SciLifeLab Fellow Simon Elsässer laboratorium bij Karolinska Institutet rapporteert een methode, die fluorescerende tagging van eiwitten mogelijk maakt met de kleine verstoring - een enkel aminozuur - genetisch toegevoegd aan beide uiteinden van een (micro) eiwit van belang. De methode wordt Single-residu Terminal Labeling (STELLA) genoemd.

Dertig jaar geleden, het klonen van het groen fluorescerende eiwit GFP, samen met genetische manipulatie-instrumenten, bracht een revolutie teweeg in het veld door onderzoekers in staat te stellen een fluorescerend 'baken' te fuseren met elk eiwit van belang, zodat het direct kan worden waargenomen in levende cellen met behulp van fluorescentiemicroscopie. De microscopen van vandaag bereiken live-beeldvorming, bij nanometer resolutie, in veelkleurig, waardoor onderzoekers zelfs de kleinste subcellulaire structuren kunnen oplossen. Fluorescerende eiwitten hebben echter een beperking:de grootte van de fluorescerende tag is vaak gelijk aan de grootte van een typisch gevouwen eiwit, waardoor een aanzienlijke moleculaire 'lading' aan het onderzochte eiwit wordt toegevoegd en mogelijk de functie ervan wordt beïnvloed. Dit kan een bijzonder obstakel worden voor de studie van microproteïnen, een nieuw gewaardeerde klasse van eiwitten die veel kleiner zijn dan gemiddeld.

In een onderzoek onder leiding van een postdoctoraal onderzoeker Lorenzo Lafranchi van het Simon Elsässer-laboratorium van het Karolinska Institutet SciLifeLab, een methode gerapporteerd, die fluorescerende tagging van eiwitten mogelijk maakt met de kleine verstoring - een enkel aminozuur - genetisch toegevoegd aan beide uiteinden van een (micro) eiwit van belang. De methode wordt Single-residu Terminal Labeling genoemd, STELLA. Het is gebaseerd op een synthetische bouwsteen (een niet-canoniek "designer"-aminozuur, in plaats van een van de 21 canonieke) die samen met een grotere tag is opgenomen met behulp van een techniek die genetische code-expansie wordt genoemd. De tag wordt dan snel verwijderd door de cel, een enkel terminaal designer-aminozuur achterlatend op het eiwit van belang. Het designer-aminozuur introduceert een chemische groep in het eiwit die vervolgens conjugatie met een kleine organische fluorescerende kleurstof mogelijk maakt, het aansteken van het eiwit van belang in de levende cel. Het voordeel ten opzichte van bestaande labelingstechnieken die berusten op de uitbreiding van de genetische code, en STELLA kan worden gebruikt om de uiteinden van alle eiwitten te labelen.

De studie, gepubliceerd in de Tijdschrift van de American Chemical Society , demonstreert het nut van STELLA bij het fluoresceren van een verscheidenheid aan menselijke eiwitten en micro-eiwitten, gelokaliseerd in verschillende subcellulaire compartimenten en organellen. Naast cellulaire eiwitten, het team was ook in staat om een ​​aantal ongrijpbare polypeptiden te labelen en te lokaliseren die worden geproduceerd door het SARS-CoV2-coronavirus dat Covid-19 veroorzaakt.