Marquage et modification des protéines
Les protéines sont composées de chaînes polypeptidiques et leurs fonctions biologiques sont en partie déterminées par le bon repliement de cette chaîne, sa taille et le nombre de groupements fonctionnels réactifs présents tout le long de la chaîne. En pouvant modifier les protéines de façon dirigée, les chercheurs sont en mesure d'étudier une multitude de propriétés ainsi que la fonction biologique générale des protéines. Les technologies de marquage et de modification des protéines incluent l'ajout de fluorophores, de biotine ou d'autres petites molécules pour observer les interactions entre protéines et le repliement des protéines, et étudier leur structure et leur fonction biologique générales.
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Marquage par fluorescence
La découverte de la protéine fluorescente verte (GFP pour "Green Fluorescent Protein") et son incorporation massive constituent un bon exemple de cette technologie. La GFP et d'autres protéines similaires ont eu un impact considérable sur de nombreux domaines de la recherche et sur notre compréhension des processus biologiques. Ainsi, l'incorporation de marqueurs fluorescents sur des anticorps permet la détection et la quantification de complexes protéiques hautement spécifiques dans les tissus, ou l'immobilisation directionnelle des complexes anticorps/protéine pour des tests ELISA et des analyses par western blotting. Toutefois, l'utilisation de la GFP présente un inconvénient majeur : elle risque de perturber la fonction de la protéine par l'incorporation de marqueurs protéiques supplémentaires de même taille. Pour contourner cette difficulté, les chercheurs peuvent utiliser des marqueurs fluorescents de plus petite taille que la GFP ou la biotine, ou incorporer des acides aminés non naturels qui contiennent une fonction bi-orthogonale.
Conjugaison protéine/enzyme
L'incorporation d'enzymes ou de sondes uniques est une autre méthode utilisée par les chercheurs pour marquer les protéines. Les enzymes couramment utilisées pour la conjugaison protéine/enzyme incluent la phosphatase alcaline et la peroxydase de raifort (HRP pour "Horseradish Peroxidase"). Les technologies de marquage des protéines par conjugaison à une enzyme présentent de nombreux avantages : le signal peut être amplifié, différents signaux de sortie sont possibles et de nombreux substrats sont disponibles pour chaque enzyme. Les principaux signaux de sortie sont la fluorescence, la chimiluminescence et la colorimétrie. La diversité de ces signaux de sortie les rend appropriés pour les applications de détection par immunohistochimie (IHC) et par immunofluorescence (IF) sur cellules et tissus.
Nouvelles technologies de marquage des protéines
Dans les domaines de la recherche sur les maladies et de la recherche pharmaceutique, la technologie de dégradation ciblée des protéines fait actuellement l'objet d'études approfondies pour identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et de nouveaux candidats-médicaments. La technique des chimères ciblant la protéolyse utilise des molécules bifonctionnelles conçues pour se lier, d'un côté, à une protéine cible de la maladie, et de l'autre, à une ligase E3 afin d'éliminer la protéine de la cellule. La "multi-spécificité" de ces molécules pour de nombreuses cibles thérapeutiques et leur capacité à les cibler pour les dégrader en utilisant les mécanismes intracellulaires de dégradation des protéines en font une puissante technologie de marquage des protéines pour la recherche sur les maladies.
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