
- •Основы генной инженерии и биотехнологии
- •Задачи белковой инженерии
- •Свойства ферментов, важные для биотехнологии
- •Две стратегии современной белковой инженерии
- •При рациональном редизайне необходимо изменять конкретные аминокислотные остатки в белке:
- •Направленный мутагенез с использованием ПЦР и перекрывающих ся праймеров (Overlap extension PCR)
- •Направленный мутагенез с использованием ПЦР и перекрывающихся праймеров
- •Направленный мутагенез по методу Кункеля
- •Мегапраймер
- •Кассетный
- •Введение неприродных аналогов аминокислот в белки in vitro
- •Стратегия проведения направленной эволюции макромолекул
- •Способы введения случайных мутаций
- •Два способа случайного объединения гомологичных мутантных фрагментов ДНК (DNA shuffling)
- •Удлинение ДНК с переменой матриц (Staggered Extension Process - StET)
- •Объединение фрагментов генов, независимое от гомологии
- •Ландшафт функциональности среди пространства последовательностей белковых молекул.
- •Ландшафт функциональности среди пространства последовательностей белковых молекул.
- •Ландшафт функциональности среди пространства последовательностей белковых молекул.
- •Ландшафт функциональности среди пространства последовательностей белковых молекул.
- •Эволюционные способы достижения
- •Последствия мутагенеза
- •Перемещение по пространству
- •Локализация мутаций в полипептидных цепях ферментов при разной направленности отбора
- •Методы отбора белков при их направленной эволюции:
- •цикл
- •Сборка капсида нитевидного бактериофага
- •Заражен
- •Отбор пептидов из библиотеки методом фагового дисплея
- •Бактериальный дисплей (E. coli)
- •Рибосомн
- •мРНК-дисплей
- •Соединение строящегося полипептида с мРНК
- •Получение экстремозима (субтилизин S41) методом направленной эволюции
- •Исследование белок- белковых взаимодействий в дигибридной системе
- •Принцип работы дрожжевой дигибридной системы
- •Результат скрещивания клеток дрожжей в дигибридной системе
- •n-Гибридные дрожжевые системы
- •Преимущества n-гибридных систем в исследовании белок-белковых взаимодействий
- •Сеть
- •Карта белок-белковых
- •Карта взаимодействий в современном Интернете
- •Белок Zif268, используемый при конструировании специфической эндонуклеазы
- •Взаимодействие «цинковой» эндонуклеазы с ДНК-мишенью
- •Функциональные домены, присоединяемые к «цинковым» белкам
- •Распознавание ДНК TAL-эффекторами
Преимущества n-гибридных систем в исследовании белок-белковых взаимодействий
Исследования проводятся in vivo
Не требуется предварительная информация
о взаимодействующих белках
Легко идентифицировать
взаимодействующие белки через плазмиды и базы данных нуклеотидных последовательностей

Сеть
взаимодействий белков человека, ассоциированны х с заболеваниями
121 Белок OMIM – зеленые точки и 429 выявленных с ними взаимодействий

Карта белок-белковых
взаимодействий (интерактом)
С. elegans

Карта взаимодействий в современном Интернете

Белок Zif268, используемый при конструировании специфической эндонуклеазы
Zn2
+
34 а.о.
ДНК
Пространственная структура комплекса белка Zif268 с ДНК. Показаны три домена типа «цинковые пальцы»
5’-GCG-TGG-GCG-3’
Домен типа «цинковые пальцы» С2H2. По два остатка цистеина (C) и гистидина (H) координируют ион Zn2+.
Розовые АК-остатки –

Взаимодействие «цинковой» эндонуклеазы с ДНК-мишенью
Для специфического разрезания ДНК требуется гетеродимеризация двух независимо сконструированных рекомбинантных «цинковых» эндонуклеаз

Функциональные домены, присоединяемые к «цинковым» белкам

Распознавание ДНК TAL-эффекторами
В повторах длиной 34 а.о. в положениях 12 и 13 имеются два вариабельных а.о. (repeat-variable di-residue (RVD)), которые участвуют в распознавании нуклеотидов ДНК
N – Asn, D – Asp, G – Gly, I - Ile