【技术实现步骤摘要】
使用冷冻电子显微镜解析蛋白质结构的方法
技术介绍
[0001]本申请涉及结构生物学
，尤其涉及一种利用低温电子显微镜解析蛋白质结构的方法。
[0002]相关技术的描述
[0003]此处的陈述仅提供与本申请相关的背景信息，并不一定构成现有技术。
[0004]蛋白质的高分辨率三维结构为了解蛋白质的功能提供了重要信息(Garcia
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Nafria等人，2020)。经典的蛋白质结构是使用X射线晶体学和NMR光谱法确定的。根据蛋白质的种类，必须克服不同的障碍才能产生高分辨率的蛋白质结构。在X射线晶体学的情况下，必须生成适当衍射晶体，这需要大量纯化蛋白质。在NMR光谱法的情况中，可以在溶液中研究蛋白质结构，但必须用合适的同位素在主链和侧链中进行标记。这两种结构确定技术都非常耗时并且可能非常昂贵。在确定膜蛋白的三维结构时尤其如此(Li等人，2021)。大约三分之一的人类蛋白质组是膜蛋白。许多膜蛋白对细胞的正常功能或功能障碍起着核心作用。它们的功能失常导致许多严重疾病，因此膜蛋白是大多数现代药物的靶标。它们对现...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种利用冷冻电镜进行蛋白质结构解析的方法，包括：使目标蛋白包含标签；使包含有所述标签的所述目标蛋白与支架蛋白结合以形成所述目标蛋白与所述支架蛋白的复合物；以及使用冷冻电子显微镜进行单粒子成像，以解析与所述支架蛋白复合的所述目标蛋白质结构；其中：所述支架蛋白为链霉亲和素、亲和素或者其衍生物中的任意一种；所述标签用于选择性地与支架蛋白结合；并且所述标签选自以下组成的组中的一者：生物素标签，其包含生物素；生物素化的蛋白质或多肽标签，其包含蛋白质序列和与所述蛋白质序列共价连接的生物素；链霉菌标签(Strep
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tag)；以及生物素化或链球菌标记的抗体、抗体Fab片段或者单链抗体。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述标签为所述生物素标签的情况下，所述使目标蛋白包含标签的步骤包括：使所述生物素标签包含在非规范氨基酸的侧链中，并将所述非规范氨基酸位点特异性地引入所述目标蛋白的氨基酸序列中；或者，将所述生物素标签化学连接到氨基酸的特定侧链，并将所述氨基酸位点特异性地引入目标蛋白中；或者，将所述生物素标签化学连接到目标蛋白N末端部分的特定糖基化位点。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述生物素化的蛋白质或多肽标签选自以下组成的组中的一者：自标记蛋白质标签，其允许生物素残基与相应标签蛋白质进行位点特异性共价连接；酰基载体蛋白标签(ACP
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tag)或者肽基载体蛋白标签(PCP
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tag)；以及Avi
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tag，其适于与所述目标蛋白的N端或者C端或者暴露的环区域融合，并且可通过Escherichia coli生物素化酶BirA而与生物素共价连接。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述自标记蛋白质标签为Snap
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tag、Clip
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tag或者Halo
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tag。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目标蛋白的分子量在20kDa到50kDa之间。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目标蛋白为水溶性蛋白或者膜蛋白。7.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述目标蛋白为G蛋白偶联受体，简称为GPCR，时，其在N端、C端或者细胞外环结构中的一者或者细胞内环结构中的一者处插入有所述生物素标签或者所述生物素化蛋白或多肽标签。8.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述目标蛋白为GPCR时，其在N端、C端或者细胞外环结构中的一者或细胞内环结构中的一者处选择性地连接有anticalin或者Ig型或单链抗体。9.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述GPCR的细胞内环结构I4处融合所述生物素
标签、所述生物素化蛋白或多肽标签或者Strep
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tag，从而将所结合的链霉亲和素或streptactin稳定在刚性结构中。10.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述GPCR的细胞外环中的一者或者细胞内环中的一者处融合所述生物素标签、所述生物素化蛋白或多肽标签或者所述Strep
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tag，从而将所结合的链霉亲和素或streptactin稳定在刚性结构中。11.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述目标蛋白为原型GPCR与细胞内信号蛋白的复合物时，可以通过以下方式引入所述标签，以使所述目标蛋白与作为支架蛋白的所述链霉亲和素或者其衍生物相结合：1)在所述原型GPCR的N端、C端或者细胞外环结构中的一者...
【专利技术属性】
技术研发人员：霍斯特，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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