用HaloPROTAC3和HaloTag®技术进行内源性标记蛋白的靶向降解的表型研究
关于HaloPROTAC3
HaloPROTAC3是什么?
HaloPROTAC3是一种HaloTag®蛋白降解靶向嵌合体(proteolysis targeting chimera)小分子,可特异性降解活细胞中的HaloTag®融合蛋白,由耶鲁大学的Craig Crews教授研发。HaloPROTAC3通过将HaloTag®融合蛋白募集至VHL E3连接酶复合物,从而导致泛素化并通过泛素-蛋白酶体途径降解HaloTag®融合蛋白。可通过CRISPR / Cas9基因编辑技术将HaloTag®标签整合到任何靶蛋白的N或C端而得到内源性HaloTag®融合蛋白。此外,我们将具有11个氨基酸的HiBiT附加到HaloTag®融合蛋白上,从而可以使用发光法代替抗体法来对活细胞中的蛋白降解进行高度定量的动力学监测。
HaloPROTAC3与其他敲除技术相比
的优势
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控制蛋白降解程度 (蛋白水平和时间范围)
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如果在基因组水平上敲除,可研究那些致命的必需蛋白质的缺失
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蛋白回收的可能性/ 可逆性
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模拟PROTAC 表型
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无需结合配基即可研究蛋白降解
HaloPROTAC3的技术应用
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内源性蛋白的表型分析
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可帮助确定对PROTAC开发很重要的靶标
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研究活体内 in vivo (例如:小鼠)蛋白降解
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在无需开发PROTAC的情况下实现蛋白降解
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降解细胞生长或生存中所必需的蛋白质
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控制蛋白降解过程中的蛋白水平和时间范围
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可与HiBiT 发光检测技术配套使用
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无需抗体即可检测蛋白降解
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在活细胞中进行降解动力学实验
用CRISPR技术导入HaloTag®和HiBiT
用CRISPR技术导入HaloTag®
和HiBiT的流程
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利用供体载体(包含针对目标蛋白(POI)的500个核苷酸同源臂)将HaloTag® (HT) 和HiBiT插入基因组位点
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Cas9/gRNA complex指导对基因组位点的切割
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可利用LgBiT质粒创建LgBiT稳定细胞株
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LgBiT与HiBiT互补,生成具有明亮发光信号的功能性的酶(NanoBiT®)
如何筛选及验证内源性标记的
目标蛋白
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Janelia Fluor® HaloTag® ligands (JF 646) 可用于活细胞成像和流式细胞仪分选以挑选出那些通过CRISPR导入HaloTag®的细胞
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将HaloTag®和HiBiT/LgBiT结合可进行细胞成像以及活细胞检测,以便在流式细胞仪分选后鉴定阳性克隆
用HaloPROTAC3进行降解动力学研究
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内源性标记的蛋白经HaloPROTAC3处理后降解速率快
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HaloPROTAC3浓度在100 nM-1μM之间,处理细胞48h后,HiBiT-HaloTag-BRD4有效降解率达95%
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效价、降解速率和最大降解率都可以从用HaloPROTAC3对活细胞进行的动态检测中计算得到
HaloPROTAC3浓度高于1μM的毒性分析
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在HaloPROTAC3处理后的蛋白降解速率中观察到钩状效应(hook effect)
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HaloPROTAC3浓度高于1μM时速率降低
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HaloPROTAC3浓度高于1μM时有相似的降解最大值
Wnt3a刺激前后β-catenin的降解动力学
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在Wnt3a刺激前后,用HaloPROTAC3处理细胞后HaloTag-HiBiT内源性标记的β-catenin 发生有效降解
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Wnt3a刺激后,活细胞中的β-catenin-HT-HiBiT水平升高
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在用HaloPROTAC3处理后,使用LV200成像系统观察β-catenin-HT-HiBiT的丢失
有β-catenin降解存在时监测Wnt3a信号转导
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使用双报告基因系统与Tcf萤火虫报告基因检测到,用HaloTag-HiBiT内源性标记的β-catenin对Wnt3a刺激产生预期响应
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在Wnt3a存在时观察到β-catenin的降解,及对刺激的响应减弱
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HaloPROTAC3是一种用于研究降解表型和功能的优良化合物
综合以上内容,我们展示了如何使用这些技术来引发稳健的靶蛋白降解,同时控制蛋白水平以及蛋白降解的时间范围。此外,我们为表型研究提供了新的机会,以便在无需蛋白质特异性PROTAC的情况下研究必需蛋白质的功能。
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