Minimal amelogenin domain for enamel formation.
Minimal amelogenin domain for enamel formation.
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釉形成的最小釉原蛋白结构域。
DOI：
10.1007/s11837-021-04687-x
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发表时间：
2021-06
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Snead ML
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Geng S;Lei Y;Snead ML
釉原蛋白是最丰富的基质蛋白，引导牙釉质中羟基磷灰石的形成，牙釉质是覆盖脊椎动物牙齿的耐用生物陶瓷组织。在这里，我们试图基于体外数据提炼釉原蛋白结构域的结构-功能，该数据显示42个氨基酸的釉原蛋白衍生肽(ADP7)模拟羟基磷灰石的形成，类似于观察到的全长小鼠180个氨基酸的蛋白。在小鼠中，我们使用CRISPR-Cas9通过天然的釉原蛋白启动子只表达ADP7。分析表明，ADP7信使RNA在发育中的小鼠牙齿中表达，并形成一层薄薄的釉质。在体内，ADP7多肽部分取代了全长釉原蛋白及其几种蛋白亚型的功能。通过体外分析确定的蛋白质结构-功能关系可以使用CRISPR-Cas9在整个模型动物中部署，以验证最小蛋白质结构域的功能，该蛋白质结构域将被翻译为临床使用的牙釉质仿生剂。
Amelogenin is the most abundant matrix protein guiding hydroxyapatite formation in enamel, the durable bioceramic tissue that covers vertebrate teeth. Here, we sought to refine structure-function for an amelogenin domain based on in vitro data showing a 42 amino acid amelogenin-derived peptide (ADP7) mimicked formation of hydroxyapatite similar to that observed for the full-length mouse 180 amino acid protein. In mice, we used CRISPR-Cas9 to express only ADP7 by the native amelogenin promoter. Analysis revealed ADP7 messenger RNA expression in developing mouse teeth with the formation of a thin layer of enamel. In vivo, ADP7 peptide partially replaced the function of the full-length amelogenin protein and its several protein isoforms. Protein structure-function relationships identified through in vitro assays can be deployed in whole model animals using CRISPR-Cas9 to validate function of a minimal protein domain to be translated for clinical use as an enamel biomimetic.
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