Noncanonical Amino Acids in Synthetic Biosafety and Post-translational Modification Studies.
noncanonical amino acids
post-translational modifications
synthetic biosafety
Journal
Chembiochem : a European journal of chemical biology
ISSN: 1439-7633
Titre abrégé: Chembiochem
Pays: Germany
ID NLM: 100937360
Informations de publication
Date de publication:
02 02 2021
02 02 2021
Historique:
received:
04
07
2020
revised:
11
08
2020
pubmed:
15
8
2020
medline:
24
9
2021
entrez:
15
8
2020
Statut:
ppublish
Résumé
The incorporation of noncanonical amino acids (ncAAs) has been extensively studied because of its broad applicability. In the past decades, various in vitro and in vivo ncAA incorporation approaches have been developed to generate synthetic recombinant proteins. Herein, we discuss the methodologies for ncAA incorporation, and their use in diverse research areas, such as in synthetic biosafety and for studies of post-translational modifications.
Identifiants
pubmed: 32794239
doi: 10.1002/cbic.202000437
doi:
Substances chimiques
Amino Acids
0
Types de publication
Journal Article
Research Support, Non-U.S. Gov't
Review
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
460-468Informations de copyright
© 2020 Wiley-VCH GmbH.
Références
J. Swartz, J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2006, 33, 476-485.
R. J. Jackson, T. Hunt, Method Enzymol 1983, 96, 50-74.
K. Takai, T. Sawasaki, Y. Endo, Nature Phys. Sci. 2010, 5, 227-238.
T. Ezure, T. Suzuki, M. Shikata, M. Ito, E. Ando, Methods Mol. Biol. 2010, 607, 31-42.
S. Mikami, T. Kobayashi, M. Masutani, S. Yokoyama, H. Imataka, Protein Expression Purif. 2008, 62, 190-198.
C. J. Noren, S. J. Anthonycahill, M. C. Griffith, P. G. Schultz, Science 1989, 244, 182-188.
M. J. Lajoie, A. J. Rovner, D. B. Goodman, H. R. Aerni, A. D. Haimovich, G. Kuznetsov, J. A. Mercer, H. H. Wang, P. A. Carr, J. A. Mosberg, N. Rohland, P. G. Schultz, J. M. Jacobson, J. Rinehart, G. M. Church, F. J. Isaacs, Science 2013, 342, 357-360.
J. P. Oza, H. R. Aerni, N. L. Pirman, K. W. Barber, C. M. ter Haar, S. Rogulina, M. B. Amrofell, F. J. Isaacs, J. Rinehart, M. C. Jewett, Nat. Commun. 2015, 6.
R. W. Martin, B. J. Des Soye, Y. C. Kwon, J. Kay, R. G. Davis, P. M. Thomas, N. I. Majewska, C. X. Chen, R. D. Marcum, M. G. Weiss, A. E. Stoddart, M. Amiram, A. K. R. Charna, J. R. Patel, F. J. Isaacs, N. L. Kelleher, S. H. Hong, M. C. Jewett, Nat. Commun. 2018, 9.
Y. Shimizu, A. Inoue, Y. Tomari, T. Suzuki, T. Yokogawa, K. Nishikawa, T. Ueda, Nat. Biotechnol. 2001, 19, 751-755.
M. Ohuchi, H. Murakami, H. Suga, Curr. Opin. Chem. Biol. 2007, 11, 537-542.
T. Passioura, H. Suga, Chem. Commun. (Camb.) 2017, 53, 1931-1940.
T. Passioura, W. Y. Liu, D. Dunkelmann, T. Higuchi, H. Suga, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 11551-11555.
Y. Iwane, A. Hitomi, H. Murakami, T. Katoh, Y. Goto, H. Suga, Nat. Chem. 2016, 8, 317-325.
L. Johansson, G. Gafvelin, E. S. J. Arner, BBa-Gen Subjects 2005, 1726, 1-13.
G. Srinivasan, C. M. James, J. A. Krzycki, Science 2002, 296, 1459-1462.
D. R. Liu, T. J. Magliery, M. Pasternak, P. G. Schultz, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1997, 94, 10092-10097.
M. Pastrnak, T. J. Magliery, P. G. Schultz, Helv. Chim. Acta 2000, 83, 2277-2286.
L. Wang, T. J. Magliery, D. R. Liu, P. G. Schultz, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 5010-5011.
S. K. Blight, R. C. Larue, A. Mahapatra, D. G. Longstaff, E. Chang, G. Zhao, P. T. Kang, K. B. Church-Church, M. K. Chan, J. A. Krzycki, Nature 2004, 431, 333-335;
A. Deiters, T. A. Cropp, M. Mukherji, J. W. Chin, J. C. Anderson, P. G. Schultz, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 11782-11783;
J. W. Chin, T. A. Cropp, J. C. Anderson, M. Mukherji, Z. W. Zhang, P. G. Schultz, Science 2003, 301, 964-967;
T. Mukai, M. Wakiyama, K. Sakamoto, S. Yokoyama, Protein Sci. 2010, 19, 440-448;
K. Sakamoto, A. Hayashi, A. Sakamoto, D. Kiga, H. Nakayama, A. Soma, T. Kobayashi, M. Kitabatake, K. Takio, K. Saito, M. Shirouzu, I. Hirao, S. Yokoyama, Nucleic Acids Res. 2002, 30, 4692-4699.
A. Bianco, F. M. Townsley, S. Greiss, K. Lang, J. W. Chin, Nat. Chem. Biol. 2012, 8, 748-750.
J. H. Liu, J. Hemphill, S. Samanta, M. Tsang, A. Deiters, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 9100-9103.
Y. T. Chen, J. Ma, W. Q. Lu, M. L. Tian, M. Thauvin, C. G. Yuan, M. Volovitch, Q. Wang, J. Holst, M. Y. Liu, S. Vriz, S. X. Ye, L. Wang, D. L. Li, Cell Regul. 2017, 27, 294-297.
S. Han, A. Yang, S. Lee, H. W. Lee, C. B. Park, H. S. Park, Nat. Commun. 2017, 8.
R. J. Ernst, T. P. Krogager, E. S. Maywood, R. Zanchi, V. Beranek, T. S. Elliott, N. P. Barry, M. H. Hastings, J. W. Chin, Nat. Chem. Biol. 2016, 12, 776-778.
J. E. Jung, S. Y. Lee, H. Park, H. Cha, W. Ko, K. Sachin, D. W. Kim, D. Y. Chi, H. S. Lee, Chem. Sci. 2014, 5, 1881-1885.
Y. Ma, H. Biava, R. Contestabile, N. Budisa, M. L. di Salvo, Molecules 2014, 19, 1004-1022.
S. Nojoumi, Y. Ma, S. Schwagerus, C. P. R. Hackenberger, N. Budisa, Int. J. Mol. Sci. 2019, 20.
M. S. Zhang, S. F. Brunner, N. Huguenin-Dezot, A. D. Liang, W. H. Schmied, D. T. Rogerson, J. W. Chin, Nat. Methods 2017, 14, 729-736.
A. Dumas, L. Lercher, C. D. Spicer, B. G. Davis, Chem. Sci. 2015, 6, 50-69.
T. Baumann, M. Hauf, F. Richter, S. Albers, A. Moglich, Z. Ignatova, N. Budisa, Int. J. Mol. Sci. 2019, 20.
C. C. Liu, P. G. Schultz, Annu. Rev. Biochem. 2010, 79, 413-444.
D. B. F. Johnson, C. Wang, J. F. Xu, M. D. Schultz, R. J. Schmitz, J. R. Ecker, L. Wang, ACS Chem. Biol. 2012, 7, 1337-1344.
J. N. Beyer, P. Hosseinzadeh, I. Gottfried-Lee, E. M. Van Fossen, P. Zhu, R. M. Bednar, P. A. Karplus, R. A. Mehl, R. B. Cooley, J. Mol. Biol. 2020, 432, 4690-4704.
N. Singh, A. Warshel, Proteins Struct. Funct. Bioinf. 2010, 78, 1705-1723.
W. Ren, T. M. Truong, H. W. Ai, Sci. Rep. 2015, 5.
H. S. Park, M. J. Hohn, T. Umehara, L. T. Guo, E. M. Osborne, J. Benner, C. J. Noren, J. Rinehart, D. Soll, Science 2011, 333, 1151-1154.
N. L. Pirman, K. W. Barber, H. R. Aerni, N. J. Ma, A. D. Haimovich, S. Rogulina, F. J. Isaacs, J. Rinehart, Nat. Commun. 2015, 6;
D. T. Rogerson, A. Sachdeva, K. H. Wang, T. Haq, A. Kazlauskaite, S. M. Hancock, N. Huguenin-Dezot, M. M. K. Muqit, A. M. Fry, R. Bayliss, J. W. Chin, Nat. Chem. Biol. 2015, 11, 496-503;
S. Lee, S. Oh, A. Yang, J. Kim, D. Soll, D. Lee, H. S. Park, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 5771-5775;
Angew. Chem. 2013, 125, 5883-5887;.
V. Beranek, C. D. Reinkemeier, M. S. Zhang, A. D. Liang, G. Kym, J. W. Chin, Cell Chem. Biol. 2018, 25, 1067-1074.
C. Hoppmann, A. Wong, B. Yang, S. W. Li, T. Hunter, K. M. Shokat, L. Wang, Nat. Chem. Biol. 2017, 13, 842-844.
X. Z. Luo, G. S. Fu, R. S. E. Wang, X. Y. Zhu, C. Zambaldo, R. H. Liu, T. Liu, X. X. Lyu, J. T. Du, W. M. Xuan, A. Z. Yao, S. A. Reed, M. C. Kang, Y. H. Zhang, H. Guo, C. H. Huang, P. Y. Yang, I. A. Wilson, P. G. Schultz, F. Wang, Nat. Chem. Biol. 2017, 13, 845-849.
E. Thinon, H. C. Hang, Biochem. Soc. Trans. 2015, 43, 253-261.
H. Neumann, S. M. Hancock, R. Buning, A. Routh, L. Chapman, J. Somers, T. Owen-Hughes, J. van Noort, D. Rhodes, J. W. Chin, Mol. Cell 2009, 36, 153-163.
S. W. Kim, K. J. Lee, S. Kim, J. Kim, K. Cho, H. S. Ro, H. S. Park, Bba-Gen Subjects 2017, 1861, 3030-3037.
H. Xiao, F. B. Peters, P. Y. Yang, S. Reed, J. R. Chittuluru, P. G. Schultz, ACS Chem. Biol. 2014, 9, 1092-1096.
A. Yang, S. Ha, J. Ahn, R. Kim, S. Kim, Y. Lee, J. Kim, D. Soll, H. Y. Lee, H. S. Park, Science 2016, 354, 623-626.
T. H. Wright, B. J. Bower, J. M. Chalker, G. J. L. Bernardes, R. Wiewiora, W. L. Ng, R. Raj, S. Faulkner, M. R. J. Vallee, A. Phanumartwiwath, O. D. Coleman, M. L. Thezenas, M. Khan, S. R. G. Galan, L. Lercher, M. W. Schombs, S. Gerstberger, M. E. Palm-Espling, A. J. Baldwin, B. M. Kessler, T. D. W. Claridge, S. Mohammed, B. G. Davis, Science 2016, 354, aag1465;
J. M. Chalker, S. B. Gunnoo, O. Boutureira, S. C. Gerstberger, M. Fernandez-Gonzalez, G. J. L. Bernardes, L. Griffin, H. Hailu, C. J. Schofield, B. G. Davis, Chem. Sci. 2011, 2, 1666-1676.
J. T. Guo, J. Y. Wang, J. S. Lee, P. G. Schultz, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 6399-6401;
Angew. Chem. 2008, 120, 6499-6501.
Y. Kato, PeerJ 2015, 3:e1247.
D. S. Tack, J. W. Ellefson, R. Thyer, B. Wang, J. Gollihar, M. T. Forster, A. D. Ellington, Nat. Chem. Biol. 2016, 12, 138-140.
H. Xiao, F. Nasertorabi, S. H. Choi, G. W. Han, S. A. Reed, R. C. Stevens, P. G. Schultz, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2015, 112, 6961-6966.
A. J. Rovner, A. D. Haimovich, S. R. Katz, Z. Li, M. W. Grome, B. M. Gassaway, M. Amiram, J. R. Patel, R. R. Gallagher, J. Rinehart, F. J. Isaacs, Nature 2015, 518, 89-93.
D. J. Mandell, M. J. Lajoie, M. T. Mee, R. Takeuchi, G. Kuznetsov, J. E. Norville, C. J. Gregg, B. L. Stoddard, G. M. Church, Nature 2015, 518, 55-60.
M. Koh, A. Yao, P. R. Gleason, J. H. Mills, P. G. Schultz, J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 16213-16216.
J. A. Fok, C. Mayer, Chembiochem 2020.
N. X. Wang, Y. Li, W. Niu, M. Sun, R. Cerny, Q. S. Li, J. T. Guo, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 4867-4871;
Angew. Chem. 2014, 126, 4967-4971.
Z. Yuan, N. X. Wang, G. B. Kang, W. Niu, Q. S. Li, J. T. Guo, ACS Synth. Biol. 2017, 6, 721-731.
L. L. Si, H. Xu, X. Y. Zhou, Z. W. Zhang, Z. Y. Tian, Y. Wang, Y. M. Wu, B. Zhang, Z. L. Niu, C. L. Zhang, G. Fu, S. L. Xiao, Q. Xia, L. H. Zhang, D. M. Zhou, Science 2016, 354, 1170-1173.
M. G. Hoesl, S. Oehm, P. Durkin, E. Darmon, L. Peil, H. R. Aerni, J. Rappsilber, J. Rinehart, D. Leach, D. Soll, N. Budisa, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 10030-10034;
Angew. Chem. 2015, 127, 10168-10172.
V. Kubyshkin, N. Budisa, Curr. Opin. Biotechnol. 2019, 60, 242-249.
Y. Zhang, J. L. Ptacin, E. C. Fischer, H. R. Aerni, C. E. Caffaro, K. S. Jose, A. W. Feldman, C. R. Turner, F. E. Romesberg, Nature 2017, 551, 644-647;
V. T. Dien, M. Holcomb, A. W. Feldman, E. C. Fischer, T. J. Dwyer, F. E. Romesberg, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 16115-16123.