J 2022

Mechanism-Based Strategy for Optimizing HaloTag Protein Labeling

MARQUES, Sérgio Manuel; Michaela SLÁNSKÁ; Klaudia CHMELOVÁ; Radka CHALOUPKOVÁ; Martin MAREK et al.

Základní údaje

Originální název

Mechanism-Based Strategy for Optimizing HaloTag Protein Labeling

Autoři

MARQUES, Sérgio Manuel; Michaela SLÁNSKÁ; Klaudia CHMELOVÁ; Radka CHALOUPKOVÁ; Martin MAREK; Spencer CLARK; Jiří DAMBORSKÝ; Eric T. KOOL; David BEDNÁŘ a Zbyněk PROKOP

Vydání

JACS AU, WASHINGTON, AMER CHEMICAL SOC, 2022, 2691-3704

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Stát vydavatele

Spojené státy

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Označené pro přenos do RIV

Ano

Kód RIV

RIV/00216224:14310/22:00126373

Organizace

Přírodovědecká fakulta – Masarykova univerzita – Repozitář

EID Scopus

Klíčová slova anglicky

HaloTag; enzyme kinetics; molecular modeling; reaction mechanism; ligand binding; nucleophilic substitution; protein engineering; access tunnel; numerical integration

Návaznosti

EF17_043/0009632, projekt VaV. GA22-09853S, projekt VaV. LM2018121, projekt VaV. LM2018140, projekt VaV. MUNI/H/1561/2018, interní kód Repo. 814418, interní kód Repo. 857560, interní kód Repo. ELIXIR-CZ II, velká výzkumná infrastruktura.
Změněno: 27. 2. 2025 00:50, RNDr. Daniel Jakubík

Anotace

V originále

HaloTag labeling technology has introduced unrivaled potential in protein chemistry and molecular and cellular biology. A wide variety of ligands have been developed to meet the specific needs of diverse applications, but only a single protein tag, DhaAHT, is routinely used for their incorporation. Following a systematic kinetic and computational analysis of different reporters, a tetramethyirhodamine- and three 4-stilbazolium-based fluorescent ligands, we showed that the mechanism of incorporating different ligands depends both on the binding step and the efficiency of the chemical reaction. By studying the different haloalkane dehalogenases DhaA, LinB, and DmmA, we found that the architecture of the access tunnels is critical for the kinetics of both steps and the ligand specificity. We showed that highly efficient labeling with specific ligands is achievable with natural dehalogenases. We propose a simple protocol for selecting the optimal protein tag for a specific Iigand from the wide pool of available enzymes with diverse access tunnel architectures. The application of this protocol eliminates the need for expensive and laborious protein engineering.

Přiložené soubory