mCherry

MCherry
mCherryは、単量体の赤色蛍光タンパク質(mRFP)のmFruitsファミリーのメンバーです。RFPとして、mCherryは、Aequoera victoriaクラゲに由来することが多い緑色蛍光タンパク質(GFP)とは異なり、DiscosomaイソギンチャクのDsRedに由来します。蛍光タンパク質は、細胞内の成分にタグを付けるために使用されるため、蛍光分光法および蛍光顕微鏡を使用して研究することができます。mCherryは、540〜590 nmの光を吸収し、550〜650nmの範囲の光を放出します。 mCherryは蛍光タンパク質発色団のグループに属しています遺伝子を視覚化し、実験でそれらの機能を分析するための機器として使用されます。これらの蛍光タンパク質タグを多くの多様な生物の遺伝物質に正確に挿入することにより、ゲノム
が大幅に改善されました。さまざまな蛍光タンパク質の明るさと光安定性の間のほとんどの比較は、細胞または生物のタンパク質性能に影響を与える生物学的変数から削除されて、invitroで行われました。 in vitroで細胞環境を完全にシミュレートすることは困難であり、環境の違いが明るさと光安定性に影響を与える可能性が
mCherryのようなmRFPは、分子量が低く、四量体よりも速く折りたたまれるので便利です。その結果、単量体の蛍光タンパク質が標的システムの妨害を減らしました。
内容
1 開発
2 構造
3 用途
4 その他のRFPとmFruits
5 参考文献
6 外部リンク
開発
DsRedはDiscosomasea anemonesから分離され、四量体タンパク質です。ほとんどの赤色蛍光タンパク質はDsRedに由来します。DsRedは、光安定性が低く(放射エネルギーまたは光の影響下での変化に対する耐性)、成熟速度が遅い(タンパク質の半分が折りたたまれるまでの時間)。mRFP1はDsRedに由来し、モノマーであるため小さいですが、その量子収率と光安定性はDsRedよりも低くなります。 mCherryおよびその他のmFruitsは、DsRedとmRFP1の両方よりも輝度と光安定性が向上しています。mCherryは、Robert ECampbellによるmRFP1からの定向進化によって開発されました。 mFruitsは一般的に開発されました。なぜなら、他の花虫類とは異なる色のタンパク質が見つかる可能性がある一方で、タンパク質はほとんどが四量体であり、DsRedと同じ問題を抱えている可能性が高いからです。これらの四量体は、それらを有用な融合パートナーにするために、DsRedに対して行われるような派生を行う必要がその結果、mFruitsは、励起波長と発光波長を調整するために主要なアミノ酸を調整することにより、mRFP1から派生しました。さまざまな色により、さまざまな細胞タイプ、転写活性、およびタンパク質の融合を追跡できます。mCherryは、開発されたすべての真のモノマーの中で、最も長い波長、最も高い光安定性、最も速い成熟、優れたpH耐性を持ち、励起および発光の最大値がmRFP1に最も近いものです。ただし、mCherryの量子収率はmRFP1よりも低くなります。
  mCherryのタンパク質構造。PDB ID:2H5Q
構造
mCherryの遺伝子は711bpの長さであり、タンパク質は236残基で構成されており、質量は26.722kDaです。 mCherryの結晶構造は2006年に決定されました。ベータバレルを構成する3つのアルファヘリックスと13のベータシートが含まれています。mCherryの発色団は、メチオニン、チロシン、グリシンの3つのアミノ酸で構成されており、翻訳後にイミダゾリノンに修飾されます。これらの残基の配列数は、それぞれ71、72、および73です。拡張されたパイ電子共役は、mCherryに赤方偏移した吸光度と発光を与えます。発色団は、11本鎖のベータバレル内の溶媒から保護された中央のらせんから形成されます。この構造は、11本鎖のベータバレルを持つDsRedの三次構造とほぼ同じであり、GFPの三次構造に似ています。これにより、mCherryの発色団周辺の環境は、DsRedの発色団周辺の環境よりも疎水性になります。 mCherryの末端はGFPに似ているため、GFPを使用でき、mRFP1を使用できなかったシステムに組み込むことができます。
用途
mCherryは、細胞内プローブとして蛍光顕微鏡で使用されます。しかし、タンパク質が蛍光タンパク質への融合によってタグ付けされている場合、それらの間の相互作用は、ターゲティングまたは機能を望ましくない形で妨害する可能性が
mCherryは、構成的な遺伝子発現が望まれる場合に評価され、他の実験的アプローチでは、複数の遺伝子の協調制御が必要です。Eで使用するために複数の会場が開発されていますが。コリや他のモデルでは、そのような技術の有用性と機能性は必ずしも他の種に変換されるわけではありません。たとえば、グラム陰性病原菌であるレジオネラ・ニューモフィラ(レジオネラ症のベクター)の場合、Ptacシステムは確立された唯一の発現制御システムです。Lにおける細菌の遺伝子発現を研究するために利用可能なツールを強化するため。ニューモは、mCherryをは、変異誘発のLacI結合部位から構成的遺伝子発現を付与する、開発されました。mCherryは、インタクトなLacI-P tac発現システムを含む他のプラスミドに干渉することも、細胞内増殖中のレジオネラ種の増殖を変化させることもありません。mCherryの広宿主域プラスミドバックボーンは、多種多様なグラム陰性菌種での構成的遺伝子発現を可能にし、mCherryをより大きな研究コミュニティにとって有用なツールにしました。
また、長波長ヘテロFRET(蛍光共鳴エネルギー移動)アクセプターおよびホモFRET実験のプローブとしても使用できます。 FRETは、中間光子がなく、エネルギーがドナーからアクセプターに移動するタイプの蛍光エネルギー移動です。抗生物質の圧力なしでそれらを視覚化するために細菌を標識するために使用されるだけでなく。
その他のRFPとmFruits
元のRFP:DsRed
第1世代RFP:mRFP1
第2世代RFP:mStrawberry、mOrange、dTomato
mFruitは、第1世代のmRFP1と比較して輝度と光安定性が向上した第2世代の単量体赤色蛍光タンパク質(mRFP)です。それらの発光および励起波長は、それぞれ約550〜650および540〜590nmの範囲に分布しています。ただし、それらのスペクトルの変動は、いくつかの重要なアミノ酸にまでさかのぼることができます。mOrange、mStrawberry、およびmCherryの3つの代表的な分光学的および原子分解能の結晶学的分析は、異なるメカニズムが励起および発光の最大値を確立するために機能することを明らかにしています。2番目の酸化ステップを経て、各mFruitはポリペプチド骨格にアシルイミン結合を生成します。前駆体DsRedと比較して、この連鎖への直接共有結合修飾(mOrange)および発色団環境の間接修飾(mStrawberryおよびmCherry)は、強い青および赤方偏移の変異体を生成します。mOrangeの青方偏移は、そのタンパク質骨格の共有結合修飾によって引き起こされます。
電子密度マップは、Thr66Oγがポリペプチド骨格と反応すると、3番目の複素環である2-ヒドロキシ-ジヒドロオキサゾールが形成されることを示しています。これにより、65位のカルボニルと残りの発色団との結合が減少します。mStrawberryとmCherryでは、帯電したLys70の動きとGlu215のプロトン化が、発色団の電子密度分布を変更し、それらの特徴的な赤方偏移を誘発することが提案されています。
参考文献
^ f g h i Shaner、Nathan C; キャンベル、ロバートE; スタインバッハ、ポールA; Giepmans、Ben NG; パーマー、エイミーE; チエン、ロジャーY(2004-11-21)。「Discosomasp。赤色蛍光タンパク質に由来する改善された単量体の赤色、オレンジおよび黄色の蛍光タンパク質」。ネイチャーバイオテクノロジー。22(12):1567–1572。土井:10.1038 / nbt1037。ISSN  1087から0156まで。PMID  15558047。S2CID  205272166。 ^ a b Shu、Xiaokun; シェーナー、ネイサンC。; Yarbrough、Corinne A。; チエン、ロジャーY。; レミントン、S。ジェームス。「新規発色団と埋没電荷はmFruits†、‡の色を制御します」。生化学。45(32):9639–9647。土井:10.1021 / bi060773l。ISSN 0006から2960まで。PMID 16893165。    ^ Heppert、Jennifer K。; ディキンソン、ダニエルJ。; パニ、アリエルM。; ヒギンズ、クリストファーD。; スチュワード、アネット; アーリンガー、ジュリー; クーン、ジェフリーR。; ゴールドスタイン、ボブ(2016-11-07)。「動物モデルシステムにおけるinvivoイメージングのための蛍光タンパク質の比較評価」。細胞の分子生物学。27(22):3385–3394。土井:10.1091 /mbc.e16-01-0063。ISSN 1059年から1524年。PMC 5221575。PMID 27385332。     ^ 「Addgene-シーケンスの分析」。www.addgene.org 。
^ 「mCherry-MCherry蛍光タンパク質-Anaplasmamarginale-mCherry遺伝子およびタンパク質」。www.uniprot.org 。
^ Shu、X。; レミントン、SJ(2006-08-22)。「mCherryの結晶構造」。www.rcsb.org。土井:10.2210 / pdb2h5q / pdb 。
^ a b 宮脇、敦; Shcherbakova、Daria M; Verkhusha、Vladislav V。「赤色蛍光タンパク質:発色団形成と細胞への応用」。構造生物学における現在の意見。22(5):679–688。土井:10.1016 /j.sbi.2012.09.002。ISSN 0959-440X。PMC 3737244。PMID 23000031。     ^ 「ZEISS顕微鏡オンラインキャンパス|花虫類の蛍光タンパク質」。zeiss-campus.magnet.fsu.edu 。
^ Subach、Fedor V。; Verkhusha、Vladislav V.(2012-07-11)。「赤色蛍光タンパク質における発色団の変換」。ケミカルレビュー。112(7):4308–4327。土井:10.1021 / cr2001965。ISSN 0009から2665まで。PMC 3394910。PMID 22559232。     ^ Subach、ヒョードルV; パターソン、ジョージH; マンリー、スリアナ; ジレット、ジェニファーM; リッピンコット-シュワルツ、ジェニファー; Verkhusha、Vladislav V(2009-01-25)。「高解像度2色蛍光顕微鏡用の光活性化可能なmCherry」。ネイチャーメソッド。6(2):153–159。土井:10.1038 /nmeth.1298。ISSN 1548から7091まで。PMC 2901231。PMID 19169259。     ^ シェーナー、ネイサンC; キャンベル、ロバートE; スタインバッハ、ポールA; Giepmans、Ben NG; パーマー、エイミーE; チエン、ロジャーY(2004-11-21)。「Discosomasp。赤色蛍光タンパク質に由来する改善された単量体の赤色、オレンジおよび黄色の蛍光タンパク質」。ネイチャーバイオテクノロジー。22(12):1567–1572。土井:10.1038 / nbt1037。ISSN 1087から0156まで。PMID 15558047。S2CID 205272166。     ^ Gebhardt、Michael J。; ジェイコブソン、レイチェルK。; シューマン、ハワードA.(2017-03-03)。「赤く見える;グラム陰性菌のための広範囲の構成的発現プラスミドであるpON.mCherryの開発」。PLOSONE。12(3):e0173116。土井:10.1371 /journal.pone.0173116。ISSN 1932から6203まで。PMC 5336243。PMID 28257493。     ^ Akrap、ニーナ; Seidel、Thorsten; バリサス、B。ジョージ。「mCherryと他の可視蛍光タンパク質間の蛍光共鳴エネルギー移動のフェルスター距離」。分析生化学。402(1):105–106。土井:10.1016 /j.ab.2010.03.026。ISSN 0003から2697まで。PMC 2885848。PMID 20347671。     ^ Lagendijk、Ellen L。; バリドフ、シャミル; Lamers、Gerda EM; De Weert、サンドラ; Bloemberg、Guido V.(2010-03-04)。「グラム陰性菌にmCherryをタグ付けして、in vitroおよび自然生息地、バイオフィルム、病原性の研究で視覚化するための遺伝的ツール」。FEMS微生物学レター。305(1):81–90。土井:10.1111 /j.1574-6968.2010.01916.x。ISSN 0378から1097まで。PMID 20180857。   
コモンズには、MCherryに関連するメディアが
外部リンク
蛍光タンパク質データベースであるFPbase上のmCherry”

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