Applied Chemistry for Engineering, Vol.32, No.1, 10-14, February, 2021
형광 단백질 mCherry-I202T의 pH 감응성 분석
Characterization of pH Dependent Properties of mCherry Mutant, I202T
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초록
DsRed에서 유래한 적색 형광 단백질들 중 하나인 mCherry는 GFP와 유사한 3차 구조를 가진 잘 알려진 적색 형광 단백질 중 하나이며, 수소결합 네트워크를 형성하고 있지 않아서 pH 변화에 민감하지 않다. 반면 mCherry의 발색단 근처에서 돌연변이를 야기 시켜 만든 mCherry-I202T는 mCherry 단백질의 202번째 아미노산인 이소루신(Ile)을 트레오닌 (Thr)으로 치환함으로써 모체와는 다르게 추가적인 수소결합을 형성하여, 주위 pH에 더욱 민감하게 반응할 뿐 아니라 적색 편이된 형광을 보였다. 수소결합이 확장된 I202T의 pH 민감성을 검증하기 위해 산성과 염기성 pH 범위에서 I202T의 UV-vis 흡광 스펙트럼 변화와 가역성을 확인하고, 그를 pH sensor에 적용 가능한지 그 가능성을 검증하고자하였다.
mCherry is one of the well-understood red fluorescent proteins which has a similar tertiary structure as GFPs, but pH resistant due to the lack of hydrogen bond network. Whereas mCherry-I202T showed far-red fluorescence and also pH sensitive property because of the additional hydrogen bond formed by substituting Ile of 202 amino acid sequence on mCherry with Thr. In order to verify the pH sensitive characteristic of mCherry-I202T owing to the extension of hydrogen bond, UV-vis spectrum was measured over the range of acidic to basic pH. We also demonstrate further possibilities of applying mCherry-I202T as a pH sensor.
- Shaner NC, Campbell RE, Steinbach PA, Giepmans BN, Palmer AE, Tsien RY, Nat. Biotechnol., 22, 1567 (2004)
- Campbell RE, Palmer AE, Steinbach PA, Baird GS, Zacharias DA, Tsien RY, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 7877-7882 (2002).
- Bevis GJ, Brooke BS, Nat. Biotechnol., 20(1), 83 (2002)
- Shu X, Shaner NC, Yarbrough CA, Tsien RY, Remington SJ, Biochemistry, 45, 9639 (2006)
- Bizzarri R, Arcangeli C, Arosio D, Ricci F, Faraci P, Cardarelli F, Beltram F, Biophys. J., 90(9), 330 (2006)
- Pereira M, Tome D, Domingues AS, Varanda AS, Paulo C, Santos MA, Soares AR, Biotechnol. J., 13(4), 170067 (2018)
- Kim Y, Song K, Lee H, Kim D, Kim J, Chung M, Biotechnol. Bioprocess Eng., 21(6), 720 (2016)
- Baird GS, Zacharias DA, Tsien RY, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 97(22), 11984 (2000)