Fluorescenční reportér citlivý na glutamát - Glutamate-sensitive fluorescent reporter
A geneticky upraveno fluorescenční protein který mění jeho fluorescence když je vázán na neurotransmiter glutamát. Fluorescenční reportéři citliví na glutamát (GluSnFR, hovorově výrazný 'lepicí čichačka') se používají ke sledování činnosti presynaptické terminály podle fluorescenční mikroskopie. GluSnFR jsou třídou optogenetický senzory používané v neurovědy výzkum.[1] V mozkové tkáni dvoufotonová mikroskopie se obvykle používá k monitorování fluorescence GluSnFR.
Design

Široce používaný iGluSnFR se skládá z a kruhově permutované vylepšený zelený fluorescenční protein (cpEGFP) fúzovaný s proteinem vázajícím glutamát (GluBP) z a bakterie.[2] Když GluBP váže a glutamát molekuly, mění svůj tvar tahem za EGFP hlaveň společně zvyšují fluorescenci. Specifický peptidový segment (PDGFR ) je součástí balení, aby se senzor dostal na vnější stranu buněčná membrána.[3]
Dějiny
První geneticky kódované fluorescenční glutamátové senzory (FLIPE, GluSnFR a SuperGluSnFR) byly zkonstruovány připojením cyan-fluorescenčního proteinu (CFP) a žlutě fluorescenčního proteinu (YFP) k bakteriálnímu glutamátu vazebný protein (GluBP).[4][5] Glutamát vazba změnila vzdálenost mezi CFP a YFP, změnila účinnost přenosu energie (FRET ) mezi těmito dvěma fluorofory.[6][7] Průlom ve vizualizaci uvolňování glutamátu bylo dosaženo pomocí iGluSnFR, senzoru glutamátu s jedním fluoroforem založeného na EGFP produkující ~ 5násobné zvýšení fluorescence.[2] K měření synaptického přenosu při vysokých frekvencích byly nedávno vyvinuty nové varianty iGluSnFR se zrychlenou kinetikou.[8][9]
Reference
- ^ Hefendehl, J. K .; LeDue, J .; Ko, R. W. Y .; Mahler, J .; Murphy, T. H .; MacVicar, B. A. (11. 11. 2016). „Mapování synaptické glutamátové transportní dysfunkce in vivo na oblasti obklopující plaky Ap pomocí dvoufotonového zobrazování iGluSnFR“. Příroda komunikace. 7: 13441. Bibcode:2016NatCo ... 713441H. doi:10.1038 / ncomms13441. PMC 5114608. PMID 27834383.
- ^ A b Marvin, Jonathan S; Borghuis, Bart G; Tian, Lin; Cichon, Joseph; Harnett, Mark T; Akerboom, Jasper; Gordus, Andrew; Renninger, Sabine L; Chen, Tsai-Wen (2013). „Optimalizovaná fluorescenční sonda pro vizualizaci glutamátové neurotransmise“. Přírodní metody. 10 (2): 162–170. doi:10.1038 / nmeth.2333. ISSN 1548-7105. PMC 4469972. PMID 23314171.
- ^ Marvin, Jonathan S .; Schreiter, Eric R .; Echevarría, Ileabett M .; Looger, Loren L. (01.11.2011). „Geneticky kódovaný maltózový senzor s vysokým signálem a šumem“. Proteiny: struktura, funkce a bioinformatika. 79 (11): 3025–3036. doi:10,1002 / prot. 23118. ISSN 1097-0134. PMC 3265398. PMID 21989929.
- ^ Hu, Yonglin; Ventilátor, Cheng-Peng; Fu, Guangsen; Zhu, Deyu; Jin, Qi; Wang, Da-Cheng (2008). "Krystalová struktura glutamátového / aspartátového vazebného proteinu v komplexu s glutamátovou molekulou: strukturní základ specificity ligandu při atomovém rozlišení". Journal of Molecular Biology. 382 (1): 99–111. doi:10.1016 / j.jmb.2008.06.091. PMID 18640128.
- ^ De Lorimier, Robert M .; Smith, J. Jeff; Dwyer, Mary A .; Looger, Loren L .; Sali, Kevin M .; Paavola, Čad D .; Rizk, Shahir S .; Sadigov, Shamil; Conrad, David W. (01.11.2002). „Konstrukce rodiny fluorescenčních biosenzorů“. Věda o bílkovinách. 11 (11): 2655–2675. doi:10.1110 / ps.021860. ISSN 1469-896X. PMC 2373719. PMID 12381848.
- ^ Okumoto, Sakiko; Looger, Loren L .; Micheva, Kristina D .; Reimer, Richard J .; Smith, Stephen J .; Frommer, Wolf B. (2005-06-14). "Detekce uvolňování glutamátu z neuronů pomocí geneticky kódovaných povrchově zobrazených FRET nanosenzorů". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 102 (24): 8740–8745. Bibcode:2005PNAS..102.8740O. doi:10.1073 / pnas.0503274102. ISSN 0027-8424. PMC 1143584. PMID 15939876.
- ^ Hires, Samuel Andrew; Zhu, Yongling; Tsien, Roger Y. (2008-03-18). „Optické měření přelévání synaptického glutamátu a zpětného vychytávání pomocí linkerově optimalizovaných fluorescenčních reportérů citlivých na glutamát“. Sborník Národní akademie věd. 105 (11): 4411–4416. Bibcode:2008PNAS..105.4411H. doi:10.1073 / pnas.0712008105. ISSN 0027-8424. PMC 2393813. PMID 18332427.
- ^ Helassa, Nordine; Dürst, Céline D .; Coates, Catherine; Kerruth, Silke; Arif, Urwa; Schulze, Christian; Wiegert, J. Simon; Geeves, Michael; Oertner, Thomas G .; Török, Katalin (2018-05-22). „Ultrarychlé glutamátové senzory řeší vysokofrekvenční uvolňování na Schafferových kolaterálních synapsech“. Sborník Národní akademie věd. 115 (21): 5594–5599. doi:10.1073 / pnas.1720648115. PMC 6003469. PMID 29735711.
- ^ Marvin, Jonathan S .; Scholl, Benjamin; Wilson, Daniel E .; Podgorski, Kaspar; Kazemipour, Abbas; Mueller, Johannes Alexander; Schoch-McGovern, Susanne; Wang, Samuel S.-H .; Quiroz, Francisco Jose Urra (15. 12. 2017). "Stabilita, afinita a chromatické varianty senzoru glutamátu iGluSnFR". bioRxiv 10.1101/235176.