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A synthetic polymer affinity ligand for Bacillus thuringiensis (Bt) Cry1Ab/Ac protein. The use of biomimicry based on the Bt protein-insect receptor binding mechanism.
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2018-05-16 , DOI: 10.1021/jacs.8b01710 Mingming Liu 1, 2 , Rong Huang 1 , Adam Weisman 2 , Xiaoyang Yu 1 , Shih-Hui Lee 2 , Yalu Chen 1 , Chao Huang 1 , Senhua Hu 1 , Xiuhua Chen 1 , Wenfeng Tan 1 , Fan Liu 1 , Hao Chen 3 , Kenneth J. Shea 2
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2018-05-16 , DOI: 10.1021/jacs.8b01710 Mingming Liu 1, 2 , Rong Huang 1 , Adam Weisman 2 , Xiaoyang Yu 1 , Shih-Hui Lee 2 , Yalu Chen 1 , Chao Huang 1 , Senhua Hu 1 , Xiuhua Chen 1 , Wenfeng Tan 1 , Fan Liu 1 , Hao Chen 3 , Kenneth J. Shea 2
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We report a novel strategy for creating abiotic Bacillus thuringiensis ( Bt) protein affinity ligands by biomimicry of the recognition process that takes place between Bt Cry1Ab/Ac proteins and insect receptor cadherin-like Bt-R1 proteins. Guided by this strategy, a library of synthetic polymer nanoparticles (NPs) was prepared and screened for binding to three epitopes 280FRGSAQGIEGS290, 368RRPFNIGINNQQ379 and 436FRSGFSNSSVSIIR449 located in loop α8, loop 2 and loop 3 of domain II of Bt Cry1Ab/Ac proteins. A negatively charged and hydrophilic nanoparticle (NP12) was found to have high affinity to one of the epitopes, 368RRPFNIGINNQQ379. This same NP also had specific binding ability to both Bt Cry1Ab and Bt Cry1Ac, proteins that share the same epitope, but very low affinity to Bt Cry2A, Bt Cry1C and Bt Cry1F closely related proteins that lack epitope homology. To locate possible NP- Bt Cry1Ab/Ac interaction sites, NP12 was used as a competitive inhibitor to block the binding of 865NITIHITDTNNK876, a specific recognition site in insect receptor Bt-R1, to 368RRPFNIGINNQQ379. The inhibition by NP12 reached as high as 84%, indicating that NP12 binds to Bt Cry1Ab/Ac proteins mainly via 368RRPFNIGINNQQ379. This epitope region was then utilized as a "target" or "bait" for the separation and concentration of Bt Cry1Ac protein from the extract of transgenic Bt cotton leaves by NP12. This strategy, based on the antigen-receptor recognition mechanism, can be extended to other biotoxins and pathogen proteins when designing biomimic alternatives to natural protein affinity ligands.
中文翻译：
苏云金芽孢杆菌 (Bt) Cry1Ab/Ac 蛋白的合成聚合物亲和配体。基于 Bt 蛋白-昆虫受体结合机制的仿生学的使用。
我们报告了一种通过仿生 Bt Cry1Ab/Ac 蛋白和昆虫受体钙粘蛋白样 Bt-R1 蛋白之间发生的识别过程来创建非生物苏云金芽孢杆菌 (Bt) 蛋白亲和配体的新策略。在该策略的指导下，制备了合成聚合物纳米粒子 (NPs) 库，并筛选了与三个表位 280FRGSAQGIEGS290、368RRPFNIGINNQQ379 和 436FRSGFSNSSVSIIR449 的结合，这些表位位于 Bt Cry1Ab/Ac 蛋白域 II 的环 α8、环 2 和环 3。发现带负电荷的亲水性纳米颗粒 (NP12) 对表位之一 368RRPFNIGINNQQ379 具有高亲和力。同样的 NP 也具有与 Bt Cry1Ab 和 Bt Cry1Ac 的特异性结合能力，这些蛋白质具有相同的表位，但对 Bt Cry2A 的亲和力非常低，Bt Cry1C 和 Bt Cry1F 密切相关的蛋白质缺乏表位同源性。为了定位可能的 NP-Bt Cry1Ab/Ac 相互作用位点，使用 NP12 作为竞争性抑制剂来阻断 865NITIHITDTNNK876（昆虫受体 Bt-R1 中的特异性识别位点）与 368RRPFNIGINNQQ379 的结合。NP12 的抑制率高达 84%，表明 NP12 主要通过 368RRPFNIGINNQQ379 与 Bt Cry1Ab/Ac 蛋白结合。然后将该表位区域用作“靶标”或“诱饵”，用于通过 NP12 从转基因 Bt 棉花叶子的提取物中分离和浓缩 Bt Cry1Ac 蛋白。在设计天然蛋白质亲和配体的仿生替代品时，这种基于抗原受体识别机制的策略可以扩展到其他生物毒素和病原体蛋白质。为了定位可能的 NP-Bt Cry1Ab/Ac 相互作用位点，使用 NP12 作为竞争性抑制剂来阻断 865NITIHITDTNNK876（昆虫受体 Bt-R1 中的特异性识别位点）与 368RRPFNIGINNQQ379 的结合。NP12 的抑制率高达 84%，表明 NP12 主要通过 368RRPFNIGINNQQ379 与 Bt Cry1Ab/Ac 蛋白结合。然后将该表位区域用作“靶标”或“诱饵”，用于通过 NP12 从转基因 Bt 棉花叶子的提取物中分离和浓缩 Bt Cry1Ac 蛋白。在设计天然蛋白质亲和配体的仿生替代品时，这种基于抗原受体识别机制的策略可以扩展到其他生物毒素和病原体蛋白质。为了定位可能的 NP-Bt Cry1Ab/Ac 相互作用位点，使用 NP12 作为竞争性抑制剂来阻断 865NITIHITDTNNK876（昆虫受体 Bt-R1 中的特异性识别位点）与 368RRPFNIGINNQQ379 的结合。NP12 的抑制率高达 84%，表明 NP12 主要通过 368RRPFNIGINNQQ379 与 Bt Cry1Ab/Ac 蛋白结合。然后将该表位区域用作“靶标”或“诱饵”，用于通过 NP12 从转基因 Bt 棉花叶子的提取物中分离和浓缩 Bt Cry1Ac 蛋白。在设计天然蛋白质亲和配体的仿生替代品时，这种基于抗原受体识别机制的策略可以扩展到其他生物毒素和病原体蛋白质。昆虫受体 Bt-R1 中的一个特异性识别位点，到 368RRPFNIGINNQQ379。NP12 的抑制率高达 84%，表明 NP12 主要通过 368RRPFNIGINNQQ379 与 Bt Cry1Ab/Ac 蛋白结合。然后将该表位区域用作“靶标”或“诱饵”，用于通过 NP12 从转基因 Bt 棉花叶子的提取物中分离和浓缩 Bt Cry1Ac 蛋白。在设计天然蛋白质亲和配体的仿生替代品时，这种基于抗原受体识别机制的策略可以扩展到其他生物毒素和病原体蛋白质。昆虫受体 Bt-R1 中的一个特异性识别位点，到 368RRPFNIGINNQQ379。NP12 的抑制率高达 84%，表明 NP12 主要通过 368RRPFNIGINNQQ379 与 Bt Cry1Ab/Ac 蛋白结合。然后将该表位区域用作“靶标”或“诱饵”，用于通过 NP12 从转基因 Bt 棉花叶子的提取物中分离和浓缩 Bt Cry1Ac 蛋白。在设计天然蛋白质亲和配体的仿生替代品时，这种基于抗原受体识别机制的策略可以扩展到其他生物毒素和病原体蛋白质。
更新日期：2018-05-16
中文翻译：
苏云金芽孢杆菌 (Bt) Cry1Ab/Ac 蛋白的合成聚合物亲和配体。基于 Bt 蛋白-昆虫受体结合机制的仿生学的使用。
我们报告了一种通过仿生 Bt Cry1Ab/Ac 蛋白和昆虫受体钙粘蛋白样 Bt-R1 蛋白之间发生的识别过程来创建非生物苏云金芽孢杆菌 (Bt) 蛋白亲和配体的新策略。在该策略的指导下，制备了合成聚合物纳米粒子 (NPs) 库，并筛选了与三个表位 280FRGSAQGIEGS290、368RRPFNIGINNQQ379 和 436FRSGFSNSSVSIIR449 的结合，这些表位位于 Bt Cry1Ab/Ac 蛋白域 II 的环 α8、环 2 和环 3。发现带负电荷的亲水性纳米颗粒 (NP12) 对表位之一 368RRPFNIGINNQQ379 具有高亲和力。同样的 NP 也具有与 Bt Cry1Ab 和 Bt Cry1Ac 的特异性结合能力，这些蛋白质具有相同的表位，但对 Bt Cry2A 的亲和力非常低，Bt Cry1C 和 Bt Cry1F 密切相关的蛋白质缺乏表位同源性。为了定位可能的 NP-Bt Cry1Ab/Ac 相互作用位点，使用 NP12 作为竞争性抑制剂来阻断 865NITIHITDTNNK876（昆虫受体 Bt-R1 中的特异性识别位点）与 368RRPFNIGINNQQ379 的结合。NP12 的抑制率高达 84%，表明 NP12 主要通过 368RRPFNIGINNQQ379 与 Bt Cry1Ab/Ac 蛋白结合。然后将该表位区域用作“靶标”或“诱饵”，用于通过 NP12 从转基因 Bt 棉花叶子的提取物中分离和浓缩 Bt Cry1Ac 蛋白。在设计天然蛋白质亲和配体的仿生替代品时，这种基于抗原受体识别机制的策略可以扩展到其他生物毒素和病原体蛋白质。为了定位可能的 NP-Bt Cry1Ab/Ac 相互作用位点，使用 NP12 作为竞争性抑制剂来阻断 865NITIHITDTNNK876（昆虫受体 Bt-R1 中的特异性识别位点）与 368RRPFNIGINNQQ379 的结合。NP12 的抑制率高达 84%，表明 NP12 主要通过 368RRPFNIGINNQQ379 与 Bt Cry1Ab/Ac 蛋白结合。然后将该表位区域用作“靶标”或“诱饵”，用于通过 NP12 从转基因 Bt 棉花叶子的提取物中分离和浓缩 Bt Cry1Ac 蛋白。在设计天然蛋白质亲和配体的仿生替代品时，这种基于抗原受体识别机制的策略可以扩展到其他生物毒素和病原体蛋白质。为了定位可能的 NP-Bt Cry1Ab/Ac 相互作用位点，使用 NP12 作为竞争性抑制剂来阻断 865NITIHITDTNNK876（昆虫受体 Bt-R1 中的特异性识别位点）与 368RRPFNIGINNQQ379 的结合。NP12 的抑制率高达 84%，表明 NP12 主要通过 368RRPFNIGINNQQ379 与 Bt Cry1Ab/Ac 蛋白结合。然后将该表位区域用作“靶标”或“诱饵”，用于通过 NP12 从转基因 Bt 棉花叶子的提取物中分离和浓缩 Bt Cry1Ac 蛋白。在设计天然蛋白质亲和配体的仿生替代品时，这种基于抗原受体识别机制的策略可以扩展到其他生物毒素和病原体蛋白质。昆虫受体 Bt-R1 中的一个特异性识别位点，到 368RRPFNIGINNQQ379。NP12 的抑制率高达 84%，表明 NP12 主要通过 368RRPFNIGINNQQ379 与 Bt Cry1Ab/Ac 蛋白结合。然后将该表位区域用作“靶标”或“诱饵”，用于通过 NP12 从转基因 Bt 棉花叶子的提取物中分离和浓缩 Bt Cry1Ac 蛋白。在设计天然蛋白质亲和配体的仿生替代品时，这种基于抗原受体识别机制的策略可以扩展到其他生物毒素和病原体蛋白质。昆虫受体 Bt-R1 中的一个特异性识别位点，到 368RRPFNIGINNQQ379。NP12 的抑制率高达 84%，表明 NP12 主要通过 368RRPFNIGINNQQ379 与 Bt Cry1Ab/Ac 蛋白结合。然后将该表位区域用作“靶标”或“诱饵”，用于通过 NP12 从转基因 Bt 棉花叶子的提取物中分离和浓缩 Bt Cry1Ac 蛋白。在设计天然蛋白质亲和配体的仿生替代品时，这种基于抗原受体识别机制的策略可以扩展到其他生物毒素和病原体蛋白质。
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