科學家研發蛋白研究新技術

日期：2011-06-20 08:12:48

來自伊利諾斯大學厄爾本納-香檳分校、霍華德·休斯醫學研究院等處的研究人員研發了一種新型蛋白分析技術，能幫助研究人員獲得胞內單一蛋白復合物的直觀圖像，這種稱為SiMPull（single-molecule pull-down）的方法能幫助科學家們更深入地分析各種體內蛋白。這一研究成果公布在Nature雜志上。

文章的通訊作者是來自伊利諾斯大學厄爾本納-香檳分校的Taekjip Ha教授和華裔學者向陽助理教授。Taekjip Ha教授在蛋白研究技術方面獲得了許多重要的成果，是一位多產的學者，就在今年上半年，其研究組就發表了一篇Nature，一篇Nature Methods，兩篇PNAS，一篇Nature Chemical Biology等。另一位作者向陽博士本科畢業于武漢大學生物學系，之后在俄勒岡醫科大學獲得博士學位，并在斯坦福大學完成博士后研究，目前主要從事腎上腺素受體等G蛋白偶聯受體在心臟疾病和阿爾茲海默病中的作用，采用單分子及活體細胞成像技術以及轉基因動物研究心力衰竭和阿爾茲海默等疾病的發病機制，探尋其新的治療靶點。

蛋白復合物執行多項細胞功能，同一蛋白參與不同的復合物能實現不同的功能。對蛋白相互作用進行分析，是了解細胞功能和調控的關鍵，然而目前的識別胞內蛋白相互作用的方法不能夠揭示體內結合的突變部位。

在這篇文章中，研究人員建立了一種新型蛋白分析技術：SiMPull（single-molecule pull-down），這種方法能將傳統的pull-down 實驗和熒光顯微技術結合起來，可以幫助研究人員獲得胞內單一蛋白復合物的直觀圖像。SiMPull方法能區分一種蛋白的多種關聯狀態，同時還可以通過“光漂白”層次分析來確定復雜的化學計量特征。

這一方法可以分析體內蛋白復合物中包含有多少種蛋白，每種蛋白是什么，SiMPull方法應用廣泛，可以用于多種蛋白，包括來自組織提取物、細胞器及膜蛋白的體內蛋白樣品，為分析生物途徑中的蛋白復合物提供了一種快速，靈敏，有效的平臺。

Taekjip Ha教授還曾與另外一位華裔學者，魯毅（Yi Lu，音譯）教授合作，利用一種高度敏感的技術發現了一種鉛特異性脫氧核酶（a lead-specific DNAzyme）利用“鎖-鑰匙”模式反應的機制。

研究人員在單分子熒光共振能量轉移（single-molecule fluorescence resonance energy）技術的基礎上在靶標分子上加上了兩種染料分子——綠色和紅色，然后用激光激活，這樣一些能量從綠色染劑轉移到了紅色染劑，轉移的多少依賴于兩種染劑的距離。從而證明了鉛特異性脫氧核酶利用“鎖-鑰匙”模式反應的機制，這不同于其它的脫氧核酶，由于存在鋅離子或鎂離子，同樣的脫氧核酶利用的是“誘導契合”模式機制，這與核酶是相似的。