资深研究员新方法分析信号蛋白

　　

生物通报道：蛋白从来不会“单独行动”，因此在分子水平上利用这种相互作用关系能识别出新蛋白的功能，这对于蛋白质研究来说是令人欣喜的，不过这常常需要首先阻止蛋白与其它蛋白的相互作用。有两种技术是可以避开这个限制，在蛋白质组水平上获得蛋白相互作用的图谱，这就是酵母双杂交系统（yeast two-hybrid assays）和免疫共沉淀（coimmunoprecipitation）技术。

由于酵母双杂（Y2H）技术既是在真核系统中，又能在活细胞中研究蛋白相互作用，并且功效上能对蛋白之间微弱的、瞬间的作用也能通过报告基因的表达产物敏感地检测得到，因此被认为是一种具有高灵敏度的研究蛋白之间关系的，而且适用于蛋白质组学范围的分析技术平台。近年来许多文献表明酵母双杂交技术被广泛的应用到了蛋白研究中：可以用来研究哺乳动物基因组编码的蛋白之间的互作，也可以用来研究高等植物基因组编码的蛋白之间的互作。

而coIP是以抗体和抗原之间的专一性作用为基础的用于研究蛋白质相互作用的经典方法，也是确定两种蛋白质在完整细胞内生理性相互作用的有效方法，主要用于抗原或者抗体的定性检测。

但是有时运用这些方法并不能完成实验，多伦多Mount Sinai医院Samuel Lunenfeld研究中心的Jeff Wrana资深研究员的一项研究项目为“绘制哺乳动物细胞信号系统中蛋白相互作用动力学图谱”。

这研究成果最终发布在了《Science》杂志上（Science, 307:1621-5, 2005），但刚开始进行这项研究的时候，Wrana博士遇到了这样的难题：信号通路中常常包含有膜蛋白和翻译后修饰的蛋白，这两者都不能用Y2H分析，而coIP/MS又很难检测到低丰度的蛋白。

因此Wrana博士想出了折中的办法：LUMIER (luminescence-based mammalian interactome mapping), 这是一种研究哺乳动物蛋白之间相互作用的自动高通量方法，其中也包含了Y2H和coIP/MS的高通量元素。这种方法中的interactome指的是细胞分子之间的整个分子相互作用，类似于基因组，蛋白质组的英文。

Wrana博士解释道，“质谱分析方法中，是用诱饵蛋白进行IP，然后寻找相关的蛋白，而LUMIER则相反，它完成的是一个不同的问题：A蛋白是否与B蛋白相互作用，而且作用方式是不是相互有关联的？”

将诱饵蛋白（bait）连接上Renilla荧光素酶（Renilla luciferase），而“猎物”或靶蛋白（prey or target protein）——也可以是整个文库——则与一般表位（generic epitope）进行标记。在哺乳动物细胞中同时表达这两个结构，然后裂解细胞，用激活剂（比如TGF-beta）刺激，这样通过anti-epitope（具有荧光素酶活性）的免疫沉淀就可以检测出蛋白相互作用。

LUMIER可以用于哺乳动物细胞，能检测到生长因子依赖性蛋白相互作用，由于LUMIER不需要功能性的readout，因此“更加不局限的检测相互作用”，Wrana说，不同于Y2H，“细胞中任何地方都有可能出现相互作用，这种方法对于分析膜蛋白，表达量低的蛋白，或者比较大，多聚体的蛋白十分有效。”

（生物通：张迪）