Глутамат-чувствительный флуоресцентный репортер - Glutamate-sensitive fluorescent reporter

А генно-инженерный флуоресцентный белок это меняет его флуоресценция при привязке к нейротрансмиттеру глутамат. Глутамат-чувствительные флуоресцентные репортеры (GluSnFR, в просторечии произносится как 'анализатор клея') используются для мониторинга активности пресинаптические терминалы к флуоресцентная микроскопия. GluSnFR - это класс оптогенетический датчики, используемые в нейробиология исследование.[1] В мозговой ткани двухфотонная микроскопия обычно используется для мониторинга флуоресценции GluSnFR.

Дизайн

iGluSnFR связывается с глутаматом, становится флуоресцентным.

Широко используемый iGluSnFR состоит из по кругу усиленный зеленый флуоресцентный белок (cpEGFP) слитый с глутамат-связывающим белком (GluBP) из бактерия.[2] Когда GluBP связывает глутамат молекула, она меняет свою форму, вытягивая EGFP бочка вместе, увеличивая флуоресценцию. Специфический пептидный сегмент (PDGFR ) включен, чтобы вывести датчик за пределы клеточная мембрана.[3]

История

Первые генетически кодируемые флуоресцентные сенсоры глутамата (FLIPE, GluSnFR и SuperGluSnFR) были сконструированы путем присоединения голубо-флуоресцентного белка (CFP) и желто-флуоресцентного белка (YFP) к бактериальному глутамату. связывающий белок (ГлуБП).[4][5] Глутамат связывание изменило расстояние между CFP и YFP, изменив эффективность передачи энергии (FRET ) между двумя флуорофоры.[6][7] Прорыв в визуализации высвобождения глутамата был достигнут с помощью iGluSnFR, сенсора глутамата с одним флуорофором, основанного на EGFP дает ~ 5-кратное увеличение флуоресценции.[2] Для измерения синаптической передачи на высоких частотах недавно были разработаны новые варианты iGluSnFR с ускоренной кинетикой.[8][9]

Рекомендации

  1. ^ Hefendehl, J. K .; LeDue, J .; Ko, R. W. Y .; Mahler, J .; Murphy, T. H .; МакВикар, Б.А. (11.11.2016). «Картирование дисфункции синаптического переносчика глутамата in vivo на области, окружающие бляшки Aβ, с помощью двухфотонной визуализации iGluSnFR». Nature Communications. 7: 13441. Bibcode:2016НатКо ... 713441H. Дои:10.1038 / ncomms13441. ЧВК  5114608. PMID  27834383.
  2. ^ а б Марвин, Джонатан С; Borghuis, Bart G; Тиан, Линь; Сишон, Джозеф; Харнетт, Марк Т; Акербум, Джаспер; Гордус, Эндрю; Renninger, Sabine L; Чен, Цай-Вэнь (2013). «Оптимизированный флуоресцентный зонд для визуализации нейротрансмиссии глутамата». Методы природы. 10 (2): 162–170. Дои:10.1038 / nmeth.2333. ISSN  1548-7105. ЧВК  4469972. PMID  23314171.
  3. ^ Марвин, Джонатан С .; Schreiter, Eric R .; Echevarría, Ileabett M .; Лугер, Лорен Л. (01.11.2011). «Генетически закодированный датчик мальтозы с высоким отношением сигнал-шум». Белки: структура, функции и биоинформатика. 79 (11): 3025–3036. Дои:10.1002 / prot.23118. ISSN  1097-0134. ЧВК  3265398. PMID  21989929.
  4. ^ Ху Юнлинь; Фань, Чэн-Пэн; Фу, Гуансен; Чжу, Дэю; Цзинь, Ци; Ван, Да-Ченг (2008). «Кристаллическая структура связывающего глутамат / аспартат белка в комплексе с молекулой глутамата: структурные основы лигандной специфичности при атомном разрешении». Журнал молекулярной биологии. 382 (1): 99–111. Дои:10.1016 / j.jmb.2008.06.091. PMID  18640128.
  5. ^ Де Лоримье, Роберт М .; Смит, Дж. Джефф; Дуайер, Мэри А .; Looger, Loren L .; Сали, Кевин М .; Paavola, Chad D .; Rizk, Shahir S .; Садыгов, Шамиль; Конрад, Дэвид В. (2002-11-01). «Построение семейства флуоресцентных биосенсоров». Белковая наука. 11 (11): 2655–2675. Дои:10.1110 / пс. 021860. ISSN  1469-896X. ЧВК  2373719. PMID  12381848.
  6. ^ Окумото, Сакико; Looger, Loren L .; Мичева, Кристина Д .; Реймер, Ричард Дж .; Смит, Стивен Дж .; Фроммер, Вольф Б. (14 июня 2005 г.). «Обнаружение высвобождения глутамата из нейронов с помощью генетически закодированных наносенсоров FRET с отображением на поверхности». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 102 (24): 8740–8745. Bibcode:2005PNAS..102.8740O. Дои:10.1073 / pnas.0503274102. ISSN  0027-8424. ЧВК  1143584. PMID  15939876.
  7. ^ Наем, Самуэль Эндрю; Чжу, Юнлин; Цзянь, Роджер Ю. (2008-03-18). «Оптическое измерение синаптического распространения и обратного захвата глутамата с помощью линкерных оптимизированных глутамат-чувствительных флуоресцентных репортеров». Труды Национальной академии наук. 105 (11): 4411–4416. Bibcode:2008PNAS..105.4411H. Дои:10.1073 / pnas.0712008105. ISSN  0027-8424. ЧВК  2393813. PMID  18332427.
  8. ^ Helassa, Nordine; Dürst, Céline D .; Коутс, Кэтрин; Керрут, Силке; Ариф, Урва; Шульце, Кристиан; Вигерт, Дж. Саймон; Гивз, Майкл; Oertner, Thomas G .; Торок, Каталин (22 мая 2018 г.). «Сверхбыстрые датчики глутамата устраняют высокочастотное высвобождение в коллатеральных синапсах Шаффера». Труды Национальной академии наук. 115 (21): 5594–5599. Дои:10.1073 / pnas.1720648115. ЧВК  6003469. PMID  29735711.
  9. ^ Марвин, Джонатан С .; Шолль, Бенджамин; Wilson, Daniel E .; Подгорский, Каспар; Каземипур, Аббас; Мюллер, Иоганнес Александр; Шох-Макговерн, Сюзанна; Wang, Samuel S.-H .; Кирос, Франсиско Хосе Урра (15 декабря 2017 г.). «Стабильность, аффинность и хроматические варианты сенсора глутамата iGluSnFR». bioRxiv  10.1101/235176.