干货分享|2A肽在病***学研究中的应用

时间:2023-11-21 10:35:54  热度:0°C

什么是2A肽:

2A肽是来源于病***的短肽,一般为18至25个氨基酸,也被称为“自我剪切”肽。

2A肽功能:

2A肽能够使一条转录产物产生多种蛋白,即使融合蛋白通过2A肽自我切割分离,产生多种蛋白质***地行使各自的功能。2A肽能够实现多基因共表达、蛋白质分离表达、蛋白质功能恢复,并且在抗体制备和病***学研究中具有重要意义。

2A肽作用机制:

2A肽介导的自我剪切机制是核糖体在2A肽翻译过程中跳过C端形成的甘氨酰-脯氨酰(GP)肽键。

2A肽有哪些:

目前常用的2A肽有4种:P2A、T2A、E2A和F2A。

  • 1/ P2A,来源于猪捷申病***(porcine teschovirus),氨基酸序列为:(GSG)ATNFSLLKQAGDVEENPGP

  • 2/ T2A,来源于明脉扁刺蛾病***(Thosea asigna virus),氨基酸序列为:(GSG)EGRGSLLTCGDVEENPGP

  • 3/ E2A,来源于马甲型鼻炎病***(Equine rhinitis A virus),氨基酸序列为:(GSG)QCTNYALLKLAGDVESNPGP

  • 4/ F2A,来源于***病***(Foot and mouse disease virus),氨基酸序列为:(GSG)VKQTLNFDLLKLAGDVESNPGP

  • 图1:4种常用的2A肽氨基酸序列

    通常来说,在使用单个2A肽的情况下,P2A的切割效率最高,几乎可以达到100%。其次是T2A,再次是E2A和F2A,F2A的切割效率一般为50%左右。但是,在串联使用多个2A肽的情况下,还不能简单地认为将多个P2A或T2A串联起来就能达到最大的切割效率,这需要实验来验证。

    另外,夏威夷大学马诺阿分校的Wei Wen Su等人发现了两种来源于紫海胆(紫胆)和加利福尼亚海虫(加利福尼亚海兔)的2A肽,分别命名为SP2A和AC2A。这是科学家们首次发现的非病***来源的2A肽。

    图2:SP2A和AC2A氨基酸序列

    近日,来自耶鲁大学的Yuan Ren等人阐明了来自马乙型鼻炎病***(Equine rhinitis B virus 1,ERBV-1)的2A肽切割效率也可以达到70-99%。

    2A肽在真核表达载体构建中的应用案例:

    Jin Hee Kim等人将NLS-EGFP-2A-mCherry-CAAX串联表达,通过WB和免疫荧光验证了4种不同2A肽的切割效率。结果表明:切割效率:P2A>T2A>E2A>F2A。免疫荧光结果结果表明,P2A能够很好地将EGFP和mCherry在空间上分离开来,因为EGFP融合了NLS,因此定位在细胞核内,而mCherry的C末端添加了CAAX异戊二烯化基序,因此能够定位在细胞质膜上。作者进一步验证了2A肽在人源,鼠源和斑马鱼细胞系上的切割效率,其结果一致。

    图3:真核载体构建示意图

    图4:P2A在HEK293T细胞中的切割效率最高

    2A肽在病***学研究中的应用案例1-GFP报告流感病***的构建:

    Balaji Manicassamy等人将流感病***NS1和GFP融合表达,在GFP的C末端添加P2A肽,从而将NS1-GFP和NEP蛋白分离开来。用次方法他们成功构建了NS1-GFP融合表达的重组病***。该法构建的报告病***对小鼠的致病性有所降低,因此在建立小鼠感染模型时,需要提高攻***剂量。该放构建的GFP报告病***能够应用于小鼠***病***成像和抗病***药效评价。

    图5:携带GFP报告基因的重组流感病***的构建

    图6:NS1-GFP病***的体内特性

    2A肽在病***学研究中的应用案例2-蓝耳病***DNA***的构建:

    Sochanwattey Meas等人将蓝耳病***的GP5、M和N基因串联表达,中间用P2A和F2A组合的方式将不同的产物分离开来。用此方法构建的表达载体能够成功地同时表达GP5、M和N三个蛋白。2A肽的应用为DNA***的构建提供了新的思路。

    图7:三顺反子基因构建示意图

    图8: GP5、M和N蛋白表达

    参考文献

  • 1/ High Cleavage Efficiency of a 2A Peptide Derived from PorcineTeschovirus-1 in Human Cell Lines/ Zebrafish and Mice

  • 2/ Analysis of in vivo dynamics of influenza virus infection in mice usinga GFP reporter virus

  • 3/ Production of an antibody Fab fragment using 2A peptide in insect cells

  • 4/ Non-viral 2A-like sequences for protein coexpression

  • 5/ Co-expression of self-cleaved multiple proteins derived from PorcineReproductive and Respiratory Syndrome Virus by bi-cistronic and tri-cistronicDNA vaccines

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