Учёные представили улучшенную версию инструмента SNAP-tag2 для быстрой и яркой маркировки белков

Автор: Nature Chemical Biology (2025). DOI: 10.1038/s41589-025-01942-z

Самомаркирующиеся белковые метки, такие как SNAP-tag, позволяют прикреплять яркие и фотостабильные синтетические флуорофоры к целевым белкам для последующего анализа и широко используются в биохимии. Учёные из Института медицинских исследований Макса Планка в Гейдельберге разработали значительно улучшенную версию под названием SNAP-tag2, а также оптимизированные субстраты для более быстрой маркировки в живых клетках.

Исследование опубликовано в журнале Nature Chemical Biology.

«SNAP-tag изначально был разработан на основе человеческого фермента репарации ДНК. Дальнейшая модификация уже значительно изменённого белка стала одной из самых сложных задач», — говорит Штефани Кюн, руководившая проектной группой, в которую также вошли учёные из Института Макса Планка, включая Жюльена Ибло, Веселина Насуфовича и директора Кая Йонссона, а также команда из Университета Гронингена.

«Кроме того, мы хотели найти субстратное ядро, которое хорошо работает в клетках с различными присоединёнными флуорофорами. Мы решили использовать комбинацию оптимизации субстрата и белковой инженерии для разработки SNAP-tag2».

Повышенная реактивность

Применение широко используемого SNAP-tag в исследованиях живых клеток может быть ограничено относительно медленной кинетикой маркировки и низкой проницаемостью его субстратов для клеток. Учёные из Института Макса Планка нашли решение этой проблемы. SNAP-tag2 быстро реагирует с новыми клеточно-проницаемыми субстратами: скорость маркировки у него в 100 раз выше по сравнению с аналогичными парами SNAP-tag–субстрат.

Более эффективная флуоресцентная маркировка в живых клетках

SNAP-tag2 обладает и другими преимуществами. При маркировке высокофлуорогенными красителями он демонстрирует 5-кратное увеличение яркости флуоресценции по сравнению с текущей версией SNAP-tag. Улучшенная кинетика маркировки и яркость SNAP-tag2 значительно повышают его эффективность в клетках млекопитающих и дрожжей. Это также позволяет использовать методы микроскопии сверхвысокого разрешения, такие как STED-микроскопия, и работать с другими типами клеток, которые обычно плохо поддаются химической маркировке, например, дрожжевыми клетками.

«SNAP-tag2 вместе с улучшенными субстратами превосходит предыдущие версии SNAP-tag во всех протестированных нами приложениях, и мы надеемся, что он также покажет отличные результаты in vivo», — говорит Кюн.

Команда ожидает, что улучшения, внесённые в SNAP-tag2, расширят возможности этого уже широко используемого инструмента для визуализации живых клеток и других применений в науках о жизни. Кроме того, SNAP-tag2 открывает новые возможности для многокрасочной визуализации.

Дополнительная информация: Stefanie Kühn et al, SNAP-tag2 for faster and brighter protein labeling, Nature Chemical Biology (2025). DOI: 10.1038/s41589-025-01942-z

Источник: Общество Макса Планка