基因编码钙探针GCaMP-X的设计与应用制造技术

本发明专利技术公开了优化改进版的基因编码钙探针GCaMP‑X及其基本应用，该探针的组成包括：GCaMP蛋白；第一氨基酸序列；以及第二氨基酸序列，其中，所述第一氨基酸序列为能够减弱未结合钙离子的钙调蛋白与L型钙通道(LTCC)预结合能力的片段，所述第二氨基酸序列为定位序列(核内、核外等亚细胞区域)，所述第一氨基酸序列位于所述GCaMP蛋白的氮端，所述第二氨基酸序列位于所述GCaMP蛋白的碳端。优化版GCaMP‑X探针相对于现有的GCaMP各版本，消除了对神经元LTCC及其所介导的兴奋‑转录耦联的干扰作用，更客观准确地测量神经元的钙信号。

Design and application of gene encoded calcium probe GCaMP-X

The invention discloses an optimized modified version of the gene coded calcium probe GCaMP X and its basic applications, including the GCaMP protein, the first amino acid sequence, and the second amino acid sequence, in which the first amino acid sequence is pre binding to the calmodulin that can weaken the unbound calcium ion and the L type calcium channel (LTCC). The second amino acid sequence is located in the nitrogen end of the GCaMP protein, and the second amino acid sequence is located at the carbon end of the GCaMP protein. Compared with the existing versions of GCaMP, the optimized version of the GCaMP X probe eliminates the interference of the neuron LTCC and its mediated excitatory transcriptional coupling, and is more objective and accurate to measure the calcium signal of the neuron.

【技术实现步骤摘要】
基因编码钙探针GCaMP-X的设计与应用
本专利技术涉及生物
，具体地，涉及基因编码的钙离子浓度指示剂及其应用。
技术介绍
基因编码的钙离子浓度指示剂(Genetically-EncodedCalciumIndicator，GECIs)是一类能够在特定的细胞位置检测Ca2+动力学的生物蛋白类指示剂。GECIs可被划分为三类：(1)基于水母等发光蛋白的生物荧光指示剂，这类指示剂与基于荧光蛋白的指示剂在本质上是不同的，需要分子内一系列的化学反应产生荧光；(2)基于单荧光蛋白的指示剂，这类指示剂包含响应Ca2+的成分，如CaM。CaM与荧光蛋白融合，CaM与Ca2+的结合情况可以调节荧光基团的质子化程度，从而影响荧光基团的光谱性质。这类指示剂包括Camgaroos，GCaMPs，Pericams等；(3)基于双荧光蛋白之间荧光共振能量转移(FluorescenceResonanceEnergyTransfer，FRET)的指示剂，这类指示剂也包含响应Ca2+的成分，如CaM或肌钙蛋白。它们被插入两个荧光蛋白之间，与Ca2+的结合可改变FRET的效率。这类指示剂包括Cameleons和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基因编码的钙离子浓度指示剂，其特征在于，其组成包括：GCaMP蛋白；第一氨基酸序列；以及第二氨基酸序列，其中，所述第一氨基酸序列为能够减弱未结合钙离子的钙调蛋白与LTCC通道预结合能力的片段，所述第二氨基酸序列为核输出序列或核定位序列，所述第一氨基酸序列位于所述GCaMP蛋白的氮端，所述第二氨基酸序列位于所述GCaMP蛋白的碳端。

【技术特征摘要】
1.一种基因编码的钙离子浓度指示剂，其特征在于，其组成包括：GCaMP蛋白；第一氨基酸序列；以及第二氨基酸序列，其中，所述第一氨基酸序列为能够减弱未结合钙离子的钙调蛋白与LTCC通道预结合能力的片段，所述第二氨基酸序列为核输出序列或核定位序列，所述第一氨基酸序列位于所述GCaMP蛋白的氮端，所述第二氨基酸序列位于所述GCaMP蛋白的碳端。2.根据权利要求1所述的基因编码的钙离子浓度指示剂，其特征在于，所述GCaMP蛋白为所有基于CaM的基因编码的钙离子浓度指示剂，任选地，所述GCaMP蛋白为GCaMP3,GCaMP5G,GCaMP6m，GCaMP6f或GCaMP6s。3.根据权利要求1所述的基因编码的钙离子浓度指示剂，其特征在于，所述能够减弱未结合钙离子的钙调蛋白与LTCC通道预结合能力的片段为选自CBM、LTCC通道的IQV结构域、Calpacitin蛋白家族的神经颗粒素的IQ结构域、Calpacitin蛋白家族的神经调节素的IQ结构域的至少之一，优选CBM。4.根据权利要求3所述的基因编码的钙离子浓度指示剂，其特征在于，所述CBM的序列如下所示：GMDELYKGTAATKIQAAFRGHITRKKLKDEKKGA(SEQIDNO：1)。5.根据权利要求3所述的基因编码的钙离子浓度指示剂，其特征在于，所述LTCC通道的IQV结构域的序列如下列所示的任意之一：IKTEGNFEQANEELRAIIKKIWKRTSMKLLDQVIPPIGDDEVTVGKFYATFLIQEHFRKFMKRQEEYYG(SEQIDNO：2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓冬，刘楠，杨亚雄，何元源，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11