专利名称:基因编码的光调控的制作方法生物活性化合物可通过使用光可去除的保护基团来保护,改变分子中的重要官能团以阻断其生物功效。已知保护所述基团的一种方式是笼蔽。通过例如对于系统的照射而去笼蔽,从而去除保护(笼蔽)基团并恢复分子的本征性质。可通过位点特异性引入笼蔽基团而实现蛋白质功能的精确光化学调控U。化学和酶方法,包括体外翻译3和化学连接4已经用于在体外光笼蔽蛋白质。这些方法已经被扩展为允许通过透化5或微注射6将笼蔽蛋白引入细胞,但是细胞递送仍旧存在挑战。最近,已经对于数种邻硝基苄基(ONB)笼蔽形式的氨基酸进行了基因编码,以使其响应琥珀终止密码子7’8。ONB基团在生理条件下是稳定的,但容易在250-365nm的紫外 (UV)光下被去除。应用ONB的不利之处在于,使用紫外光范围内250-365nm的较低部分可用于有效的光解,但该范围的紫外光对于细胞具有毒性,原因是其导致核酸光反应、破坏二硫键以及其他细胞损害,这可以在使用单个ONB基团笼蔽赖氨酸时发生8。赖氨酸残基是核定位序列的关键决定子9,是关键的翻译后修饰(包括泛素化、甲基化以及乙酰化)的靶,并且是许多重要酶活性位点中的关键残基。然而,将ONB笼蔽应用至赖氨酸残基还是不利的,原因是ONB笼蔽赖氨酸残基的光解产物导致不期望的赖氨酸的氨基缩合。因此,本领域中存在提供有效的赖氨酸笼蔽分子的问题。还存在提供允许将所述笼蔽分子位点特异性地掺入蛋白质中的方法和/或系统的问题。进一步的问题还在于提供产生所述蛋白同时减轻细胞递送笼蔽蛋白中存在的问题的方法。发明内容本发明涉及一种笼蔽赖氨酸分子,其中通过供电子取代基诱导笼蔽基团,以通过使用340nm以上的紫外光照射有效地去笼蔽。本发明还涉及在表I的达5个位置具有突变的正交吡咯赖氨酰-tRNA合成酶及由此所产生的正交吡咯赖氨酰-tRNA合成酶/tRNA对,其中所述突变存在于残基M241、A267、 Y27UL274 以及 C313。
本发明的另一方面涉及将本发明的笼蔽赖氨酸掺入真核细胞的蛋白质中的体外方法,其中,所述方法包括如下步骤
i)在编码所述蛋白质的核苷酸序列中的所需位点引入琥珀密码子,或取代编码所述蛋白质的核苷酸序列中的特定密码子;
ii)将本文所述的表达系统引入细胞;
iii)使用存在于培养基中的本文所述的笼蔽赖氨酸在所述培养基中培养所述细胞。
本发明还一方面涉及本发明的笼蔽赖氨酸在通过340nm以上的紫外光照射测定或改变蛋白质的至少一种性质中的用途。
本发明涉及一种笼蔽赖氨酸分子,其中通过供电子取代基诱导笼蔽基团,以通过使用340nm以上的紫外光照射而有效地去笼蔽。合适地,笼蔽基团在355nm以上的紫外光照射下、优选365nm的紫外光照射下有效去笼蔽。
合适地,光解副产物不发生与赖氨酸氨基的缩合。
合适地,笼蔽赖氨酸为式(I)
本发明涉及笼蔽赖氨酸,其中所述笼蔽赖氨酸为式(I)或其盐。本发明还涉及包含笼蔽赖氨酸的多肽及其制备方法。本发明还涉及能够使tRNA负载笼蔽赖氨酸的tRNA合成酶。
基因编码的光调控制作方法
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