmunoafinidad proteínas de levadura y E. coli [ 8 ] ; y para detectar, aislar y clonar socios de interacción de ligandos en células de mamíferos [ 9 ] [ 10 ] . Al principio, estas etiquetas se denominaban "etiqueta de péptido" [ 11 ] , "inserción de epítopo" [ 12 ] , "secuencia marcadora" [ 13 ] y "adición de epítopo", hasta que se acuñó el término "etiqueta de epítopo" [ 14 ] y se popularizó.

Las etiquetas fluorescentes se utilizan para obtener una lectura visual de una proteína. La proteína fluorescente verde (GFP) y sus variantes son las etiquetas fluorescentes más utilizadas. [ 15 ] Entre las aplicaciones más avanzadas de la GFP se incluye su uso como reportero de plegamiento (fluorescente si está plegada, incolora si no lo está).

Las etiquetas proteicas permiten modificaciones enzimáticas específicas (como la biotinilación mediante biotina ligasa) o modificaciones químicas (como el acoplamiento a otras proteínas mediante SpyCatcher o la reacción con FlAsH-EDT2 para la obtención de imágenes por fluorescencia). A menudo, las etiquetas se combinan para conectar proteínas a múltiples componentes. Sin embargo, la adición de cada etiqueta conlleva el riesgo de que la función nativa de la proteína se vea comprometida por las interacciones con la etiqueta. Por lo tanto, tras la purificación, las etiquetas a veces se eliminan mediante proteólisis específica (por ejemplo, con la proteasa TEV , la trombina , el factor Xa o la enteropeptidasa ) o mediante el empalme de inteínas .

Lista de etiquetas de proteínas

(Véase Aminoácido proteinogénico#Propiedades químicas para los códigos de aminoácidos AZ)

Etiquetas de péptidos

Las etiquetas cortas en las proteínas se conocen comúnmente como "etiquetas de epítopo". Las etiquetas de esta lista se incluyen en esta categoría. El "etiquetado de epítopos" consiste en añadir un péptido corto a una proteína para que pueda detectarse mediante un anticuerpo específico para dicho péptido (epítopo).

  • ALFA-tag, una etiqueta peptídica helicoidal de diseño de novo (SRLEEELRRRLTE) para aplicaciones bioquímicas y de microscopía. La etiqueta es reconocida por un repertorio de anticuerpos de dominio único [ 16 ].
  • AviTag, un péptido que permite la biotinilación por la enzima BirA y así la proteína puede aislarse mediante estreptavidina (GLNDIFEAQKIEWHE)
  • La etiqueta EPEA, denominada comercialmente etiqueta CaptureSelect C, es un péptido de 4 aminoácidos reconocido por un anticuerpo de camélido VHH o de dominio único, descubierto mediante visualización de fagos (EPEA) [ 17 ] [ 18 ].
  • Etiqueta de calmodulina , un péptido unido a la proteína calmodulina (KRRWKKNFIAVSAANRFKKISSSGAL)
  • i CapTag™ ( intein Cap ture Tag ), una etiqueta peptídica autorremovible (MIKIATRKYLGKQNVYGIGVERDHNFALKNGFIAHN). El i CapTag™ se controla mediante un cambio de pH. Normalmente, el cambio de pH ocurre de pH 8,5 a pH 6,2 y provoca la liberación de la proteína diana sin etiqueta al eluyente. Si es necesario, el cambio de pH y los tampones se pueden optimizar para un método de purificación específico de la proteína (por ejemplo, para proteínas de membrana se podría añadir detergente a los tampones para aumentar la solubilidad de la proteína). [ 19 ] A diferencia de otros métodos de purificación de proteínas, este método no depende de proteasas para escindir una etiqueta del complejo etiqueta-proteína. En cambio, durante la fase de elución, dado que el pH del tampón cambia de 8,5 a pH 6,2, se desencadena una reacción de escisión que da como resultado la liberación de la proteína diana sin etiqueta, mientras que la etiqueta altamente diseñada permanece unida a la columna. La pureza esperada de las proteínas o péptidos diana sin etiqueta es de entre el 95 y el 99 %. El i CapTag™ contiene un componente patentado derivado de la inteína de Nostoc punctiforme (Npu) . Esta etiqueta se utiliza para la purificación de proteínas, péptidos, fragmentos de mAbs , proteínas recombinantes y sus fragmentos. Puede utilizarse en laboratorios de investigación y también está destinada a la purificación a gran escala durante el proceso de fabricación posterior. El complejo proteína diana i CapTag™ puede expresarse en una amplia gama de huéspedes de expresión ( por ejemplo , células CHO y E. coli ) [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ].
  • etiqueta de poliglutamato, un péptido que se une eficientemente a resinas de intercambio aniónico como Mono-Q (EEEEEE) [ 3 ]
  • Etiqueta de poliararginina, un péptido que se une eficientemente a la resina de intercambio catiónico (de 5 a 9 R consecutivas)
  • Etiqueta E, un péptido reconocido por un anticuerpo (GAPVPYPDPLEPR)
  • FLAG-tag , un péptido reconocido por un anticuerpo (DYKDDDDK) [ 23 ]
  • HA-tag , un péptido de la hemaglutinina reconocido por un anticuerpo (YPYDVPDYA) [ 24 ]
  • His-tag , 5-10 histidinas unidas por un quelato de níquel o cobalto (HHHHHH)
    • Las etiquetas Gly-His son variantes de His-Tag N-terminales (por ejemplo, GHHHH, o GHHHHHH, o GSSHHHHHH) que aún se unen a cationes metálicos inmovilizados, pero que también pueden activarse mediante azidogluconoilación para permitir aplicaciones de química click [ 25 ].
  • Myc-tag , un péptido derivado de c- myc reconocido por un anticuerpo (EQKLISEEDL)
  • NE-tag , un péptido sintético de 18 aminoácidos (TKENPRSNQEESYDDNES) reconocido por un anticuerpo monoclonal IgG1, que es útil en un amplio espectro de aplicaciones que incluyen Western blotting, ELISA, citometría de flujo, inmunocitoquímica, inmunoprecipitación y purificación por afinidad de proteínas recombinantes [ 26 ].
  • La etiqueta Rho1D4 se refiere a los últimos 9 aminoácidos del extremo C-terminal intracelular de la rodopsina bovina (TETSQVAPA). Es una etiqueta muy específica que se puede utilizar para la purificación de proteínas de membrana .
  • S-tag , un péptido derivado de la ribonucleasa A (KETAAAKFERQHMDS)
  • SBP-tag , un péptido que se une a la estreptavidina (MDEKTTGWRGGHVVEGLAGELEQLRARLEHHPQGQREP) [ 27 ]
  • Softag 1 , para expresión en mamíferos (SLAELLNAGLGGS)
  • Softag 3 , para expresión procariota (TQDPSRVG)
  • Spot-tag , un péptido reconocido por un nanocuerpo (PDVRVAVSHWSS) para inmunoprecipitación, purificación por afinidad, inmunofluorescencia y microscopía de superresolución.
  • Strep-tag , un péptido que se une a la estreptavidina o a la estreptavidina modificada llamada estreptactina (Strep-tag II: WSHPQFEK) [ 2 ].
  • T7-tag , una etiqueta de epítopo derivada de la proteína de la cápside principal T7 del gen T7 (MASMTGGQQMG). Se utiliza en diferentes inmunoensayos, así como en purificación por afinidad. Se utiliza principalmente [ 28 ].
  • Etiqueta TC , una etiqueta de tetracisteína que es reconocida por los compuestos biarénicos FlAsH y ReAsH (CCPGCC)
  • Etiqueta Ty (EVHTNQDPLD)
  • Etiqueta V5 , un péptido reconocido por un anticuerpo (GKPIPNPLLGLDST) [ 29 ]
  • VSV-tag, un péptido reconocido por un anticuerpo (YTDIEMNRLGK)
  • Etiqueta Xpress (DLYDDDDK), un péptido reconocido por un anticuerpo.

etiquetas peptídicas covalentes

  • Isopeptag , un péptido que se une covalentemente a la proteína pilina-C (TDKDMTITFTNKKDAE) [ 30 ]
  • SpyTag , un péptido que se une covalentemente a la proteína SpyCatcher (AHIVMVDAYKPTK) [ 31 ].
  • SnoopTag , un péptido que se une covalentemente a la proteína SnoopCatcher (KLGDIEFIKVNK). [ 32 ] También se desarrolló una segunda generación, SnoopTagJr, para unirse a SnoopCatcher o DogTag (mediado por SnoopLigase) (KLGSIEFIKVNK) [ 33 ]
  • DogTag, un péptido que se une covalentemente a DogCatcher (DIPATYEFTDGKHYITNEPIPPK) y puede reaccionar como una etiqueta interna en bucles de proteínas. [ 34 ] DogTag también puede unirse covalentemente a SnoopTagJr, mediado por SnoopLigase. [ 33 ]
  • SdyTag, un péptido que se une covalentemente a la proteína SdyCatcher (DPIVMIDNDKPIT). [ 35 ] SdyTag/SdyCatcher tiene una reactividad cruzada dependiente de la cinética con SpyTag/SpyCatcher.

Etiquetas de proteínas

  • BCCP (proteína transportadora de carboxilo de biotina), un dominio proteico biotinilado por BirA que permite su reconocimiento por estreptavidina.
  • BromoTag, una versión mutada de "protuberancia y agujero" del segundo bromodominio de Brd4, Brd4-BD2 L387A, que puede unirse de forma altamente selectiva al degradador PROTAC específico de la etiqueta AGB1 para formar un complejo ternario entre la proteína "BromoTagged" y la ligasa E3 VHL, lo que conduce a la ubiquitinación de la proteína etiquetada y su posterior degradación proteasómica rápida y eficaz en las células. [ 36 ]
  • FAST (Fluorescence-Activating andsorption-Shifting Tag), una proteína amarilla fotoactiva mutada (PYP) que se une reversiblemente a ligandos fluorogénicos afines.
  • CL7 -tag, una variante modificada de la colicina E7 que tiene una fuerte afinidad de unión y especificidad por la proteína de inmunidad 7 (Im7) inmovilizada. [ 37 ]
  • Glutathione-S-transferase -tag, una proteína que se une al glutatión inmovilizado.
  • Proteína fluorescente verde -tag, [ 15 ] una proteína que es espontáneamente fluorescente y puede unirse a nanobodies
  • HaloTag , una deshalogenasa de haloalcanos bacteriana mutada que se une covalentemente a sustratos de haloalcanos.
  • SNAP-tag , una metiltransferasa de ADN eucariota mutada que se une covalentemente a derivados de bencilguanina.
  • CLIP-tag , una metiltransferasa de ADN eucariota mutada que se une covalentemente a derivados de bencilcitosina.
  • HUH-tag , una proteína de unión a ADN monocatenario específica de secuencia que se une covalentemente a su secuencia diana.
  • proteína de unión a maltosa -tag, una proteína que se une a la agarosa de amilosa [ 38 ]
  • Etiqueta Nus
  • Etiqueta de tiorredoxina
  • La etiqueta Fc , derivada del dominio Fc de la inmunoglobulina, permite la dimerización y la solubilización. Puede utilizarse para la purificación en Sepharose de proteína A.
  • Etiquetas intrínsecamente desordenadas diseñadas que contienen aminoácidos que promueven el desorden (P, E, S, T, A, Q, G,...) [ 39 ]
  • Dominio de reconocimiento de carbohidratos o etiqueta CRDSAT , una proteína que se une a la agarosa de lactosa o Sepharose [ 40 ].

Otros

La etiqueta HiBiT fue desarrollada por científicos de Promega . Es una etiqueta peptídica de 11 aminoácidos que puede fusionarse al extremo N o C, o a regiones internas de las proteínas. [ 41 ] Su pequeño tamaño permite la rápida inserción de esta etiqueta en otras proteínas mediante la tecnología CRISPR/Cas9. [ 41 ]

Aplicaciones

Referencias

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