प्रोटीन टैग

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प्रोटीन टैग (Protein tags) पेप्टाइड अनुक्रम होते हैं जिन्हें आनुवंशिक रूप से एक रिकॉम्बिनेंट प्रोटीन पर ग्राफ्ट किया जाता है। टैग विभिन्न उद्देश्यों के लिए प्रोटीन से जोड़े जाते हैं। इन्हें लक्षित प्रोटीन के किसी भी सिरे पर जोड़ा जा सकता है, इसलिए ये या तो C-टर्मिनस या N-टर्मिनस विशिष्ट होते हैं या फिर C-टर्मिनस और N-टर्मिनस दोनों के लिए विशिष्ट होते हैं। कुछ टैग रुचि के प्रोटीन के भीतर के स्थानों पर भी डाले जाते हैं; इन्हें इंटरनल टैग के रूप में जाना जाता है।[1]

एफिनिटी टैग (Affinity tags) प्रोटीन से जोड़े जाते हैं ताकि उन्हें एफिनिटी तकनीक का उपयोग करके उनके कच्चे जैविक स्रोत से शुद्ध किया जा सके। एफिनिटी टैग में काइटिन बाइंडिंग प्रोटीन (CBP), माल्टोज़ बाइंडिंग प्रोटीन (MBP), Strep-tag[2] और ग्लूटाथियोन-S-ट्रांसफरेज़ (GST) शामिल हैं। पॉली(His) टैग एक व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला प्रोटीन टैग है, जो स्थिर धातु आयनों वाले मैट्रिक्स से जुड़ता है।

सोलुबिलाइज़ेशन टैग (Solubilization tags) का उपयोग, विशेष रूप से E. coli जैसी प्रजातियों में व्यक्त रिकॉम्बिनेंट प्रोटीन के लिए, प्रोटीन के उचित फोल्डिंग में सहायता करने और उन्हें इंक्लूजन बॉडीज में एकत्रित होने से रोकने के लिए किया जाता है। इन टैग्स में थायोरेडॉक्सिन (TRX) और पॉली(NANP) शामिल हैं। कुछ एफिनिटी टैग की सोलुबिलाइज़ेशन एजेंट के रूप में दोहरी भूमिका होती है, जैसे कि MBP और GST।

क्रोमैटोग्राफी टैग (Chromatography tags) का उपयोग प्रोटीन के क्रोमैटोग्राफिक गुणों को बदलने के लिए किया जाता है ताकि एक विशिष्ट पृथक्करण तकनीक में अलग-अलग रिज़ॉल्यूशन प्राप्त किया जा सके। अक्सर, इनमें पॉलीअनियोनिक अमीनो एसिड होते हैं, जैसे कि FLAG-tag या पॉलीग्लूटामेट टैग।[3]

एपिटोप टैग छोटे पेप्टाइड अनुक्रम होते हैं जिन्हें इसलिए चुना जाता है क्योंकि कई अलग-अलग प्रजातियों में उच्च-एफिनिटी वाले एंटीबॉडी विश्वसनीय रूप से उत्पादित किए जा सकते हैं। ये आमतौर पर वायरल जीन से प्राप्त होते हैं, जो उनकी उच्च इम्यूनोरिएक्टिविटी की व्याख्या करते हैं। एपिटोप टैग में ALFA-tag, V5-tag, Myc-tag, HA-tag, Spot-tag, T7-tag और NE-tag शामिल हैं। ये टैग विशेष रूप से वेस्टर्न ब्लॉटिंग, इम्यूनोफ्लोरेसेंस और इम्यूनोप्रेसीपिटेशन प्रयोगों के लिए उपयोगी हैं, हालांकि इनका उपयोग एंटीबॉडी शुद्धिकरण में भी किया जाता है। 1984 में मुनरो और पेल्हम द्वारा COS कोशिकाओं में प्रोटीन का पता लगाने और ट्रैक करने के लिए पहली बार वर्णित,[4] एपिटोप टैग को जल्दी ही ज़ेनोपस ओसाइट्स में प्रोटीन को ट्रैक करने के लिए; खमीर और ई. कोलाई से प्रोटीन का पता लगाने और इम्यूनोएफिनिटी शुद्ध करने के लिए; और स्तनधारी कोशिकाओं में लिगेंड्स के इंटरैक्शन पार्टनर्स का पता लगाने, उन्हें खींचने और क्लोन करने के लिए अनुकूलित किया गया। शुरुआत में, इन टैग्स को "पेप्टाइड टैग", "एपिटोप इंसर्शन", "मार्कर सीक्वेंस", और "एपिटोप एडिशन" कहा जाता था, जब तक कि "एपिटोप टैग" शब्द नहीं गढ़ा गया और लोकप्रिय हुआ।

फ्लोरोसेंस टैग का उपयोग प्रोटीन पर दृश्य रीडआउट देने के लिए किया जाता है। ग्रीन फ्लोरोसेंट प्रोटीन (GFP) और इसके वेरिएंट सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले फ्लोरोसेंस टैग हैं।[5] GFP के अधिक उन्नत अनुप्रयोगों में इसे फोल्डिंग रिपोर्टर के रूप में उपयोग करना शामिल है (यदि फोल्ड है तो फ्लोरोसेंट, यदि नहीं तो रंगहीन)।

प्रोटीन टैग विशिष्ट एंजाइमेटिक संशोधन (जैसे बायोटिन लाइगेज द्वारा बायोटिनिलेशन) या रासायनिक संशोधन (जैसे SpyCatcher के माध्यम से अन्य प्रोटीन के साथ युग्मन या फ्लोरोसेंस इमेजिंग के लिए FlAsH-EDT2 के साथ प्रतिक्रिया) की अनुमति दे सकते हैं। अक्सर प्रोटीन को कई अन्य घटकों से जोड़ने के लिए टैग को संयोजित किया जाता है। हालाँकि, प्रत्येक टैग के जुड़ने के साथ यह जोखिम होता है कि टैग के साथ इंटरैक्शन से प्रोटीन का मूल कार्य प्रभावित हो सकता है। इसलिए, शुद्धिकरण के बाद, टैग को कभी-कभी विशिष्ट प्रोटीयोलिसिस (जैसे TEV प्रोटीज, थ्रोम्बिन, फैक्टर Xa या एंटेरोपेप्टिडेज़ द्वारा) या इंटिन स्प्लिसिंग द्वारा हटा दिया जाता है।

प्रोटीन टैग की सूची

(A-Z अमीनो-एसिड कोड के लिए Proteinogenic amino acid#Chemical properties देखें)

पेप्टाइड टैग

प्रोटीन पर छोटे टैग को अधिक सामान्यतः "एपिटोप टैग" कहा जाता है। इस सूची के टैग उस श्रेणी के अंतर्गत आएंगे। "एपिटोप टैगिंग" एक प्रोटीन में एक छोटा पेप्टाइड जोड़ने की प्रक्रिया है ताकि इसे उस पेप्टाइड (एपिटोप) के लिए विशिष्ट एंटीबॉडी का उपयोग करके पता लगाया जा सके।

  • ALFA-tag, एक *de novo* डिज़ाइन किया गया हेलिकल पेप्टाइड टैग (SRLEEELRRRLTE) है, जिसका उपयोग जैव रासायनिक और माइक्रोस्कोपी अनुप्रयोगों में किया जाता है। यह टैग सिंगल-डोमेन एंटीबॉडी के एक समूह द्वारा पहचाना जाता है।[6]
  • AviTag, एक पेप्टाइड है जो BirA एंजाइम द्वारा biotinylation की अनुमति देता है और इसलिए प्रोटीन को streptavidin (GLNDIFEAQKIEWHE) द्वारा अलग किया जा सकता है।
  • EPEA-tag, जिसे व्यावसायिक रूप से CaptureSelect C-tag कहा जाता है, एक 4 AA पेप्टाइड है जिसे VHH या सिंगल-डोमेन कैमेलिड एंटीबॉडी द्वारा पहचाना जाता है, जिसे phage display के माध्यम से खोजा गया था (EPEA)।
  • Calmodulin-tag, एक पेप्टाइड है जो प्रोटीन कैल्मोडुलिन (KRRWKKNFIAVSAANRFKKISSSGAL) द्वारा बंधा होता है।
  • iCapTag™ (intein Capture Tag), एक स्वयं को हटाने वाला पेप्टाइड-आधारित टैग (MIKIATRKYLGKQNVYGIGVERDHNFALKNGFIAHN) है। iCapTag™ pH परिवर्तन द्वारा नियंत्रित होता है। आमतौर पर pH परिवर्तन pH 8.5 से pH 6.2 तक होता है और इसके परिणामस्वरूप टैग-रहित लक्ष्य-प्रोटीन एलूएंट (eluent) में मुक्त हो जाता है। यदि आवश्यक हो, तो pH शिफ्ट और बफ़र्स को प्रोटीन-विशिष्ट शुद्धिकरण विधि के लिए अनुकूलित किया जा सकता है (उदाहरण के लिए, झिल्ली प्रोटीन के लिए प्रोटीन की घुलनशीलता बढ़ाने के लिए बफ़र्स में डिटर्जेंट जोड़ा जा सकता है)। अन्य प्रोटीन शुद्धिकरण विधियों के विपरीत, यह विधि टैग-प्रोटीन कॉम्प्लेक्स से टैग को अलग करने के लिए प्रोटीज पर निर्भर नहीं करती है। इसके बजाय, एलूशन चरण के दौरान, चूंकि बफर pH 8.5 से pH 6.2 में बदल जाता है, यह क्लीवेज प्रतिक्रिया को ट्रिगर करता है, जिसके परिणामस्वरूप टैग-रहित लक्ष्य प्रोटीन मुक्त हो जाता है जबकि अत्यधिक इंजीनियर टैग कॉलम से जुड़ा रहता है। टैग-रहित लक्ष्य प्रोटीन या पेप्टाइड्स की अपेक्षित शुद्धता 95-99% के बीच होती है। iCapTag™ में Nostoc punctiforme (Npu) intein से प्राप्त पेटेंट घटक शामिल है। इस टैग का उपयोग पेप्टाइड्स, mAbs के टुकड़ों, recombinant proteins और उनके टुकड़ों के प्रोटीन शुद्धिकरण के लिए किया जाता है। इसका उपयोग अनुसंधान प्रयोगशालाओं में किया जा सकता है और यह डाउनस्ट्रीम निर्माण प्रक्रिया के दौरान बड़े पैमाने पर शुद्धिकरण के लिए भी अभिप्रेत है। iCapTag™-लक्ष्य प्रोटीन कॉम्प्लेक्स को अभिव्यक्ति मेजबानों (expression hosts) की एक विस्तृत श्रृंखला (जैसे CHO और E.coli कोशिकाएं) में व्यक्त किया जा सकता है।
  • polyglutamate tag, एक पेप्टाइड जो Mono-Q (EEEEEE) जैसे आयन-एक्सचेंज रेजिन से कुशलतापूर्वक जुड़ता है।
  • polyarginine tag, एक पेप्टाइड जो केशन-एक्सचेंज रेजिन (5 से 9 लगातार R) से कुशलतापूर्वक जुड़ता है।
  • E-tag, एक पेप्टाइड जिसे एक एंटीबॉडी (GAPVPYPDPLEPR) द्वारा पहचाना जाता है।
  • FLAG-tag, एक पेप्टाइड जिसे एक एंटीबॉडी (DYKDDDDK) द्वारा पहचाना जाता है।
  • HA-tag, hemagglutinin से प्राप्त एक पेप्टाइड जिसे एक एंटीबॉडी (YPYDVPDYA) द्वारा पहचाना जाता है।
  • His-tag, 5-10 हिस्टिडाइन जो निकल या कोबाल्ट चेलेट (HHHHHH) द्वारा बंधे होते हैं।
    • Gly-His-tags N-टर्मिनल His-Tag वेरिएंट (जैसे GHHHH, या GHHHHHH, या GSSHHHHHH) हैं जो अभी भी स्थिर धातु केशनों से जुड़ते हैं, लेकिन क्लिक-केमिस्ट्री अनुप्रयोगों को सक्षम करने के लिए एज़िडोग्लुकोनोइलेशन (azidogluconoylation) के माध्यम से सक्रिय भी किए जा सकते हैं।
  • Myc-tag, c-myc से प्राप्त एक पेप्टाइड जिसे एक एंटीबॉडी (EQKLISEEDL) द्वारा पहचाना जाता है।
  • NE-tag, एक 18-अमीनो-एसिड सिंथेटिक पेप्टाइड (TKENPRSNQEESYDDNES) है जिसे एक मोनोक्लोनल IgG1 एंटीबॉडी द्वारा पहचाना जाता है, जो वेस्टर्न ब्लॉटिंग, ELISA, फ्लो साइटोमेट्री, इम्यूनोसाइटोकेमिस्ट्री, इम्यूनोप्रेसीपिटेशन और रिकॉम्बिनेंट प्रोटीन के एफिनिटी शुद्धिकरण सहित अनुप्रयोगों के एक विस्तृत स्पेक्ट्रम में उपयोगी है।
  • Rho1D4-tag, बोवाइन रोडोप्सिन (TETSQVAPA) के इंट्रासेल्युलर C-टर्मिनस के अंतिम 9 अमीनो एसिड को संदर्भित करता है। यह एक बहुत ही विशिष्ट टैग है जिसका उपयोग membrane proteins के शुद्धिकरण के लिए किया जा सकता है।
  • S-tag, राइबोन्यूक्लिएज A (KETAAAKFERQHMDS) से प्राप्त एक पेप्टाइड है।
  • SBP-tag, एक पेप्टाइड जो streptavidin (MDEKTTGWRGGHVVEGLAGELEQLRARLEHHPQGQREP) से जुड़ता है।
  • Softag 1, स्तनधारी अभिव्यक्ति (SLAELLNAGLGGS) के लिए।
  • Softag 3, प्रोकैरियोटिक अभिव्यक्ति (TQDPSRVG) के लिए।
  • Spot-tag, इम्यूनोप्रेसीपिटेशन, एफिनिटी शुद्धिकरण, इम्यूनोफ्लोरेसेंस और सुपर रिज़ॉल्यूशन माइक्रोस्कोपी के लिए nanobody (PDRVRAVSHWSS) द्वारा पहचाना जाने वाला एक पेप्टाइड।
  • Strep-tag, एक पेप्टाइड जो स्ट्रेप्टाविडिन या स्ट्रेप्टैक्टिन नामक संशोधित स्ट्रेप्टाविडिन से जुड़ता है (Strep-tag II: WSHPQFEK)।
  • T7-tag, T7 जीन के T7 प्रमुख कैप्सिड प्रोटीन से प्राप्त एक एपिटोप टैग (MASMTGGQQMG)। विभिन्न इम्यूनोएसेज़ के साथ-साथ affinity purification में उपयोग किया जाता है।
  • TC tag, एक टेट्रासिस्टीन टैग जिसे FlAsH और ReAsH बियारसेनिक यौगिकों (CCPGCC) द्वारा पहचाना जाता है।
  • Ty tag (EVHTNQDPLD)
  • V5 tag, एक पेप्टाइड जिसे एक एंटीबॉडी (GKPIPNPLLGLDST) द्वारा पहचाना जाता है।
  • VSV-tag, एक पेप्टाइड जिसे एक एंटीबॉडी (YTDIEMNRLGK) द्वारा पहचाना जाता है।
  • Xpress tag (DLYDDDDK), एक पेप्टाइड जिसे एक एंटीबॉडी द्वारा पहचाना जाता है।

सहसंयोजक पेप्टाइड टैग (Covalent peptide tags)

  • Isopeptag, एक पेप्टाइड जो पिलिन-C प्रोटीन (TDKDMTITFTNKKDAE) से सहसंयोजक रूप से जुड़ता है।[7]
  • SpyTag, एक पेप्टाइड जो SpyCatcher प्रोटीन (AHIVMVDAYKPTK) से सहसंयोजक रूप से जुड़ता है।
  • SnoopTag, एक पेप्टाइड जो SnoopCatcher प्रोटीन (KLGDIEFIKVNK) से सहसंयोजक रूप से जुड़ता है। एक दूसरी पीढ़ी, SnoopTagJr, को भी विकसित किया गया था जो SnoopCatcher या DogTag (SnoopLigase द्वारा मध्यस्थता) से जुड़ता है (KLGSIEFIKVNK)।
  • DogTag, एक पेप्टाइड जो DogCatcher (DIPATYEFTDGKHYITNEPIPPK) से सहसंयोजक रूप से जुड़ता है और प्रोटीन के लूप में एक आंतरिक टैग के रूप में प्रतिक्रिया कर सकता है। DogTag, SnoopLigase द्वारा मध्यस्थता के माध्यम से SnoopTagJr से भी सहसंयोजक रूप से जुड़ सकता है।
  • SdyTag, एक पेप्टाइड जो SdyCatcher प्रोटीन (DPIVMIDNDKPIT) से सहसंयोजक रूप से जुड़ता है। SdyTag/SdyCatcher में SpyTag/SpyCatcher के साथ एक गतिज-निर्भर क्रॉस-रिएक्टिविटी होती है।

प्रोटीन टैग

  • BCCP (बायोटिन कार्बोक्सिल कैरियर प्रोटीन), एक प्रोटीन डोमेन जिसे BirA द्वारा बायोटिनिलेट किया जाता है, जो streptavidin द्वारा पहचान को सक्षम बनाता है।
  • BromoTag, Brd4 के दूसरे bromodomain का एक "बम्प-एंड-होल" उत्परिवर्तित संस्करण, Brd4-BD2 L387A, जिसे टैग-विशिष्ट PROTAC डिग्रेडर AGB1 द्वारा अत्यधिक चुनिंदा रूप से बांधा जा सकता है ताकि "BromoTagged" प्रोटीन और E3 लिगेज VHL के बीच एक टर्नरी कॉम्प्लेक्स बन सके, जिससे टैग किए गए प्रोटीन का यूबिकिटिनेशन होता है और कोशिकाओं में इसके बाद इसका तेजी से और प्रभावी प्रोटीसोमल क्षरण होता है।[8]
  • FAST (फ्लोरेसेंस-एक्टिवेटिंग एंड एब्जॉर्प्शन-शिफ्टिंग टैग), एक उत्परिवर्तित फोटोएक्टिव येलो प्रोटीन (PYP) जो प्रतिवर्ती रूप से संज्ञेय फ्लोरोजेनिक लिगेंड्स से जुड़ता है।
  • CL7-tag, Colicin E7 का एक इंजीनियर संस्करण जिसमें स्थिर इम्युनिटी प्रोटीन 7 (Im7) के लिए एक मजबूत बंधन आत्मीयता और विशिष्टता है।
  • Glutathione-S-transferase-tag, एक प्रोटीन जो स्थिर ग्लूटाथियोन से जुड़ता है।
  • Green fluorescent protein-tag, एक प्रोटीन जो स्वतः फ्लोरोसेंट है और नैनोबॉडी द्वारा बंधा जा सकता है।
  • HaloTag, एक उत्परिवर्तित बैक्टीरियल haloalkane dehalogenase जो haloalkane सबस्ट्रेट्स से सहसंयोजक रूप से जुड़ता है।
  • SNAP-tag, एक उत्परिवर्तित यूकेरियोटिक DNA methyltransferase जो benzylguanine डेरिवेटिव्स से सहसंयोजक रूप से जुड़ता है।
  • CLIP-tag, एक उत्परिवर्तित यूकेरियोटिक DNA methyltransferase जो benzylcytosine डेरिवेटिव्स से सहसंयोजक रूप से जुड़ता है।
  • HUH-tag, एक अनुक्रम-विशिष्ट सिंगल-स्ट्रैंडेड DNA बाइंडिंग प्रोटीन जो अपने लक्ष्य अनुक्रम से सहसंयोजक रूप से जुड़ता है।
  • Maltose binding protein-tag, एक प्रोटीन जो एमाइलोज़ एगरोज़ से जुड़ता है।
  • Nus-tag
  • Thioredoxin-tag
  • Fc-tag, इम्यूनोग्लोबुलिन Fc डोमेन से प्राप्त, जो डाइमराइजेशन और सोल्युबिलाइज़ेशन की अनुमति देता है। इसका उपयोग प्रोटीन-A सेफरोस पर शुद्धिकरण के लिए किया जा सकता है।
  • डिज़ाइन किए गए आंतरिक रूप से अव्यवस्थित टैग (Intrinsically Disordered tags) जिनमें विकार को बढ़ावा देने वाले अमीनो एसिड (P,E,S,T,A,Q,G,..) होते हैं।
  • Carbohydrate Recognition Domain or CRDSAT-tag, एक प्रोटीन जो लैक्टोज एगरोज़ या सेफरोस से जुड़ता है।

अन्य

HiBiT-tag इसे Promega के वैज्ञानिकों द्वारा विकसित किया गया था। यह 11-अमीनो-एसिड पेप्टाइड टैग है, और इसे प्रोटीन के N- या C-टर्मिनस या आंतरिक स्थानों पर फ्यूज किया जा सकता है।[9] इसका छोटा आकार CRISPR/Cas9 तकनीक के माध्यम से अन्य प्रोटीन के साथ इस टैग के तेजी से नॉक-इन की ओर ले जाता है।

अनुप्रयोग

संदर्भ

  1. ↑ (December 2020). Opportunities and challenges of the tag-assisted protein purification techniques: Applications in the pharmaceutical industry. Biotechnology Advances. 45. doi:10.1016/j.biotechadv.2020.107653.
  2. ↑ (1996). "Molecular Interaction Between the Strep-tag Affinity Peptide and its Cognate Target, Streptavidin". Journal of Molecular Biology. 255 (5) 753–66. doi:10.1006/jmbi.1996.0061.
  3. ↑ (January 2014). "Plug-and-play pairing via defined divalent streptavidins". Journal of Molecular Biology. 426 (1) 199–214. doi:10.1016/j.jmb.2013.09.016.
  4. ↑ (1984). "Use of peptide tagging to detect proteins expressed from cloned genes: deletion mapping functional domains of Drosophila hsp 70". EMBO J. 3 (13) 3087–3093. doi:10.1002/j.1460-2075.1984.tb02263.x.
  5. ↑ (2002). "Creating new fluorescent probes for cell biology". Nat Rev Mol Cell Biol. 3 (12) 906–918. doi:10.1038/nrm976.
  6. ↑ (2019). "The ALFA-tag is a highly versatile tool for nanobody-based bioscience applications". Nature Communications. 10 (1) 4403. doi:10.1038/s41467-019-12301-7.
  7. ↑ (2010). "Spontaneous Intermolecular Amide Bond Formation between Side Chains for Irreversible Peptide Targeting". Journal of the American Chemical Society. 132 (13) 4526–7. doi:10.1021/ja910795a.
  8. ↑ (Oct 2021). "Development of BromoTag: A "Bump-and-Hole"–PROTAC System to Induce Potent, Rapid, and Selective Degradation of Tagged Target Proteins". J Med Chem. 64 (20) 15477–15502. doi:10.1021/acs.jmedchem.1c01532.
  9. ↑ (2018-02-16). "CRISPR-Mediated Tagging of Endogenous Proteins with a Luminescent Peptide". ACS Chemical Biology. 13 (2) 467–474. doi:10.1021/acschembio.7b00549.

स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के “Protein tag” लेख का अनुवाद। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Protein_tag यह अनुवाद स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।

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