分享一篇发表在J. Am. Chem. Soc.上的文章：Cell-Type-Specific Intracellular Protein Delivery with Inactivated Botulinum Neurotoxin，通讯作者是斯坦福大学的Alice Ting教授，其主要研究方向是蛋白质、DNA、RNA以及代谢物的空间时间定位等，开发了如TurboID等一系列有用的工具。将蛋白质或者多肽穿过细胞膜运送到活细胞中对于基础科学研究以及医学发展有着重要的意义。目前将大分子递送到胞质中的方法存在一些选择性差或者出现细胞毒性的问题，因此这里作者使用肉毒杆菌神经毒素，将其受体结合区域替换成纳米抗体，并在N端连接目的蛋白，从而实现了把目的蛋白递送到细胞膜的目的，并开发了一种可以检测递送是否成功的方法，证明了其可以特异性的把蛋白递送。肉毒杆菌毒素有三个结构域，作者把其有毒性的蛋白酶部分通过三个位点突变从而使其失去活性，在N端连接了目的蛋白，在C端连接纳米抗体，从而得到了工程化的肉毒杆菌毒素递送系统。首先作者需要测试其是否可以成功递送目的蛋白，作者想到把分裂荧光素酶互补系统应用在这里，即在目的细胞的胞质中表达荧光素酶系统中的LgBiT，把与其配对的HiBiT连接在肉毒杆菌毒素的N端，当LgBiT和HiBiT相遇就可以产生荧光，同时在C端连接GFP的纳米抗体，在细胞表面表达GFP后，于HEK293T细胞中证明了此系统可以使细胞通过内吞把货物蛋白运送到细胞内部。随后作者也把HiBiT更换成其他货物蛋白如Ras/Rap1特异性的内肽酶 (RRSP)，其可以切割Ras和Rap1阻断下游信号传播，作者通过实验证明了肉毒杆菌毒素系统可以把这个货物蛋白运送并且其可以正常发挥作用。最后，作者通过改变C末端的纳米抗体种类，在两种表达了GFP或EGFR的HEK293T细胞系的混合培养物中证明了C末端不同的纳米抗体可以特异性的孵育蛋白货物运送到指定的细胞中，表明了此方法的选择性。总之，作者开发了一种可以运送目的蛋白进入特定细胞的肉毒杆菌神经毒素系统。
本文作者：WXH
责任编辑：TZY
全文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c01145
文章引用：DOI: 10.1021/jacs.3c01145
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