Marcação de proteínas mais rápida e mais brilhante com a nova ferramenta SNAP-tag2
O novo sistema de marcação funciona eficazmente numa vasta gama de aplicações de bioimagem e abre novas possibilidades para a imagiologia multicolorida
A proteína SNAP-tag é uma ferramenta poderosa para marcar proteínas com fluoróforos sintéticos para bioimagem. Os cientistas do Instituto Max Planck de Investigação Médica, em Heidelberg, criaram uma versão muito melhorada denominada SNAP-tag2, bem como substratos optimizados para uma marcação mais rápida em células vivas.
Em comparação com o SNAP-tag normalmente utilizado, o SNAP-tag2 oferece uma capacidade de marcação significativamente melhorada utilizando técnicas de imagem de microscopia de super-resolução, como a microscopia STED (imagens à direita).
© MPI for Medical Research
Um mutante SNAP-tag altamente modificado
As etiquetas proteicas autoreguladoras, como a SNAP-tag, oferecem a oportunidade de anexar fluoróforos sintéticos brilhantes e fotoestáveis a proteínas de interesse para análise posterior, e são e são amplamente utilizados em bioquímica.
"O SNAP-tag foi originalmente desenvolvido a partir de uma enzima humana de reparação do ADN. A engenharia adicional de uma proteína já fortemente modificada foi um dos maiores desafios", afirma Stefanie Kühn, que liderou a equipa do projeto, constituída por outros cientistas do Instituto Max Planck (MPI) de Investigação Médica, incluindo Julien Hiblot, Veselin Nasufovic e o diretor Kai Johnsson, e uma equipa da Universidade de Groningen. "Além disso, queríamos encontrar um núcleo de substrato que funcionasse bem em células com vários fluoróforos ligados. Decidimos usar uma combinação de otimização de substrato e engenharia de proteínas para desenvolver o SNAP-tag2."
Maior reatividade
A utilidade do SNAP-tag, até agora amplamente utilizado em aplicações de células vivas, pode ser limitada pela sua cinética de marcação relativamente lenta e pela permeabilidade celular limitada dos seus substratos. Os cientistas do MPI for Medical Research queriam encontrar uma solução para este problema. O SNAP-tag2 reage rapidamente com os novos substratos permeáveis às células: Apresenta uma constante de taxa de marcação que corresponde a uma melhoria de 100 vezes em relação a pares SNAP-tag-substrato comparáveis.
Marcação fluorescente mais eficiente em células vivas
O SNAP-tag2 oferece outras vantagens. Quando marcado com corantes altamente fluorogénicos, apresenta também um aumento de 5 vezes no brilho da fluorescência em relação ao SNAP-tag atualmente utilizado. A cinética de marcação e o brilho mais rápidos do SNAP-tag2 traduzem-se num desempenho muito melhorado em células de mamíferos e em leveduras. Permite também a utilização de técnicas de imagem de microscopia de super-resolução, como a microscopia STED, e o trabalho com outros tipos de células conhecidas por serem refractárias à marcação química, como as células de levedura.
"A SNAP-tag2, juntamente com os seus substratos melhorados, é superior às versões SNAP-tag anteriormente utilizadas em todas as aplicações que testámos e esperamos que também se destaque em aplicações in vivo ", afirma Stefanie Kühn.
Possibilidade de outros domínios de aplicação
Em resumo, a equipa espera que as melhorias introduzidas no SNAP-tag2 aumentem a utilidade desta ferramenta já amplamente adoptada para a imagiologia de células vivas e outras aplicações nas ciências da vida. Além disso, o SNAP-tag2 abre novas possibilidades para aplicações de imagiologia multicolorida.
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Publicação original
Stefanie Kühn, Veselin Nasufovic, Jonas Wilhelm, Julian Kompa, Eline M. F. de Lange, Yin-Hsi Lin, Cornelia Egoldt, Jonas Fischer, Artem Lennoi, Miroslaw Tarnawski, Jochen Reinstein, Rifka Vlijm, Julien Hiblot, Kai Johnsson; "SNAP-tag2 for faster and brighter protein labeling"; Nature Chemical Biology, 2025-7-3
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