双分子荧光互补技术

双分子荧光互补（bimolecular fluorescence complementation, BiFC）是近年发展起来的用于体内或体外检测蛋白质相互作用的一项新技术.该技术是将荧光蛋白在合适的位点切开形成不发荧光的2个片段,这2个片段借助融合于其上的目标蛋白的相互作用,彼此靠近,重新形成能具有活性的荧光蛋白.BiFC方法简单直观,既可以检测蛋白之间的相互作用,也可以定位相互作用蛋白质的位点.多色BiFC系统共用或与荧光共振能量转移（FRET）技术联用,还可以检测细胞内多个蛋白质的相互作用.     

酵母双杂交系统

酵母双杂交系统是研究细胞内蛋白质之间相互作用的一种分子遗传学技术,用已知的蛋白质作为诱饵来筛选其可以相互作用的伙伴蛋白。本文简要叙述了酵母双杂交系统的原理、基本方法,以及这个技术的发展和应用。     

双分子荧光互补技术及其在蛋白质相互作用研究中的应用

双分子荧光互补(bimolecularfluorescencecomplementation,BiFC)分析技术,是由Hu等在2002年最先报道的一种直观、快速地判断目标蛋白在活细胞中的定位和相互作用的新技术.该技术巧妙地将荧光蛋白分子的两个互补片段分别与目标蛋白融合表达,如果荧光蛋白活性恢复则表明两目标蛋白发生了相互作用.其后发展出的多色荧光互补技术(multicolorBiFC),不仅能同时检测到多种蛋白质复合体的形成,还能够对不同蛋白质间产生相互作用的强弱进行比较.目前,该技术已用于转录因子,G蛋白βγ亚基的二聚体形式,不同蛋白质间产生相互作用强弱的比较以及蛋白质泛素化等方面的研究工作上.     

双杂交扩展技术——报告蛋白片段互补及功能重建技术的应用与展望

报告蛋白片段互补及功能重建技术是对传统的酵母双杂交技术的改进。其原理是将报告蛋白分割成两个没有功能的片段,分别与两个待检测的蛋白质融合,如果待检测的两个蛋白质能够发生相互作用,就可以使报告蛋白的两个片段发生互补,从而使其功能得以重建。这一技术在检测方法和适用的细胞类型上都对酵母双杂交系统进行了扩展。     

基于质谱技术的蛋白质互作研究进展

蛋白质作为生命活动的执行者,其功能往往体现在与其他蛋白质的相互作用中,研究蛋白-蛋白相互作用对于人们深入了解和预防传染病、靶向治疗多基因疾病、阐明蛋白质的分子作用机制及各种复杂的生命现象具有重要意义。目前,有多种技术被用来研究蛋白间的相互作用,研究难点在于实时捕获瞬时或弱蛋白质间的相互作用,质谱技术（mass spectrometry, MS）可在某种程度上解决该难点。由于质谱技术可研究简单的蛋白质复合物再到大规模的蛋白质组实验,基于质谱技术研究蛋白质间相互作用被越来越多地应用于科学研究中。综述了蛋白质间相互作用检测方法的研究进展,重点介绍了氢氘交换质谱法和化学交联质谱法研究蛋白质间相互作用的优缺点及其应用,最后对基于质谱技术研究蛋白质间相互作用进行了总结与展望,以期为深入开展相关研究提供借鉴。     

一种通过GFP结合蛋白强化三分子荧光互补方法的建立

[目的]将改造后的GFP(super-fold GFP,简写为sf GFP)作为三分子荧光互补技术的基础,通过应用多种GFP结合蛋白(GFP binding protein,GBP),筛选并验证可强化荧光互补作用的GFP结合蛋白。[方法]将sf GFP拆分为三部分(GFP1-9,GFP10和GFP11),建立GFP三分子荧光互补技术体系,利用多种GFP结合蛋白对GFP三分子荧光互补技术进行试验,通过观察荧光变化筛选可强化荧光互补作用的GFP结合蛋白。[结果]发现DARPin-GFP、GFP-enhancer和Nbsf GFP这三种GFP结合蛋白能够与GFP共定位并对GFP三分子重组装有增强效果,其中GFP-enhancer与Nbsf GFP增强效果约为原荧光强度4倍,DARPin-GFP约为2倍。[结论]GFP结合蛋白可作为一种新手段,使以GFP三分子荧光互补技术为基础的蛋白质-蛋白质相互作用研究的检测效率和灵敏度得到提高。     

双分子荧光互补技术在神经系统变性疾病蛋白质寡聚化研究中的应用

神经系统变性疾病(ND)的病理特征是蛋白质聚集在细胞内或细胞外形成异常的堆积体而导致神经毒性。双分子荧光互补技术(Bi FC)是研究ND相关蛋白质寡聚化分子机制的重要工具。与其他技术不同的是,Bi FC不但可以在生理环境中对蛋白质-蛋白质之间的相互作用进行可视化检测,而且能够提供详细的亚细胞定位信息。本文通过综述Bi FC技术的原理、优缺点及其在ND研究领域中的应用进展,探讨该技术对揭示寡聚体和包涵体形成原因方面的潜力,为神经系统疾病开发新的治疗策略提供重要参考。     

用于蛋白质间相互作用研究的新型双杂交系统

近年来,一些不依赖于转录因子活性的新型双杂交系统相继建立,如分离的泛素系统、蛋白质片段互补分析、阻遏物重构分析和SOS恢复系统等。同利用转录因子活性的酵母双杂交系统相似,这些方法也利用了一些活性蛋白的结构与功能特点来研究蛋白质间相互作用,这些活性蛋白不是转录因子,但也可在结构上进行分离可通过重构使其生物活性得以恢复。由于这些新型双杂交系统的各自特点,使得它们成为酵母双杂交系统的有益补充和研究蛋白质间相互作用的有力工具。     

连接酶介导的生物分子检测技术

连接酶可以催化寡核苷酸模板上2条单链在缺口处形成磷酸二酯键。这种在缺口处需要单核苷酸互补的化学反应特性催生了连接酶介导的生物分子检测技术。在过去20年中,该技术已成功应用于对已知或未知点突变、小片段核酸插入或缺失、DNA甲基化、大规模单核苷酸多态性(SNP)分型,蛋白质-蛋白质相互作用、蛋白质-DNA相互作用的检测以及分析。同时,连接反应通过整合进入其它生物技术,在生物分子检测中取得了更大的进展。这些新的方法经过多重杂交和酶学反应后,仍能保持很高的检测准确性,并为整个检测反应提供了内在的质量控制校核。以下综述了基于连接酶的生物分子检测技术。     

HSP70分子伴侣系统研究进展

综述了HSP70分子伴侣系统的晶体结构、功能及作用机理方面的研究进展.HSP70分子伴侣能够帮助细胞内新生蛋白的折叠和跨膜运输、蛋白质多聚体结构的装配和解装配,并能在胁迫下维持蛋白质的特殊构象,防止未折叠的蛋白质变性和使聚集的蛋白质溶解复性.所有这些活性均依赖于ATP调节的HSP70与底物蛋白中的疏水片段的相互作用.     

功能蛋白微阵列的作用

对蛋白质阵列的两大功能—分子识别和酶活测定进行了阐述.其中前者包括蛋白质-D N A间的相互作用、蛋白质-蛋白质复合体的相互作用、蛋白质-小分子之间的相互作用;后者包括阵列蛋白作为底物来测酶活、阵列蛋白作为酶的酶活.     

利用酵母双杂交系统在人脑cDNA文库中筛选与禽流感病毒核蛋白相互作用的蛋白质

禽流感病毒核蛋白 (NP) 在病毒的转录、复制以及决定病毒的宿主特异性方面都具有重要作用。通过酵母双杂交系统筛选与核蛋白相互作用的蛋白,为进一步了解NP蛋白与细胞内蛋白质的相互关系以及流感病毒与宿主的相互关系奠定基础。应用酵母双杂交系统,构建NP诱饵质粒,进而筛选人脑cDNA文库,寻找可能与禽流感病毒NP相互作用的蛋白质。经过酵母双杂交共验证,得到7个与NP相互作用的阳性克隆。该结果为深入了解病毒复制的分子机理及其在蛋白质水平上与宿主蛋白的相互作用关系提供了线索。     

蛋白酪氨酸磷酸酶-PEST在生理调节及相关疾病中的作用

蛋白质分子中酪氨酸残基可逆性的磷酸化是细胞内信号分子传导的基本方式。两类作用相反的酶参与磷酸化的调节:蛋白酪氨酸激酶(protein tyrosinekinase,PTK)和蛋白酪氨酸磷酸酶(protein tyrosine phosphatase,PTP)。含脯氨酸-谷氨酸-丝氨酸-苏氨酸(P-E-S-T)结构域的蛋白酪氨酸磷酸酶(PTP-PEST)属于非受体型酪氨酸磷酸酶类,其本身能与多种蛋白质相互作用,并在细胞迁移、免疫细胞活化和胚胎发育等生理过程中发挥重要作用。本文对PTP-PEST的结构特点、生理功效、介导的信号传导途径和近年来PTP-PEST在疾病中的作用作一综述。     

生物质谱在蛋白-蛋白相互作用研究中的应用

生物体中的蛋白质通常是通过与其它蛋白质相互作用来发挥功能,因此研究蛋白-蛋白相互作用对于阐明蛋白质的分子作用机理乃至细胞的生命过程具有重要意义。目前研究蛋白-蛋白相互作用的手段有多种,近年随着生物质谱技术的飞速发展,以质谱为工具来研究蛋白质相互作用的方法得到越来越广泛的应用。本文主要介绍利用质谱技术来研究蛋白质相互作用的方法,总结前人的一些研究成果并进行展望。     

两种实验技术在蛋白质-蛋白质相互作用检测中的应用

蛋白质是生命活动的主要承担者。蛋白质种类繁多,结构多样,具有十分广泛的生物学功能,可作为载体蛋白、酶蛋白和信号肽等参与调控细胞内的各种代谢活动。生物体内蛋白质与其他分子的相互作用,尤其是蛋白质-蛋白质之间的相互作用,是蛋白质行使这些重要生物学功能的基础。通过研究可以相互作用的蛋白质形成的各种复合体,对揭示蛋白质的功能,更清楚地阐明细胞生长、发育、分化和凋亡的生命活动规律,为重大疾病的预防、治疗和新药开发提供了理论基础。目前科研工作者在基于分子生物学、生物化学、微生物学和生物物理学的基础上已经发展出了许多蛋白质相互作用的研究技术,本文着重对现有研究方法中的生物膜干涉技术和微量热泳动技术进行介绍和综述。     

胃癌相关新蛋白Raf激酶抑制蛋白相互作用蛋白质的鉴定

Raf激酶抑制蛋白(RKIP)的异常表达在胃癌的发生发展中起重要的作用,为了阐明其作用机制,应用脂质体将RKIP-3xFLAG-pcDNA3.1质粒转染至SGC7901细胞,建立RKIP-3xFLAG高表达的SGC7901细胞;并利用3xFLAG标签的亲和层析技术联合质谱分析,分离、鉴定与RKIP相互作用的蛋白质,并应用免疫共沉淀联合Western-blot进一步验证质谱结果．共鉴定出66个RKIP相互作用蛋白质,功能分类包括蛋白质代谢酶类、生物氧化相关酶类,细胞骨架蛋白、分子伴侣、信号转导相关蛋白、酶解相关蛋白等．并首次证实14-3-3蛋白与RKIP存在相互作用．为阐明RKIP在胃癌发生发展中的作用机制提供了重要的线索,为胃癌的早期诊治及预后监测提供了新的靶点．     

GST pull-down联合质谱鉴定BAG结构域相互作用蛋白

目的:BAG结构域(BAG domain,BD)为BAG家族蛋白的基本功能结构域,通过对BAG家族蛋白6个成员的9个BDs的相互作用蛋白进行分析,以探明不同BD相互作用蛋白的异同点并为研究BAG家族蛋白多样性生物功能的分子机制提供理论依据。方法:构建p-GEX-4T2-BDs重组子并转化E.coli BL21(DE3)经IPTG诱导表达GST-BDs融合蛋白并纯化。采用GST pulldown技术联合高效液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)的策略对BDs相互作用蛋白进行定性定量分析。最后,用DAVID(The Database for Annotation,Visualization and Intergrated Discovery)和cytoscape对BDs相互作用蛋白进行GO(Gene Ontology)功能分析及KEGG(Kyoto Enyoolpedia of Genes and Genomes)通路分析。结果:在Hela细胞的胞浆蛋白中总共鉴定到370个潜在的BDs相互作用蛋白,主要为核糖体蛋白(ribosomal proteins)、翻译起始因子(Eukaryotic translation initiation factors)、翻译延长因子(Eukaryotic translation elongation factors)、泛素化-蛋白酶体相关蛋白(ubiquitin-proteasome associated proteins)及HSP40家族蛋白。GO功能富集分析结果显示,BDs相互作用蛋白涉及多种生物学功能,包括细胞内蛋白质质量控制(protein quality control)、糖代谢(glycolysis)、免疫调控(immune response)、应激反应(stress response)、细胞周期(cell cycle)等。KEGG通路分析结果表明BDs相互作用蛋白参与多条细胞内重要的信号通路,包括FGF信号通路(FGF signaling pathway)、EGF受体信号通路(EGF receptor signaling pathway)、PDGF信号通路(PDGF signaling pathway)、Ras通路(Ras pathway)等。结论:BAG家族蛋白不同成员的BD所介导的蛋白-蛋白相互作用既有共性又有特异性,BAG家族蛋白通过BDs介导多种蛋白相互作用并参与细胞内多条重要的信号通路来调控细胞内蛋白质稳态、糖代谢、免疫反应、应激反应、细胞周期等过程。     

酵母杂交系统的改进与研究进展

蛋白-蛋白相互作用在细胞生命活动中起着关键的作用。后基因组时代主要是研究蛋白的功能,通过研究蛋白的相互作用及其图谱的构建来了解蛋白的功能。研究蛋白-蛋白相互作用的方法很多,酵母杂交是最常用的检测体内蛋白-蛋白相互作用的敏感系统。随着人们对该系统的广泛应用。这一系统得到了不断的完善及改进,并广泛应用于蛋白-蛋白、蛋白质-RNA、蛋白质-DNA以及其他的小分子间相互作用的研究。拟就酵母杂交系统的原理、改进、发展及应用做一综述。     

药物靶标配体高通量筛选的亲和质谱技术研究

疾病相关的药物靶标蛋白与小分子化合物的亲和作用研究是当今新药研发的热点领域,基于靶蛋白与配体亲和作用的筛选技术已成为与基于靶蛋白活性高通量筛选技术高度互补的药物先导化合物发现关键技术。本文综述了亲和质谱技术用于筛选和检测指定靶蛋白的小分子配体的基本原理和主要优势,详细介绍了该技术应用于大规模化合物库筛选、分子片段库筛选、天然产物粗提物筛选和蛋白质与胞内代谢物相互作用研究领域的主要进展。     

生物分子相互作用分析技术应用实例（二）——多聚物和转录蛋白的研究

BIA技术(biomolecular interaction analysis)即生物分子相互作用分析技术的应用范围相当广泛.这里介绍利用BIAcore研究信号传导中各蛋白质之间的相互作用及多聚物的形成及机理以及转录调节蛋白与启动子（DNA）的研究.