蛋白质相互作用分析方法

蛋白质-蛋白质相互作用是细胞结构和功能的基础。据估计,超过80%的蛋白质不是单独作用,而是在复合物中作用。PPIs的分析可以帮助我们理解细胞的组织、过程和功能。PPIs分析可能发现已知蛋白的独特和不可预见的功能作用。它可以通过关联已知的蛋白质来发现之前未知的蛋白质。

有很多方法可以研究ppi,并且每种方法都有自己的优点和缺点。这些PPI检测方法可分为三类,包括在体外在活的有机体内,在网上方法。为了验证、描述和确认ppi,我们经常结合不同的技术。由于用于研究PPIs的方法太多,无法在这里进行描述,所以我们将重点关注一些常见的方法。

分析蛋白质相互作用的常用方法

Co-immunoprecipitation (Co-IP)

完整蛋白复合物的免疫沉淀被认为是共同免疫沉淀。在Co-IP中,蛋白质以其固有形式存在于细胞成分的复杂混合物中。其原理是,用特异性抗体靶向已知蛋白,可以拉动整个蛋白复合物,从而识别出复合物中的未知成员。它适用于参与复合物的蛋白质紧密结合。免疫沉淀实验揭示了直接和间接的相互作用,因此结果可能表明两个蛋白质直接相互作用,也可能通过一个或多个桥接分子相互作用。

下拉试验

下拉分析是co-IP的一种常见变体,可用于确定两个或多个蛋白质之间的物理相互作用,并作为初始筛选分析来识别之前未知的PPIs。在拉下试验中,一个纯化和标记的蛋白质作为诱饵蛋白结合任何相互作用的蛋白质被固定在一个特定于配体的亲和配体上。常用的标签包括gst标签、his标签和生物素标签。当细胞裂解液与固定的诱饵蛋白一起孵育时,与诱饵蛋白结合的蛋白质可以被捕获并“拉下”。

标签转移分析

劳工转移已被广泛用于筛选或确认PPI。事实上,标签转移对于识别用其他体外检测策略难以捕获的短暂或微弱的质子泵抑制剂非常有价值。在这种方法中,将感兴趣的蛋白质用标记转移试剂(LTR,由标记自由基和光反应基团组成)进行标记。交联反应后,标签被转移到相互作用的伙伴,并允许多种方法进行测定,如western blot分析、蛋白序列分析和质谱分析。

蛋白质组尺度相互作用组图的方法

在蛋白质组学规模上绘制蛋白质-蛋白质相互作用图,揭示了细胞生物学基础上的大分子连接。虽然有许多方法检测PPIs,但只有少数方法能够实现高通量映射。酵母双杂交(Y2H)二元定位和共复合物关联亲和纯化、质谱联用(AP-MS)或质谱共分馏(CO-FRAC)可适用于系统地调查整个蛋白质组,每种技术都有其固有的优点和局限性。

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图1所示。高通量蛋白质组-蛋白质相互作用的系统实验方法示意图。(卡法雷利, 2017)

  1. 酵母双杂交二元图谱。它通过转录因子的重组来检测两个蛋白质之间的直接物理相互作用,激活报告基因的表达,并促进酵母细胞在适当选择的培养基上的生存。
  2. 亲和纯化和质谱分析。该方法将抗原表位标签融合到饵料蛋白中,并纯化与饵料蛋白相关的蛋白,用质谱法进行鉴定。
  3. 共分馏和质谱分析。它不需要外源引入orf或蛋白质标签。对细胞提取物进行色谱和其他生化分离方法,生成成百上千的馏分,然后用质谱分析。

蛋白质相互作用数据库

蛋白质相互作用可以产生大量的实验数据。因此,需要建立计算机可读的生物数据库来组织和处理数据。在下表中,我们介绍了一些常用的蛋白质-蛋白质相互作用数据库。

表1。常用的蛋白质相互作用数据库

的名字 URL 描述
BioGRID http://thebiogrid.org/ BioGRID是一个交互存储库,存档和传播来自模型生物和人类的遗传和蛋白质交互数据,目前拥有超过140万份来自高通量数据集和个人重点研究的交互
http://dip.doe-mbi.ucla.edu/dip/Main.cgi DIP(相互作用蛋白质数据库)列出了已知相互作用的蛋白质对,它结合了来自各种来源的信息,创建了一套单一的、一致的蛋白质相互作用集。
HitPredict http://hintdb.hgc.jp/htp/ HitPredict是实验确定的蛋白质-蛋白质相互作用的资源,目前包括12个物种(如拟南芥大肠杆菌智人酿酒酵母
完整的 http://www.ebi.ac.uk/intact/ 完整是一个免费的开源数据库系统和分子相互作用数据分析工具,提供来自文献整理或直接用户提交的PPI信息,
Interactome3D http://interactome3d.irbbarcelona.org/ Interactome3D可以提供PPI网络的结构注释。
各种 http://mentha.uniroma2.it/ 曼塔档案从不同来源收集的证据,提供了八个相互作用。
途径共用 http://www.pathwaycommons.org/ 路径共享是一个收集和传播生物路径和交互数据的网络资源。
字符串 http://string-db.org/

STRING是一个已知和预测的蛋白质-蛋白质相互作用的数据库,包括直接(物理)和间接(功能)关联。

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引用:

  1. Cafarelli T M,.蛋白质组尺度上蛋白质-蛋白质相互作用的绘图、建模和表征。植物营养与肥料学报,2017,36(4):457 - 461。
  2. Rao V年代,.蛋白质相互作用检测:方法与分析。国际蛋白质组学杂志,2014,2014。

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