Subiecte

Abstract

Opțiuni de acces

Abonați-vă la Jurnal

Obțineți acces complet la jurnal timp de 1 an

doar 3,58 EUR pe număr

Toate prețurile sunt prețuri NET.
TVA va fi adăugat mai târziu în casă.

Închiriați sau cumpărați articol

Obțineți acces limitat la timp sau la articol complet pe ReadCube.

Toate prețurile sunt prețuri NET.

extins

Referințe

Malyshev, D. A. și colab. Replicarea eficientă și independentă de secvență a ADN-ului care conține o a treia pereche de baze stabilește un alfabet genetic funcțional cu șase litere. Proc. Natl Acad. Știință. Statele Unite ale Americii 109, 12005–12010 (2012)

Yang, Z., Chen, F., Alvarado, J. B. și Benner, S. A. Amplificarea, mutația și secvențierea unui sistem genetic sintetic din șase litere. J. Am. Chem. Soc. 133, 15105–15112 (2011)

Yamashige, R. și colab. Sisteme de perechi de baze nenaturale foarte specifice ca a treia pereche de baze pentru amplificarea PCR. Acizi nucleici Res. 40, 2793–2806 (2012)

Seo, Y. J., Malyshev, D. A., Lavergne, T., Ordoukhanian, P. & Romesberg, F. E. Etichetarea ADN-ului și ARN-ului specific site-ului folosind o clasă de replici și transcrieri eficiente de perechi de baze nenaturale. J. Am. Chem. Soc. 133, 19878–19888 (2011)

Seo, Y. J., Matsuda, S. & Romesberg, F. E. Transcrierea unui alfabet genetic extins. J. Am. Chem. Soc. 131, 5046–5047 (2009)

Betz, K. și colab. Prezentări structurale asupra replicării ADN fără legături de hidrogen. J. Am. Chem. Soc. 135, 18637–18643 (2013)

Betz, K. și colab. Polimeraza KlenTaq reproduce perechi de baze nenaturale prin inducerea unei geometrii Watson-Crick. Nature Chem. Biol. 8, 612–614 (2012)

Wu, Y., Fa, M., Tae, E. L., Schultz, P. G. și Romesberg, F. E. Fosforilarea enzimatică a nucleozidelor nenaturale. J. Am. Chem. Soc. 124, 14626–14630 (2002)

Yan, H. & Tsai, M. D. Nucleozid monofosfat kinaze: structură, mecanism și specificitatea substratului. Adv. Enzimol. 73, 103–134 (1999)

Winkler, H. H. & Neuhaus, H. E. Transport ATP non-mitocondrial. Tendințe Biochem. Știință. 24, 64-68 (1999)

Amiri, H., Karlberg, O. & Andersson, S. G. Originea profundă a translocazelor ATP/ADP din plastide/paraziți. J. Mol. Evol. 56, 137-150 (2003)

Hatch, T. P., Al-Hossainy, E. și Silverman, J. A. Adenina transportă nucleotide și lizină în Chlamydia psittaci. J. Bacteriol. 150, 662–670 (1982)

Winkler, H. H. Permeabilitatea Rickettsial: un sistem de transport ADP-ATP. J. Biol. Chem. 251, 389–396 (1976)

Horn, M. și Wagner, M. Endosimbionții bacterieni ai amibelor libere. J. Eukaryot. Microbiol. 51, 509–514 (2004)

Haferkamp, ​​I. și colab. Atingerea bazinului de nucleotide al gazdei: proteine ​​noi purtătoare de nucleotide ale Protochlamydia amoebophila. Mol. Microbiol. 60, 1534–1545 (2006)

Miroux, B. & Walker, J. E. Supraproducerea proteinelor în Escherichia coli: gazde mutante care permit sinteza unor proteine ​​de membrană și proteine ​​globulare la niveluri ridicate. J. Mol. Biol. 260, 289–298 (1996)

Haferkamp, ​​I. & Linka, N. Expresia funcțională și caracterizarea proteinelor de transport de membrană. Biol de plante. 14, 675–690 (2012)

Ast, M. și colab. Plastidele de diatomee depind de importul de nucleotide din citosol. Proc. Natl Acad. Știință. Statele Unite ale Americii 106, 3621–3626 (2009)

Baba, T. și colab. Construcție de Escherichia coli K-12 în cadru, mutanți knockout cu o singură genă: colecția Keio. Mol. Syst. Biol. 2, 2006.0008 (2006)

Lavergne, T., Malyshev, D. A. și Romesberg, F. E. Substituenți majori în canelură și recunoașterea polimerazei unei clase de perechi de baze nenaturale predominant hidrofobe. Chimie 18, 1231–1239 (2012)

Seo, Y. J., Hwang, G. T., Ordoukhanian, P. & Romesberg, F. E. Optimizarea unei perechi de baze nenaturale către o replicare naturală. J. Am. Chem. Soc. 131, 3246-3252 (2009)

Li, L. și colab. Replicarea naturală a unei perechi de baze nenaturale pentru extinderea aplicațiilor alfabetului genetic și a biotehnologiei. J. Am. Chem. Soc. 136, 826–829 (2014)

Tomizawa, J. & Selzer, G. Inițierea sintezei ADN în Escherichia coli. Annu. Rev. Biochimie. 48, 999–1034 (1979)

Allen, J. M. și colab. Roluri ale ADN-polimerazei I în replicarea principală și a catenelor întârziate definite de o amprentă de mutație de înaltă rezoluție a replicării plasmidei ColE1. Acizi nucleici Res. 39, 7020–7033 (2011)

Hashimoto, H. și colab. Structura unui Naegleria Dioxigenază de tip tet în complex cu ADN 5-metilcitozină. Natură 506, 391–395 (2013)

Malyshev, D. A., Seo, Y. J., Ordoukhanian, P. & Romesberg, F. E. PCR cu un alfabet genetic extins. J. Am. Chem. Soc. 131, 14620–14621 (2009)

Hirao, I. și colab. Un sistem de perechi de baze hidrofobe nenaturale: încorporarea site-specific a analogilor nucleotidici în ADN și ARN. Metode ale naturii 3, 729–735 (2006)

Goodman, M. F. ADN polimeraze reparatoare predispuse la erori în procariote și eucariote. Annu. Rev. Biochimie. 71, 17-50 (2002)

Quan, J. & Tian, ​​J. Clonarea extensiei circulare a polimerazei pentru clonarea cu randament ridicat a bibliotecilor de ADN complexe și combinatorii. Protocoale ale naturii 6, 242–251 (2011)

Ludwig, J. & Eckstein, F. Sinteza rapidă și eficientă a nucleozidelor 5'-O- (1-tiotrifosfați), 5'-trifosfaților și 2 ', 3'-ciclofosforotioaților folosind 2-clor-4H-1,3,2 -benzodioxafosforin-4-onă. J. Org. Chem. 54, 631–635 (1989)

Alpert, A. & Shukla, A. Precipitații de proteine ​​mari, cu abundență mare din ser cu solvenți organici în ABRF 2003: Traducerea biologiei folosind proteomica și genomica funcțională Afiș nr. P111-W http://www.abrf.org/Other/ABRFMeetings/ABRF2003/Alpert.pdf (2003)

Kubitschek, H. E. și Friske, J. A. Determinarea volumului celulelor bacteriene cu ajutorul contorului Coulter. J. Bacteriol. 168, 1466–1467 (1986)

Yanes, O., Tautenhahn, R., Patti, G. J. și Siuzdak, G. Extinderea acoperirii metabolomului pentru profilarea globală a metaboliților. Anal. Chem. 83, 2152–2161 (2011)

Seidman, C. E., Struhl, K., Sheen, J. & Jessen, T. Introducerea ADN-ului plasmidic în celule. Curr. Prot. Mol. Biol Capitolul 1, Unitatea 1.8 (2001)

Knab, S., Mushak, T. M., Schmitz-Esser, S., Horn, M. & Haferkamp, ​​I. Parazitismul nucleotidic prin Simkania negevensis (Chlamydiae). J. Bacteriol. 193, 225-235 (2011)

Audia, J. P. & Winkler, H. H. Studiul celor cinci Rickettsia prowazekii proteine ​​adnotate ca translocaze ATP/ADP (Tlc): numai Tlc1 transportă ATP/ADP, în timp ce Tlc4 și Tlc5 transportă alte ribonucleotide. J. Bacteriol. 188, 6261–6268 (2006)

Hofer, A., Ekanem, J. T. și Thelander, L. Reglarea alosterică a Trypanosoma brucei studiată ribonucleotida reductază in vitro și in vivo. J. Biol. Chem. 273, 34098–34104 (1998)

Reijenga, J. C., Wes, J. H. și van Dongen, C. A. M. Comparația procedurilor de extracție a metanolului și acidului percloric pentru analiza nucleotidelor prin izotacoforeză. J. Chromatogr. B Biomed. Știință. Aplic. 374, 162–169 (1986)

Mulțumiri

Mulțumim lui I. Haferkamp și J. Audia pentru că am oferit cu amabilitate plasmidele NTT și discuții utile, și lui P. Ordoukhanian pentru că a oferit acces la Centrul pentru Cercetarea Proteinelor și Acidului Nucleic de la TSRI. Această lucrare a fost susținută de Institutele Naționale de Sănătate (NIH) din SUA (GM 060005).

Informatia autorului

Afilieri

Departamentul de Chimie, Institutul de Cercetare Scripps, 10550 North Torrey Pines Road, La Jolla, California 92037, SUA

Denis A. Malyshev, Kirandeep Dhami, Thomas Lavergne, Tingjian Chen și Floyd E. Romesberg

New England Biolabs, 240 County Road, Ipswich, 01938, Massachusetts, SUA

Nan Dai, Jeremy M. Foster și Ivan R. Corrêa

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Contribuții

D.A.M., K.D., T.C. și F.E.R. a proiectat experimentele. D.A.M., K.D. și T.L. a efectuat experimentele. N.D., J.M.F. și I.R.C.J. a efectuat analiza LC-MS/MS. D.A.M., K.D. și F.E.R. datele analizate și D.A.M. și F.E.R. a scris manuscrisul cu ajutorul celorlalți autori.

autorul corespunzator

Declarații de etică

Interese concurente

F.E.R. și D.A.M. au depus o cerere de brevet de invenție bazată pe utilizarea NTT-urilor pentru aplicații biotehnologice. F.E.R. D.A.M., T.L. și K.D. au acțiuni la Synthorx Inc., o companie care are interese comerciale în UBP. BARAJ. și K.D. sunt angajați în prezent de Synthorx Inc. Ceilalți autori nu declară interese financiare concurente.

Cifre și tabele de date extinse

Date extinse Figura 1 Asimilarea trifosfatului natural de către NTT.

A, Studiul specificității substratului raportat (KM, μM) din NTT-uri analizate în acest studiu. b, PtNTT2 este semnificativ mai activ în absorbția [α-32 P] -dATP comparativ cu alți transportori de nucleotide. Sunt afișate datele brute (stânga) și procesate (dreapta). Radioactivitatea relativă corespunde numărului total de numărări produse de fiecare probă. Interesant este că ambele PamNTT2 și PamNTT5 prezintă o absorbție măsurabilă a dATP, deși această activitate nu a fost raportată anterior. Acest lucru poate fi explicat prin faptul că specificitatea substratului a fost caracterizată doar folosind experimente de competiție, iar sensibilitatea testului ar putea să nu fi fost adecvată pentru a detecta această activitate 15 Referințele 35, 36 sunt citate în această figură.

Date extinse Figura 2 Degradarea trifosfaților nenaturali în mediile de creștere.

Trifosfații nenaturali (3P) ai dNaM și d5SICS sunt degradați în difosfați (2P), monofosfați (1P) și nucleozide (0P) în cultura bacteriană în creștere. Fosfatul de potasiu (KPi) încetinește semnificativ defosforilarea ambelor trifosfați nenaturali. A, Urme HPLC reprezentative (pentru regiunea cuprinsă între ± 20 și 24 min). Nucleozidele dNaM și d5SICS sunt eluate la aproximativ 40 de minute și nu sunt prezentate. b, Profiluri de compoziție.

Date extinse Figura 3 Efectul fosfatului de potasiu asupra absorbției dATP și stabilității mediilor de creștere.

A, KPi inhibă absorbția [α-32 P] -dATP la concentrații peste 100 mM. Sunt afișate datele brute (stânga) și procesate (dreapta). NTT din Rickettsia prowazekii (RpNTT2) nu mediază absorbția oricărui dNTP și a fost folosit ca control negativ: semnalul său de fundal a fost scăzut din cele ale PtNTT2 (bare negre) și TpNTT2 (bare albe). Radioactivitatea relativă corespunde numărului total de numărări produse de fiecare probă. b, KPi (50 mM) stabilizează semnificativ [α- 32 P] -dATP în mediu. Stabilitatea trifosfatului în mass-media nu este afectată în mod semnificativ de natura exprimată a NTT. 3P, 2P și 1P corespund stărilor trifosfat, difosfat și, respectiv, monofosfat. Barele de eroare reprezintă s.d. de medie, n = 3.

Date extinse Figura 4 Asimilarea și creșterea dATP a celulelor care exprimă PtNTT2 în funcție de concentrația inductorului (IPTG).

Curbele de creștere și absorbția [α- 32 P] -dATP de către celulele bacteriene transformate cu pCDF-1b-PtPlasmida NTT2 (pACS) în funcție de concentrația IPTG. A, Absorbția totală a substratului radioactiv (stânga) și conținutul total de trifosfat intracelular (dreapta) sunt prezentate în două momente de timp diferite. Radioactivitatea relativă corespunde numărului total de numărări produse de fiecare probă. b, O cultură de fază staționară a celulelor C41 (DE3) pACS a fost diluată de 100 de ori în mediu proaspăt 2 × YT conținând 50 mM KPi, streptomicină și IPTG la concentrațiile indicate și au fost crescute la 37 ° C. Barele de eroare reprezintă s.d. de medie, n = 3.

Date extinse Figura 5 Stabilitatea și absorbția dATP în prezența KPi 50 mM și IPTG 1 mM.

Compoziția [α- 32 P] -dATP în mediu (stânga) și fracția citoplasmatică (dreapta) în funcție de timp. Imaginile TLC și cuantificările acestora sunt prezentate în partea de jos și, respectiv, în partea de sus a fiecărui panou. 3P, 2P și 1P corespund nucleozidelor trifosfat, difosfatului și respectiv monofosfatului. M se referă la un amestec din toți cei trei compuși care a fost utilizat ca standard TLC. Poziția etichetată „Start” corespunde poziției de identificare a probei pe placa TLC.