為了探究生物過程的分子機制,有必要確定介導(dǎo)該過程的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用。研究蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用的主要技術(shù)總結(jié)如下:
酵母雙雜交系統(tǒng)是廣泛應(yīng)用于蛋白質(zhì)相互作用組學(xué)研究的重要方法。其原理是,當(dāng)目標蛋白和誘餌蛋白特異性結(jié)合時,誘餌蛋白與報告基因的啟動子結(jié)合,啟動報告基因在酵母細胞中的表達。如果檢測到報告基因的表達產(chǎn)物,則說明兩者之間存在相互作用。效應(yīng),否則兩者之間不存在交互作用。該技術(shù)可用于微定量和陣列后的大規(guī)模蛋白質(zhì)相互作用研究。在實際工作中,根據(jù)需要又開發(fā)出了一混合系統(tǒng)、三混合系統(tǒng)和反混合系統(tǒng)。安格邁爾等人。設(shè)計了 SOS 蛋白介導(dǎo)的雙雜交系統(tǒng)??梢匝芯磕さ鞍椎墓δ埽S富了酵母二雜交系統(tǒng)的功能。此外,酵母二雜交系統(tǒng)的作用也已擴展到蛋白質(zhì)的鑒定。
單克隆抗體的 DNA 序列與編碼噬菌體外殼蛋白的基因相連。當(dāng)噬菌體生長時,相應(yīng)的單克隆抗體在表面表達,然后噬菌體通過柱。如果柱中含有目標蛋白,它將特異于相應(yīng)的抗體。結(jié)合起來,這稱為噬菌體展示技術(shù)。這項技術(shù)也主要用于研究蛋白質(zhì)之間的相互作用。它不僅具有高通量、簡單的特點,還具有直接獲取基因、高選擇性篩選復(fù)雜混合物、通過篩選過程中適當(dāng)改變條件直接評價相互作用等優(yōu)點。結(jié)合的特異性。目前,利用優(yōu)化的噬菌體展示技術(shù),展示了人和小鼠兩種特殊細胞系的cDNA文庫,分離出了人上皮生長因子信號通路中的信號分子。
表面等離子共振(SPR)已成為蛋白質(zhì)相互作用研究的新方法。其原理是利用納米級薄膜吸附“餌料蛋白"。當(dāng)待測蛋白與誘餌蛋白結(jié)合時,薄膜的共振特性會發(fā)生變化,通過檢測即可得知兩種蛋白的結(jié)合情況。 SPR技術(shù)的優(yōu)點是不需要標記或染料,并且可以實時監(jiān)控反應(yīng)過程。該檢測快速、安全,還可用于檢測蛋白質(zhì)-核酸和其他生物大分子的相互作用。
熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)廣泛用于研究分子間距離及其相互作用;與熒光顯微鏡相結(jié)合,可以定量獲得生物體中蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、DNA和RNA的時空信息。隨著綠色熒光蛋白(GFP)的發(fā)展,F(xiàn)RET熒光顯微鏡有潛力實時測量活細胞中分子的動態(tài)特性。提出了一種定量測量 FRET 效率和供體與受體之間距離的簡單方法,僅使用一組濾光片并測量比率,利用供體和受體的發(fā)射光譜來消除光譜串?dāng)_。該方法簡單快速,可以實時定量測量FRET效率和供受體距離,特別是對于基于 GFP 的供體-受體對。
蛋白質(zhì)芯片技術(shù)的出現(xiàn)給蛋白質(zhì)組學(xué)研究帶來了新的思路。蛋白質(zhì)組學(xué)研究的主要內(nèi)容之一是研究不同生理狀態(tài)下蛋白質(zhì)水平的數(shù)量變化。小型化、集成化、高通量的抗體芯片是一個非常好的研究工具,也是芯片中發(fā)展最快的芯片。而且技術(shù)已經(jīng)越來越成熟。其中一些抗體芯片已經(jīng)開發(fā)用于臨床應(yīng)用,例如腫瘤標志物抗體芯片,還有許多已經(jīng)應(yīng)用于各個領(lǐng)域。
免疫共沉淀是主要用于研究蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用的技術(shù)。金黃色葡萄球菌蛋白A(SPA),如果細胞內(nèi)有靶蛋白與目的蛋白結(jié)合,就可以形成這樣的復(fù)合物:“靶蛋白-目的蛋白-抗目的蛋白抗體-SPA\|Pansobin" ",由于 SPA\|Pansobin 相對較大,因此在離心過程中復(fù)合物被分離出來。通過變性聚丙烯酰胺凝膠電泳分離復(fù)合物的四種成分。然后,通過Western blotting方法,使用抗體檢測目標蛋白是什么以及是否是預(yù)測蛋白。該方法獲得的目的蛋白與細胞內(nèi)的目的蛋白自然結(jié)合,符合體內(nèi)實際情況,獲得的蛋白可靠性高。但這種方法有兩個缺點:一是兩種蛋白質(zhì)的結(jié)合可能不是直接的,而是有第三方充當(dāng)中間的橋梁;二是實驗前必須對目標蛋白進行預(yù)測,以選擇最終的檢測抗體,因此如果預(yù)測不正確,實驗就不會得出結(jié)果,而且方法本身也存在風(fēng)險。
蛋白質(zhì)相互作用有兩種類型:牢固相互作用和瞬時相互作用。強相互作用在多亞基蛋白質(zhì)復(fù)合物中很常見,最好通過免疫共沉淀 (Co-IP)、Pull-down 技術(shù)或 Far-western 方法進行研究。 Pull-down 技術(shù)使用固定的、標記的誘餌或標簽蛋白(生物素、PolyHis 或 GST)從細胞裂解物中撈出相互作用的蛋白質(zhì)。 Pull-down技術(shù)可以確定已知蛋白質(zhì)與提取的蛋白質(zhì)或純化的相關(guān)蛋白質(zhì)之間的相互作用,并從體外途徑或翻譯系統(tǒng)檢測蛋白質(zhì)相互作用。