CUTie2: the attack of the cyclic nucleotide sensor clones

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Título

CUTie2: the attack of the cyclic nucleotide sensor clones

Tema

BIOQUIMICA
BIOSENSORES
DINAMICA MOLECULAR
SEÑALIZACION
PROTEINAS
SENSORES FRET
BIBLIOGRAFIA NACIONAL QUIMICA
2021

Abstract

The detection of small molecules in living cells using genetically encoded FRET sensors has revolutionized our understanding of signaling pathways at the sub-cellular level. However,
engineering fluorescent proteins and specific binding domains to create new sensors remains challenging because of the difficulties associated with the large size of the polypeptides involved, and their intrinsically huge conformational variability. Indeed, FRET sensors’ design still relies on vague structural notions, and trial and error combinations of linkers and protein modules. We recently designed a FRET sensor for
the second messenger cAMP named CUTie (Cyclic nucleotide Universal Tag for imaging experiments), which granted sub-micrometer resolution in living cells. Here we apply a combination of sequence/structure analysis to produce a new-generation FRET sensor for the second messenger cGMP based on Protein kinase G I (PKGI), which we named CUTie2. Coarse-grained molecular dynamics simulations achieved an exhaustive
sampling of the relevant spatio-temporal coordinates providing a quasi-quantitative prediction of the FRET efficiency, as confirmed by in vitro experiments. Moreover, biochemical characterization showed that the cGMP binding module maintains virtually the same affinity and selectivity for its ligand thant the full-length protein. The computational approach proposed here is easily generalizable to other allosteric protein modules, providing a cost effective-strategy for the custom design of FRET sensors.

Autor

Sardi, Florencia
Machado, Matías R.
Ortega, Claudia
Comini, Marcelo A.
Pantano, Sergio

Fuente

Frontiers Molecular Biosciences v. 8, 2021. -- e629773

Editor

Frontiers

Fecha

2021

Derechos

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Formato

PDF

Idioma

Inglés

Tipo

Artículo

Document Item Type Metadata

Original Format

PDF
Fecha de agregación
August 27, 2021
Colección
Bibliografía Nacional Química
Tipo de Elemento
Document
Etiquetas
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Citación
Klein, Florencia, “CUTie2:the attack of the cyclic nucleotide sensor clones,” RIQUIM - Repositorio Institucional de la Facultad de Química - UdelaR, accessed September 20, 2021, http://riquim.fq.edu.uy/items/show/6327.
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