蛋白質(zhì)相互作用技術(shù)研究的幾種技術(shù)

關(guān)于蛋白質(zhì)相互作用技術(shù)研究的幾種技術(shù)酵母雙雜交谷胱苷肽-S-轉(zhuǎn)移酶沉淀試驗(GST-pulldown）免疫共沉淀雙分子熒光互補技術(shù)(BIFC)生物發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移（ＢＲＥＴ）技術(shù)常用蛋白質(zhì)相互作用的研究技術(shù)第2頁,共19頁，星期六，2024年，5月一、細菌雙雜交系統(tǒng)

Two-hybridsystem是90年代初發(fā)展起來的新方法，可用于分離能與已知靶蛋白質(zhì)（targetprotein）相互作用的基因。基本原理：

真核生物的轉(zhuǎn)錄因子大多是由兩個結(jié)構(gòu)上分開、功能上獨立的結(jié)構(gòu)域組成的,如GAL4（酵母轉(zhuǎn)錄激活蛋白Gal4的基因）。這兩個結(jié)構(gòu)域各具功能，互不影響。但一個完整的激活特定基因表達的激活因子必須同時含有這兩個結(jié)構(gòu)域，否則無法完成激活功能。第3頁,共19頁，星期六，2024年，5月

酵母激活因子GAL4：N端：147個氨基酸組成的DNA結(jié)合域(BD)，C端：113個氨基酸組成的轉(zhuǎn)錄激活域(AD)。GAL4分子的DNA結(jié)合域可以和上游激活序列(upstreamactivatingsequence，UAS)結(jié)合，而轉(zhuǎn)錄激活域則能激活UAS下游的基因進行轉(zhuǎn)錄。組成部分：（1）與BD融合的蛋白表達載體，被表達的蛋白稱誘餌蛋白（bait）；（2）與AD融合的蛋白表達載體，被其表達的蛋白稱靶蛋白（prey）；（3）帶由一個或多個報告基因的宿主菌株。

第4頁,共19頁，星期六，2024年，5月第5頁,共19頁，星期六，2024年，5月BDACOOHADBNH2

COOH共轉(zhuǎn)化+BDAADGal4Gal4PromoterReporterNH2Gal4Gal4B第6頁,共19頁，星期六，2024年，5月酵母雙雜交基本過程舉例第7頁,共19頁，星期六，2024年，5月二、谷胱苷肽-S-轉(zhuǎn)移酶沉淀試驗

(GST-pulldown）原理GST-融合蛋白GSTXY谷胱甘肽-瓊脂糖球珠細胞裂解物

tube4℃下孵育2h

GSTXY+第8頁,共19頁，星期六，2024年，5月GSTpulldown實驗流程（1）

Glutathione瓊脂糖珠預(yù)處理。（2）GST融合蛋白掛柱：取適量GST-融合蛋白與10μl已經(jīng)處理過的beads置于1.5ml離心管中，4℃,搖床孵育過夜。（3）孵育過夜的蛋白質(zhì)與beads的混合液于4℃,500g離心5min，上清收集，觀察融合蛋白是否飽和地掛在beads上，用1ml冰冷的細胞裂解緩沖液洗三次beads。（4）將菌體用溶菌酶處理，之后破碎細菌壁，最大轉(zhuǎn)速4℃離心20min,收集上清液。（5）將細胞裂解液上清加入beads中，混勻，4℃，搖床3h。（6）3h后，用冰冷的細胞裂解緩沖液洗三次。（7）加15μl2×SDS上樣緩沖液，煮沸5min.（8）SDS,WesternBlot或質(zhì)譜儀分析。第9頁,共19頁，星期六，2024年，5月免疫共沉淀（Co-Immunoprecipitation）是以抗體和抗原之間的專一性作用為基礎(chǔ)的用于研究蛋白質(zhì)相互作用的經(jīng)典方法。是確定兩種蛋白質(zhì)在完整細胞內(nèi)生理性相互作用的有效方法。當(dāng)細胞在非變性條件下被裂解時，完整細胞內(nèi)存在的許多蛋白質(zhì)－蛋白質(zhì)間的相互作用被保留了下來。當(dāng)用預(yù)先固化在argarosebeads上的蛋白質(zhì)A的抗體免疫沉淀A蛋白，那么與A蛋白在體內(nèi)結(jié)合的蛋白質(zhì)B也能一起沉淀下來。再通過蛋白變性分離，對B蛋白進行檢測，進而證明兩者間的相互作用。三、免疫共沉淀原理第10頁,共19頁，星期六，2024年，5月三、免疫共沉淀原理第11頁,共19頁，星期六，2024年，5月免疫共沉淀實驗流程（1）將菌體用溶菌酶處理，冰上裂解30min,之后破碎細菌壁，最大轉(zhuǎn)速4℃離心30min,收集上清液。冰上裂解30min,（2）取少量裂解液以備Westernblot分析，剩余裂解液加1μg相應(yīng)的抗體加入到細菌裂解液，4°C緩慢搖晃孵育過夜。（3）取10μlproteinA瓊脂糖珠，用適量裂解緩沖液洗3次，每次3,000rpm離心3min。（4）將預(yù)處理過的10μlproteinA瓊脂糖珠加入到和抗體孵育過夜的細胞裂解液中4°C緩慢搖晃孵育2-4h，使抗體與proteinA瓊脂糖珠偶連。（5）免疫沉淀反應(yīng)后，在4°C以3,000rpm速度離心3min，將瓊脂糖珠離心至管底。將上清小心吸去，瓊脂糖珠用1ml裂解緩沖液洗3－4次。最后加入15μl的2×SDS上樣緩沖液，沸水煮5分鐘。（6）SDS,Westernblotting或質(zhì)譜儀分析.第12頁,共19頁，星期六，2024年，5月四、雙分子熒光互補技術(shù)(bimolecular

fluorescencecomplementation,BIFC)

BiFC技術(shù)是將熒光蛋白（GFP、YFP、CFP）分割成兩個不具有熒光活性的分子片段，再分別與目標(biāo)蛋白連接。如果兩個目標(biāo)蛋白因為有相互作用而接近，就使得熒光蛋白的兩個分子片段在空間上相互靠近，重新形成活性的熒光基因而發(fā)出熒光。在熒光顯微鏡下，就能直接觀察到兩目標(biāo)蛋白是否具有相互作用，對研究蛋白質(zhì)相互作用有重要意義。

第13頁,共19頁，星期六，2024年，5月第14頁,共19頁，星期六，2024年，5月BIFC的優(yōu)勢

在最接近活細胞生理狀態(tài)的條件下觀察到其相互作用的蛋白發(fā)生的時間、位置、強弱、所形成蛋白復(fù)合物的穩(wěn)定性，以及細胞信號分子對其相互作用的影響等。第15頁,共19頁，星期六，2024年，5月五、生物發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移（ＢＲＥＴ）技術(shù)

ＢＲＥＴ技術(shù)是近年來出現(xiàn)的一種新的檢測蛋白質(zhì)－蛋白質(zhì)相互作用的技術(shù)。是建立在非輻射能量轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)上，在一個發(fā)光或熒光供體發(fā)光酶（lux）和一個熒光受體（如綠色熒光蛋白GＦＰ）之間會發(fā)生能量轉(zhuǎn)移。供體發(fā)光酶在相應(yīng)底物存在時發(fā)射光波。能量受體是熒光蛋白，在一定波長范圍內(nèi)吸收光波，并在一定的波長范圍內(nèi)發(fā)射光波。將兩個目的蛋白分別和供體和受體形成融合蛋白，兩個目的蛋白之間距離足夠近并發(fā)生相互作用，即可檢測到ＢＲＥＴ信號。第16頁,共19頁，星期六，2024年，5月第17頁,共19頁，星期六，2024年，5月蛋白質(zhì)之間相互作用以及通過相互作用而形成的蛋白復(fù)合物是細胞