Etiqueta HUH

Las endonucleasas HUH (HUH-tags) son proteínas de unión a ADN monocatenario (ssDNA) específicas de secuencia que se originan a partir de numerosas especies de bacterias y virus. ^[1] Las endonucleasas HUH virales están involucradas en el inicio de la replicación de círculo rodante, mientras que las de origen bacteriano inician la conjugación bacteriana . En biotecnología, se pueden utilizar para crear enlaces proteína-ADN, ^[2] similar a otros métodos como SNAP-tag . Al hacerlo, crean un enlace covalente 5' entre el ssDNA y la proteína. Las endonucleasas HUH se pueden fusionar con otras proteínas o usarse como etiquetas de proteínas .

El nombre HUH significa " histidina -histidina hidrofóbica", en referencia a los tres aminoácidos en el sitio activo de la endonucleasa. Algunos virus de ADN codifican una endonucleasa HUH que inicia la replicación en círculo rodante del genoma viral, y este proceso define el reino Monodnaviria . ^[3]

Tipos de endonucleasas HUH

Las endonucleasas HUH se dividen en dos categorías de enzimas : proteínas iniciadoras de replicación (Rep) o relaxasas /proteínas de movilización. Ambas contienen pequeños dominios proteicos que reconocen orígenes de replicación específicos de la secuencia o el origen de transferencia en el sitio en el que cortan el ADN. El dominio de corte de las Reps tiende a ser más pequeño, del orden de 10-20 kDa, mientras que los dominios de corte de las relaxasas son más grandes, de aproximadamente 20-40 kDa de tamaño. ^[2]

Modo de acción

Las endonucleasas HUH generalmente tienen dos residuos de histidina (H) en el sitio activo que coordinan un catión metálico ( Mg ²⁺ o Mn ²⁺ ) que interactúa con la cadena principal de fosfato del ADN. Estos residuos permiten un ataque nucleofílico , más comúnmente por una tirosina activada del fosfato escindible en la cadena principal del ADN, generando un enlace covalente 5' con el ssADN. A diferencia de otros enfoques de enlace de proteína-ADN, esta reacción ocurre en condiciones ambientales y no requiere modificaciones adicionales. La cristalografía de rayos X y las estructuras de RMN han proporcionado información sobre la especificidad de la secuencia de la unión del ADN. ^[4]^[5]

Aplicaciones

La relaxasa MobA se incorpora a la cápside viral del virus adenoasociado para unir un conjugado ADN-anticuerpo y dirigir el virus a tipos de células específicos ^[6]
La proteína Rep de PCV2 se fusionó con Cas9 para unir covalentemente una plantilla de reparación de ADN a Cas9, lo que resultó en una mayor reparación dirigida por homología en células humanas ^[7]
De manera similar al enfoque mencionado anteriormente, la relaxasa VirD2 de Agrobacterium se fusionó con Cas9, lo que permitió la unión de una plantilla de reparación de ADN para aumentar la reparación dirigida por homología en plantas ^[8].
La proteína Rep de PCV2 se fusionó con partículas similares a elastina (ELP) unidas a un aptámero de ADN Mucin-1 para administrar medicamentos a las células cancerosas ^[9]
Relajasas TraI, MobA y TrwC utilizadas en el ensamblaje ortogonal en nanoestructuras de ADN ^[10]
La proteína Rep de PCV2 se fusionó con la luciferasa vinculada a aptámeros de ADN que detectaron los niveles de trombina en una muestra ^[11]
"Editores de clic": proteína Rep de PCV2 fusionada a nCas9 y un fragmento de ADN polimerasa para permitir la edición genómica basada en plantillas ^[12]

Referencias

^ Chandler, Michael; de la Cruz, Fernando; Dyda, Fred; Hickman, Alison B.; Moncalian, Gabriel; Ton-Hoang, Bao (8 de julio de 2013). "Rompiendo y uniendo ADN monocatenario: la superfamilia de endonucleasas HUH". Nature Reviews Microbiology . 11 (8): 525–538. doi :10.1038/nrmicro3067. ISSN 1740-1526. PMC 6493337 . PMID 23832240.
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