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NTA-Cholesterol Analogue for the Nongenetic Liquid-Ordered Phase-Specific Functionalization of Lipid Membranes with Proteins
ACS Chemical Biology ( IF 3.5 ) Pub Date : 2023-05-15 , DOI: 10.1021/acschembio.3c00180 Yanjun Zheng 1 , Tristan Wegner 2 , Daniele Di Iorio 1 , Marco Pierau 2 , Frank Glorius 2 , Seraphine V Wegner 1
ACS Chemical Biology ( IF 3.5 ) Pub Date : 2023-05-15 , DOI: 10.1021/acschembio.3c00180 Yanjun Zheng 1 , Tristan Wegner 2 , Daniele Di Iorio 1 , Marco Pierau 2 , Frank Glorius 2 , Seraphine V Wegner 1
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The nongenetic modification of cell membranes with proteins is a straightforward way of cellular engineering. In these processes, it is important to specifically address the proteins to liquid-ordered (Lo) or liquid-disordered (Ld) domains as this can largely affect their biological functions. Herein, we report a cholesterol analogue (CHIM) with a nitrilotriacetic acid (NTA) headgroup, named CHIM-NTA. CHIM-NTA integrates into lipid membranes similar to the widely used phospholipid-derived DGS–NTA and, when loaded with Ni2+, allows for specific membrane immobilization of any polyhistidine-tagged proteins of choice. Yet, unlike DGS–NTA, it localizes to the Lo phase in phase-separated giant unilamellar vesicles (GUVs) and allows addressing His-tagged proteins to Lo domains. Furthermore, CHIM-NTA readily integrates into the membranes of live cells and thus enables the nongenetic modification of the cell surface with proteins. Overall, CHIM-NTA provides a facile and flexible way to modify biological membranes, in particular Lo domains, with His-tagged proteins and can serve as a broadly applicable molecular tool for cell surface engineering.
中文翻译：
NTA-胆固醇类似物用于脂质膜与蛋白质的非遗传液体有序相特异性功能化
用蛋白质对细胞膜进行非基因修饰是细胞工程的一种直接方法。在这些过程中，将蛋白质特异性定位到液体有序 (Lo) 或液体无序 (Ld) 结构域非常重要，因为这会在很大程度上影响它们的生物学功能。在此，我们报道了一种带有次氮基三乙酸（NTA）头基的胆固醇类似物（CHIM），命名为CHIM-NTA。CHIM-NTA 集成到脂质膜中，类似于广泛使用的磷脂衍生的 DGS–NTA，并且当负载 Ni 2+时，可以对任何选定的多组氨酸标记蛋白进行特定的膜固定。然而，与 DGS-NTA 不同的是，它定位于相分离的巨型单层囊泡 (GUV) 中的 Lo 相，并允许将 His 标记的蛋白质定位到 Lo 结构域。此外，CHIM-NTA 很容易整合到活细胞膜中，从而能够用蛋白质对细胞表面进行非遗传修饰。总体而言，CHIM-NTA 提供了一种利用 His 标记蛋白修饰生物膜（特别是 Lo 结构域）的简便灵活的方法，并且可以作为细胞表面工程的广泛适用的分子工具。
更新日期：2023-05-15
中文翻译：
NTA-胆固醇类似物用于脂质膜与蛋白质的非遗传液体有序相特异性功能化
用蛋白质对细胞膜进行非基因修饰是细胞工程的一种直接方法。在这些过程中，将蛋白质特异性定位到液体有序 (Lo) 或液体无序 (Ld) 结构域非常重要，因为这会在很大程度上影响它们的生物学功能。在此，我们报道了一种带有次氮基三乙酸（NTA）头基的胆固醇类似物（CHIM），命名为CHIM-NTA。CHIM-NTA 集成到脂质膜中，类似于广泛使用的磷脂衍生的 DGS–NTA，并且当负载 Ni 2+时，可以对任何选定的多组氨酸标记蛋白进行特定的膜固定。然而，与 DGS-NTA 不同的是，它定位于相分离的巨型单层囊泡 (GUV) 中的 Lo 相，并允许将 His 标记的蛋白质定位到 Lo 结构域。此外，CHIM-NTA 很容易整合到活细胞膜中，从而能够用蛋白质对细胞表面进行非遗传修饰。总体而言，CHIM-NTA 提供了一种利用 His 标记蛋白修饰生物膜（特别是 Lo 结构域）的简便灵活的方法，并且可以作为细胞表面工程的广泛适用的分子工具。
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