蛋白質(zhì)相互作用的研究方法及進(jìn)展分析

馮舒玥

【摘 要】蛋白質(zhì)是人體多種行為的承載體，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，蛋白質(zhì)相互作用已經(jīng)成為生物專家學(xué)者研究的重點(diǎn)。人們?cè)趯?duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行解析過程中得知，要想直接對(duì)蛋白進(jìn)行研究是非常棘手的，需要從蛋白質(zhì)相互作用這一角度入手?；诖耍疚闹饕獙?duì)蛋白質(zhì)相互作用的研究方法及進(jìn)展進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】蛋白質(zhì)；相互作用；研究方法；進(jìn)展；分析

蛋白質(zhì)具有控制調(diào)節(jié)細(xì)胞生命活動(dòng)的能力，人體內(nèi)有一部分蛋白質(zhì)是以單體形式存在的，但是絕大多數(shù)蛋白質(zhì)是能夠通過配體或以復(fù)合體的身份參與調(diào)節(jié)細(xì)胞活動(dòng)的。因此，我們要想更好了解細(xì)胞知識(shí)，就必須要在現(xiàn)有科研能力的基礎(chǔ)上，對(duì)蛋白質(zhì)相互作用進(jìn)行研究。

一、當(dāng)前比較常見的蛋白質(zhì)相互作用的研究方法

（一）GST融合蛋白

采取GST融合蛋白的方式對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，查閱最新的有關(guān)蛋白質(zhì)的鑒定文獻(xiàn)資料，準(zhǔn)確評(píng)定其存在的功能與特性。在此基礎(chǔ)上，確定部分具備相互功能的蛋白質(zhì)的所處位置。一般情況下，此種檢測(cè)方法獲取的結(jié)果是可信的。需要注意的是，此種研究方法還可以用于檢測(cè)定量的蛋白質(zhì)。

（二）免疫共沉淀

通常情況下，若是細(xì)胞出現(xiàn)分裂，且是在不穩(wěn)定環(huán)境下，那么細(xì)胞內(nèi)原有的蛋白質(zhì)將被保存下來，這一說法已經(jīng)被相關(guān)專家證實(shí)。采用此種檢測(cè)方法，能夠準(zhǔn)確判定外界多變環(huán)境下相關(guān)蛋白質(zhì)相互作用問題。要想發(fā)揮出此種研究方式的作用，需要做足準(zhǔn)備工作，必須要保證在清洗環(huán)節(jié)復(fù)合體不會(huì)遭到破壞。因此，此種檢測(cè)方法對(duì)一些動(dòng)態(tài)的復(fù)合體相互作用檢測(cè)不全面。此方法當(dāng)前只被用于檢測(cè)細(xì)胞在經(jīng)過溶解后仍然存活的復(fù)合體。

（三）化學(xué)交聯(lián)

此處提出的交聯(lián)技術(shù)，主要被用于穩(wěn)固細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的相互作用，可以利用此技術(shù)檢測(cè)蛋白質(zhì)是否存在可逆能力。以異源寡聚復(fù)合體為例，其能夠準(zhǔn)確判定蛋白質(zhì)間的距離，甚至能夠準(zhǔn)確判定相鄰的蛋白質(zhì)的狀態(tài)。同時(shí)，還有人將交聯(lián)技術(shù)應(yīng)用至亞基數(shù)量檢測(cè)中，使異源寡聚復(fù)合體轉(zhuǎn)換成另一種狀態(tài)，從中精準(zhǔn)匹配分子。目前此技術(shù)也是應(yīng)用最為廣泛的。

（四）酵母雙雜交

利用酵母與細(xì)菌雜交選擇體系制定出全新的酵母雙雜交技術(shù)，創(chuàng)建出具備諸多功能的激活子。此物質(zhì)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用至研究工作中，在短時(shí)間內(nèi)將其分離出來，受到人們的一致認(rèn)可。將其與細(xì)菌雙雜進(jìn)行對(duì)比，后者具備更多的文獻(xiàn)資料，為一些無法進(jìn)行檢測(cè)的非核蛋白的研究提供了新路徑。

二、研究蛋白質(zhì)相互作用的生物物理學(xué)方法

（一）FRET顯微成像技術(shù)

FRET屬于非輻射范圍，偶奇偶和的過程。在實(shí)際運(yùn)行過程中內(nèi)部系統(tǒng)借助相關(guān)分子自動(dòng)像近距離的分子進(jìn)行轉(zhuǎn)移。如此一來能夠有效激發(fā)分子變化。蛋白質(zhì)與系統(tǒng)代碼產(chǎn)生作用，將融合后的分子進(jìn)行二次修飾，蛋白質(zhì)內(nèi)的分子作用將能夠借助熒光分子間的變化進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。

（二）GFP-FRIM

GFP-FRIM，簡(jiǎn)單的說就是綠色熒光蛋白鄰近成像法，在穩(wěn)定室溫環(huán)境下，工作人員可以使用特殊的變異體將蛋白質(zhì)進(jìn)行有效折疊，將會(huì)不同程度減少分子寡聚的情況。綠色熒光蛋白鄰近成像法能夠在多個(gè)分子距離中形成多個(gè)形象，使用兩個(gè)比較長(zhǎng)的波長(zhǎng)直接照射在蛋白質(zhì)上，能夠使分子特征變得更為明顯。此技術(shù)能夠?qū)潭?xì)胞內(nèi)多個(gè)存活的蛋白質(zhì)具有作用，對(duì)其進(jìn)行原位確定，從而有效準(zhǔn)確推斷由于外部刺激引起的蛋白質(zhì)作用變化。

（三）多元類型的質(zhì)譜復(fù)合物

據(jù)現(xiàn)有大量文獻(xiàn)資料顯示，由最常見的二聚體變化至多個(gè)大分子的復(fù)合物，我們可以從質(zhì)譜變化中準(zhǔn)確判斷分子的變化。質(zhì)譜分析能夠獲取多種不同類型的質(zhì)譜圖，并從質(zhì)譜圖中準(zhǔn)確找出內(nèi)部動(dòng)態(tài)的分子顆粒，從而精準(zhǔn)判定核糖體變化。因此并不需要蛋白質(zhì)，且所需樣品檢測(cè)量比較少，通常情況下都是利用微量的樣品溶液，收集多種不同類型的質(zhì)譜圖。需要注意的是，蛋白無機(jī)鹽的受力比較低，很難獲取清晰的電噴霧形狀。

（四）原子顯微技術(shù)

文中提出的顯微技術(shù)是由最初的隧道顯微鏡變化而來的，利用其對(duì)樣品進(jìn)行掃描過程中，會(huì)促使內(nèi)部樣品表明出現(xiàn)的偏折，通過準(zhǔn)確分析偏折程度，從而將其制成清晰可見的形貌圖像，在多種條件接近生理環(huán)境的情況下，對(duì)生物分子進(jìn)行鏡像處理，利用分辨率的對(duì)比準(zhǔn)確判定的分子間的作用情況。

三、蛋白質(zhì)相互作用的研究方法的最新進(jìn)展

（一）蛋白酶足跡法

此種方法與常見的足跡法比較相同，但是此種新技術(shù)是借助收尾處標(biāo)記蛋白于整體的形式來準(zhǔn)確判定此類密閉的定位，對(duì)分子變化進(jìn)行刻畫，利用多個(gè)位點(diǎn)準(zhǔn)確判斷分子位置。通過對(duì)蛋白激酶A的精準(zhǔn)定位，或者在原有分子結(jié)構(gòu)上對(duì)系氨基首尾進(jìn)行處理，使其產(chǎn)生比較容易辨認(rèn)的印記，形成一組易于消化的產(chǎn)物。

（二）利用串聯(lián)親和純化的方式提高準(zhǔn)確率

本文提出的新方法的，簡(jiǎn)單的說是指將蛋白與一個(gè)蛋白質(zhì)放置在同一個(gè)宿主細(xì)胞或是動(dòng)態(tài)的生命體內(nèi)，從宿主細(xì)胞中將其提取出來，然后使用標(biāo)準(zhǔn)化的方式將其置換出來，準(zhǔn)確判斷兩者的關(guān)系。一般情況下，被純化后的物質(zhì)能夠借助凝膠分離出來，工作人員可以對(duì)被純化后的蛋白質(zhì)進(jìn)行分子辨認(rèn)。此種方法雖然在不同程度上降低了蛋白質(zhì)污染問題，能夠保證蛋白質(zhì)在極其惡劣的環(huán)境下保持原有純度。

（三）利用克隆檢測(cè)或體表外數(shù)據(jù)鑒定

利用此方法需要事先了解基因編碼的規(guī)律，對(duì)需要檢測(cè)的蛋白質(zhì)情況進(jìn)行科學(xué)細(xì)致的選取，為其建立專門的數(shù)據(jù)信息庫。對(duì)部分具備文庫顆粒的細(xì)胞依據(jù)密度安排要求，從原有版塊中刮取一些物質(zhì)，對(duì)細(xì)胞內(nèi)質(zhì)粒進(jìn)行檢測(cè)，自主構(gòu)建粒子變化觀察檔案。在實(shí)際檢測(cè)過程中，需要從對(duì)比樣中取值，由一個(gè)質(zhì)粒池在保證外力環(huán)境相同的情況下對(duì)分子運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行翻譯，對(duì)一些異常表現(xiàn)的分子進(jìn)行標(biāo)記。

（四）入阻遏物融合技術(shù)

簡(jiǎn)單的說，利用融合技術(shù)將噬菌植入至氨基端，對(duì)染色體結(jié)合情況進(jìn)行解析的技術(shù)，當(dāng)前多用于檢測(cè)單一的蛋白質(zhì)作用。在實(shí)際檢測(cè)過程中，將寡聚化結(jié)構(gòu)進(jìn)行事先掃描，按照結(jié)構(gòu)、功能、數(shù)據(jù)等進(jìn)行分離。一般情況下，要想保證入阻遏物的活性需要借助細(xì)胞內(nèi)部自身寡聚化結(jié)構(gòu)。去除終端一些沒有用的結(jié)構(gòu)，保證技術(shù)能夠發(fā)揮出原有效果。若是在改變結(jié)構(gòu)過程中氨基端出現(xiàn)變化，則需要及時(shí)篩選。依據(jù)細(xì)胞活性情況，結(jié)合相關(guān)生物遺傳學(xué)知識(shí)對(duì)分子進(jìn)行全面解析。endprint

（五）酵母雙雜交系統(tǒng)

通常情況下，此種方法被用于檢測(cè)與研究蛋白質(zhì)的作用問題。在使用此方法時(shí)，需要將膜誘餌蛋白與數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合，在原有基礎(chǔ)上連接相關(guān)轉(zhuǎn)錄分子，用于合理檢測(cè)plv。工作人員需要將可能涉及到的多種物質(zhì)進(jìn)行合理融合，保證蛋白的引入不會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果造成影響。同時(shí)，利用生物學(xué)檢測(cè)技術(shù)對(duì)球蛋白抗體及分子間距進(jìn)行檢測(cè)，若是膜誘餌蛋白與其產(chǎn)生反映，則驗(yàn)證了蛋白質(zhì)內(nèi)有存在裂解分子，導(dǎo)致蛋白質(zhì)出現(xiàn)裂解并釋放出轉(zhuǎn)錄因子。

（六）β-半乳糖苷酶互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)

通過有效開展檢測(cè)試驗(yàn)，能夠?qū)罴?xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的活動(dòng)情況進(jìn)行了解，將原本兩個(gè)可能存在作用的蛋白質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。利用β-半乳糖苷酶實(shí)驗(yàn)對(duì)失去異體的物質(zhì)進(jìn)行融合，并對(duì)細(xì)胞內(nèi)多種變化進(jìn)行收集。若是發(fā)現(xiàn)蛋白出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則需要利用β-半乳糖補(bǔ)充缺少的酶活性。利用此種β-半乳糖苷酶互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)，能夠直接客觀的分析蛋白作用情況，工作人員依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象綜合判斷分子活動(dòng)情況。

（七）相關(guān)方法

除了上文提出的多種研究方法，我們還可以使用信息計(jì)算法對(duì)蛋白內(nèi)基因情況進(jìn)行解析，將蛋白質(zhì)的相互作用轉(zhuǎn)變成可視化物質(zhì)，借助調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)間的作用情況，推陳出新，并廣泛應(yīng)用新技術(shù)。細(xì)胞一直處于不斷變化的狀態(tài)，促使細(xì)胞作用變得更為復(fù)雜。細(xì)胞內(nèi)源性的信號(hào)能夠?qū)⒓?xì)胞形態(tài)、代謝、狀態(tài)及一些內(nèi)在變化通過可視化技術(shù)直觀呈現(xiàn)出來，通過有效分析此種技術(shù)合理把握蛋白質(zhì)的構(gòu)成與作用情況，制定針對(duì)的作用譜，使人們對(duì)細(xì)胞中多種蛋白質(zhì)產(chǎn)生更為深刻的認(rèn)知。

結(jié)束語

綜上所述，本文首先對(duì)當(dāng)前比較常見的蛋白質(zhì)相互作用的研究方法進(jìn)行分析；其次，對(duì)研究蛋白質(zhì)相互作用的生物物理學(xué)方法進(jìn)行闡述；最后，著重對(duì)蛋白質(zhì)相互作用研究方法的最新進(jìn)展進(jìn)行論述。在實(shí)際研究過程中，需要依據(jù)實(shí)際情況選擇最科學(xué)的方法，從而不斷提升蛋白質(zhì)相互作用的研究精準(zhǔn)性。

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