蛋白質(zhì)間的相互作用構成了細胞生化反應網(wǎng)絡(luò )的一個(gè)主要組成部分,蛋白-蛋白互作網(wǎng)絡(luò )與轉錄調控網(wǎng)絡(luò )對調控細胞及其信號有重要意義。本文總結了七種蛋白質(zhì)相互作用的方法。
但這種方法有兩個(gè)缺陷:一是兩種蛋白質(zhì)的結合可能不是直接結合,而可能有第三者在中間起橋梁作用;二是必須在實(shí)驗前預測目的蛋白是什么,以選擇最后檢測的抗體,所以,若預測不正確,實(shí)驗就得不到結果,方法本身具有冒險性。
蛋白質(zhì)相互作用的類(lèi)型有牢固型相互作用和暫時(shí)型相互作用兩種。牢固型相互作用以多亞基蛋白復合體常見(jiàn),最好通過(guò)免疫共沉淀(Co-IP) 、Pull-down技術(shù)或Far-western法研究。Pull-down技術(shù)用固相化的、已標記的餌蛋白或標簽蛋白(生物素-、PolyHis-或GST-),從細胞裂解液中釣出與之相互作用的蛋白。通過(guò)Pull-down技術(shù)可以確定已知的蛋白與釣出蛋白或已純化的相關(guān)蛋白間的相互作用關(guān)系,從體外傳路或翻譯體系中檢測出蛋白相互作用關(guān)系。
酵母雙雜交系統是當前廣泛用于蛋白質(zhì)相互作用組學(xué)研究的一種重要方法。其原理是當靶蛋白和誘餌蛋白特異結合后,誘餌蛋白結合于報道基因的啟動(dòng)子,啟動(dòng)報道基因在酵母細胞內的表達,如果檢測到報道基因的表達產(chǎn)物,則說(shuō)明兩者之間有相互作用,反之則兩者之間沒(méi)有相互作用。將這種技術(shù)微量化、陣列化后則可用于大規模蛋白質(zhì)之間相互作用的研究。在實(shí)際工作中,人們根據需要發(fā)展了單雜交系統、三雜交系統和反向雜交系統等。此外,酵母雙雜交系統的作用也已擴展至對蛋白質(zhì)的鑒定。
在編碼噬菌體外殼蛋白基因上連接一單克隆抗體的DNA序列,當噬菌體生長(cháng)時(shí),表面就表達出相應的單抗,再將噬菌體過(guò)柱,柱上若含目的蛋白,就會(huì )與相應抗體特異性結合,這被稱(chēng)為噬菌體展示技術(shù)。此技術(shù)也主要用于研究蛋白質(zhì)之間的相互作用,不僅有高通量及簡(jiǎn)便的特點(diǎn),還具有直接得到基因、高選擇性的篩選復雜混合物、在篩選過(guò)程中通過(guò)適當改變條件可以直接評價(jià)相互結合的特異性等優(yōu)點(diǎn)。目前,用優(yōu)化的噬菌體展示技術(shù),已經(jīng)展示了人和鼠的兩種特殊細胞系的cDNA文庫,并分離出了人上皮生長(cháng)因子信號傳導途徑中的信號分子。
表面等離子共振技術(shù)(Surface Plasmon Resonance,SPR)已成為蛋白質(zhì)相互作用研究中的新手段。它的原理是利用一種納米級的薄膜吸附上“誘餌蛋白”,當待測蛋白與誘餌蛋白結合后,薄膜的共振性質(zhì)會(huì )發(fā)生改變,通過(guò)檢測便可知這兩種蛋白的結合情況。SPR技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是不需標記物或染料,反應過(guò)程可實(shí)時(shí)監控。測定快速且安全,還可用于檢測蛋白一核酸及其它生物大分子之間的相互作用。
熒光共振能量轉移(FRET )廣泛用于研究分子間的距離及其相互作用;與熒光顯微鏡結合,可定量獲取有關(guān)生物活體內蛋白質(zhì)、脂類(lèi)、DNA 和RNA 的時(shí)空信息。隨著(zhù)綠色熒光蛋白(GFP)的發(fā)展,FRET 熒光顯微鏡有可能實(shí)時(shí)測量活體細胞內分子的動(dòng)態(tài)性質(zhì)。提出了一種定量測量FRET效率以及供體與受體間距離的簡(jiǎn)單方法,僅需使用一組濾光片和測量一個(gè)比值,利用供體和受體的發(fā)射譜消除光譜間的串擾。該方法簡(jiǎn)單快速,可實(shí)時(shí)定量測量FRET 的效率和供體與受體間的距離,尤其適用于基于GFP 的供體受體對。