
分子互作研究
- 核酸-核酸互作
- 核酸-蛋白互作
- 蛋白-蛋白互作
服務(wù)特色
金開瑞多年來致力于分子互作機制研究,組建了專門的分子互作研究技術(shù)團隊,擁有豐富的互作類項目設(shè)計、實施經(jīng)驗,可以為您提供核酸與核酸、核酸與蛋白、蛋白與蛋白間等各類從方案流程設(shè)計到技術(shù)實施的整套互作研究服務(wù)。
服務(wù)介紹
分子、細胞、個體水平上的機制研究、功能研究、表型研究是生物學(xué)研究中的熱點。分子(核酸與核酸、核酸與蛋白、蛋白與蛋白)互作研究是機制研究的重要組成部分,是功能、表型研究的進一步深化。隨著人類基因組計劃的完成,后基因組時代的深入,測序、質(zhì)譜、生物信息聯(lián)合分析等技術(shù)的進一步發(fā)展,使得高通量篩選生物標(biāo)記物、尋找生物關(guān)聯(lián)分子變得可能,同時對分子互作技術(shù)的應(yīng)用提出了更高的要求。
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常見問題
(1)酵母雙雜交系統(tǒng)主要用于研究蛋白和蛋白之間的互作。 (2)酵母單雜交系統(tǒng)主要用于研究DNA和蛋白之間的互作。
1.從文庫構(gòu)建來說: (1) 文庫構(gòu)建方式靈活:根據(jù)樣本的類型,提供的樣本量等方面考慮,可采用smart,geteway,infusion體外重組和T4體外連接等方式進行文庫構(gòu)建; (2) 文庫片段大小可控:根據(jù)客戶想要研究的蛋白類型大小控制片段的大小,以提高篩選到目標(biāo)蛋白的可能性。如白細胞介素,生長因子類的小分子蛋白;轉(zhuǎn)錄因子,信號通路類的分子量稍大一些的蛋白; (3) 單雙雜文庫通用:構(gòu)建一種類型的文庫,可同時用于單雙雜篩選; 2.對于文庫篩選來說: (1)篩庫方式多樣:可采用mating或共轉(zhuǎn)的方式進行文庫篩選; (2)互作強弱可控化:提高(降低)篩選壓力,用于篩選出強(弱)相互作用的蛋白。 (3)陽性結(jié)果進一步驗證:文庫篩選出的陽性結(jié)果,可進行點對點驗證進一步排除假陽性。
主要業(yè)務(wù)范圍如下: 1.核酵母單/雙雜文庫構(gòu)建; 2.膜酵母雙雜交文庫構(gòu)建; 3.核酵母單/雙雜文庫篩選; 4.膜酵母雙雜交文庫; 5.核酵母單/雙雜點對點驗證; 6.膜酵母雙雜交點對點驗證。
(1)HIS3。Y2HGold不能合成組氨酸,因此不能在缺乏這種必需氨基酸的培養(yǎng)基上生長。當(dāng)誘餌和獵物蛋白質(zhì)相互作用時,Gal4-responsive His3的表達允許細胞生物合成組氨酸并在其最小的培養(yǎng)基上生長.可添加3’AT進行背景抑制。 (2)ADE2。Y2HGold也不能在不含腺嘌呤的最小培養(yǎng)基上生長。然而,當(dāng)兩種蛋白質(zhì)相互作用時,Ade2表達被激活,使這些細胞在Ade最小培養(yǎng)基上生長。 (3)MEL1。MEL-1編碼-半乳糖苷酶,一種在許多酵母菌中自然存在的酶。由于雙雜交相互作用,?α-galactosidase (MEL1)由酵母細胞表達和分泌。表達Mel1的酵母菌落在致變色底物X-α-Gal存在下變成藍色。 (4)AUR1-C,AUR1基因的一個顯性突變版本,編碼肌醇磷酸化神經(jīng)酰胺syn- thase酶。AUR1-C在Y2HGold酵母株中表達,是由于蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)的相互作用,使GAL4轉(zhuǎn)錄激活和DNA結(jié)合域接近。可以添加ABA進行背景抑制。, PABAI載體攜帶Ura3基因,PGADT7載體攜帶Leu基因,PGBKT7載體攜帶trp基因, 篩選所用到的平板:一缺:SD/- Ura, SD/- Leu /+AbA ; 二缺:DDO[SD/-Leu/-Trp], DDO/X[SD/-Leu/-Trp/X-α-gal] ; 三缺:TDO [SD/-Leu/-Trp/HIS3]; 四缺:QDO[SD/-Leu/-Trp/-HIS3/-ADE2]
(1)PGBKT7載體用于構(gòu)建核酵母雙雜Bait-PGBKT7質(zhì)粒或作空白對照。 (2)PGADT7載體用于構(gòu)建核酵母雙雜,單雜Prey-PGADT7質(zhì)粒或作空白對照。 (3)PABAI 載體用于構(gòu)建單雜Bait-PABAI質(zhì)粒。 (4)PGBKT7-53質(zhì)粒與PGADT7-T質(zhì)粒作為核酵母雙雜驗證和篩選的陽性對照組。 (5)PGBKT7-lam質(zhì)粒與PGADT7-T質(zhì)粒作為核酵母雙雜驗證和篩選的陰性對照組 (6)pOST1-NubI 質(zhì)粒與pBT3-N-bait質(zhì)粒作為膜酵母雙雜交驗證和篩選的功能驗證對照組; (7)pBT3-N載體用于構(gòu)建N端位于胞質(zhì),C端位于細胞器腔內(nèi)(或者胞外)誘餌蛋白; (8)pBT3-SUC載體用于構(gòu)建N端位于細胞器腔內(nèi)(或者胞外),且N端含有信號肽的誘餌蛋白; (9)pBT3-STE載體用于構(gòu)建C端位于胞質(zhì),N端位于細胞器腔內(nèi)(或者胞外),且N端不含信號肽的誘餌蛋白; (10)pBT3-N和pBT3-STE皆可N端C端均位于胞質(zhì)的誘餌蛋白; (11)pPR3-C載體用于C端位于胞質(zhì),N端位于胞外或細胞器腔的獵物蛋白構(gòu)建; (12)PPR3-N載體用于膜文庫構(gòu)建和不跨膜的獵物蛋白構(gòu)建; (13)Ptsu2-APP質(zhì)粒和pNubG-Fe65質(zhì)粒作為膜酵母雙雜驗證和篩選的陽性對照組; (14)Ptsu2-APP質(zhì)粒和PPR3-N質(zhì)粒作為膜酵母雙雜驗證和篩選的陰性對照組 (15)Y187菌株:Clontech公司開發(fā)的GAL4系統(tǒng)酵母單雜,雙雜實驗用菌株,MATα型,可直接轉(zhuǎn)化質(zhì)粒或與MATa型酵母菌株(Y2HGold,AH109等)通過mating操作進行篩庫試驗。缺陷 trp1, leu2,報告基因為:lacZ, MEL1。 (16)Y1HGOLD菌株:Clontech公司開發(fā)的GAL4-AbA酵母單雜系統(tǒng)用菌株,MATα型,可直接轉(zhuǎn)化質(zhì)粒進行篩庫試驗。缺陷 ura3,leu2;報告基因為:AbAr。 (17)Y2HGold菌株:Clontech公司開發(fā)的GAL4系統(tǒng)酵母雙雜實驗用菌株,MATa型,可直接轉(zhuǎn)化質(zhì)粒或與MATα型酵母菌株Y187通過mating操作進行蛋白互作驗證或篩庫試驗。Transformation? marker為: trp1, leu2,報告基因為:AbAr, HIS3, ADE2, MEL1。 (18)NMY51菌株:DUALsystems BioTech公司開發(fā)的檢測膜蛋白間相互作用的酵母雙雜實驗用菌株,可直接轉(zhuǎn)化質(zhì)粒進行蛋白互作驗證或篩庫試驗;此菌株缺陷 trp1, leu2-3,報告基因為:HIS3, ADE2 和 lacZ
建庫:總RNA提取——mRNA分離及純化——雙鏈cDNA合成及純化——雙鏈cDNA與PGADT7載體體外連接——大腸文庫菌液——文庫質(zhì)粒——轉(zhuǎn)化Y187酵母宿主——Y187酵母文庫菌液 雙雜篩選:(1)matting方式:誘餌重組質(zhì)粒PGBKT7載體構(gòu)建——誘餌重組質(zhì)粒和PGADT7空載轉(zhuǎn)Y2Hgold酵母宿主進行自激活驗證——含誘餌的Y2Hgold酵母菌液與Y187酵母文庫菌液進行混合——根據(jù)自激活結(jié)果涂布篩選平板——陽性結(jié)果點鐘——陽性菌培養(yǎng)提質(zhì)粒——PCR陽性鑒定——送測——測序結(jié)果分析 (2)共轉(zhuǎn):誘餌重組質(zhì)粒PGBKT7載體構(gòu)建——誘餌重組質(zhì)粒和PGADT7空載轉(zhuǎn)Y2Hgold酵母宿主進行自激活驗證——文庫質(zhì)粒轉(zhuǎn)化含誘餌的Y2Hgold酵母感受態(tài)——根據(jù)自激活結(jié)果涂布篩選平板——陽性結(jié)果點鐘——陽性菌培養(yǎng)提質(zhì)粒——PCR陽性鑒定——送測——測序結(jié)果分析 單雜篩選:誘餌重組質(zhì)粒PABAI載體構(gòu)建——線性化誘餌重組質(zhì)粒和PGADT7空載轉(zhuǎn)化Y1Hgold酵母宿主進行自激活驗證——文庫質(zhì)粒轉(zhuǎn)化含誘餌的Y1Hgold酵母感受態(tài)——根據(jù)自激活結(jié)果涂布篩選平板——陽性結(jié)果點鐘——陽性菌培養(yǎng)提質(zhì)粒——PCR陽性鑒定——送測——測序結(jié)果分析
可以通過啟動子序列分析查找,確定探針設(shè)計范圍,如果范圍太寬泛,可以先將0.5-1kb片段克隆到熒光素酶報告載體驗證其啟動子活性以及是否受到該轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控;尋找核心啟動子可以通過分段截斷驗證。如果研究的轉(zhuǎn)錄因子具有已知的結(jié)合序列motif,則可以在該motif位點選擇探針。也可以先進行ChIP或DNA pull down找到富集序列之后,再設(shè)計分段探針進行驗證。
a.啟動子結(jié)構(gòu)分析,將啟動子區(qū)域序列(通常2k左右)進行分段截短,或?qū)μ囟ㄎ稽c進行突變,再分別構(gòu)建入luciferase報告載體,檢測其啟動子活性。b.啟動子SNP分析,一些基因的啟動子區(qū)域存在單核苷酸多態(tài)性,可運用熒光素酶報告系統(tǒng)分析其相對活性。c.驗證特定轉(zhuǎn)錄因子同其調(diào)控序列的作用,將該序列(通常為啟動子區(qū)域)插入報告基因載體,同時在實驗細胞中共轉(zhuǎn)過表達該轉(zhuǎn)錄因子,可分析轉(zhuǎn)錄因子過表達是否提高熒光素酶活性。d.可以分析信號通路是否激活,將該信號通路的下游響應(yīng)原件序列構(gòu)建入報告基因載體,在不同上游信號條件下,熒光素酶活性代表了通路的下游響應(yīng)。例如在GPCR研究中,將cAMP response element(CRE)載入報告基因載體,構(gòu)建穩(wěn)定表達細胞株后,可以用于分析GPRC的激活與抑制劑篩選。又如,將HIF1α的響應(yīng)原件hypoxia-responsive element (HRE)插入luciferase報告載體構(gòu)建穩(wěn)轉(zhuǎn)細胞株,可以用于低氧相關(guān)通路的研究。e.驗證microRNA的靶序列,將待測的3’UTR序列插入報告基因載體,再共轉(zhuǎn)入該microRNA,如果熒光素酶活性下降,則提示為其靶序列。
Luciferase的靈敏度相比于GFP提高10-100倍以上,同時具有更寬的動態(tài)范圍,便于數(shù)值分析比較,不需要熒光顯微鏡,而且在活體實驗中其熒光穿透性高于EGFP等熒光蛋白,同時由于沒有內(nèi)源活性、其本底信號很低。 而GFP等熒光蛋白相比于熒光素酶的優(yōu)勢在于可以進行失蹤定位,并且其觀測不需裂解細胞,方便進行適時觀察。
海腎熒光素酶和螢火蟲熒光素酶相比,相對活性如何? 在氧、鎂和ATP的存在下,螢火蟲熒光素酶作用于螢火蟲熒光素,而來源于海洋腔腸(Renilla reniformis)的熒光素酶在氧的存在下作用于海腎熒光素。雙報告基因技術(shù)(Dual-reporter assays),結(jié)合了螢火蟲熒光素酶測試和海腎熒光素酶測試。
轉(zhuǎn)染效率低的話可以從三個方面改善,首先要確保細胞狀態(tài)是好的,通常我們選出處于分裂期的細胞,另外陽性對照您可以選擇過表達的熒光蛋白質(zhì)粒,還有就是DNA的質(zhì)量尤為重要,最好是先酶切驗證。 這個實驗檢測結(jié)果很靈敏,有一定差異是正常的,通常只要確保它在一個數(shù)量級之內(nèi)即可。如果差異超出這個范圍可以從兩方面改善,一是記住保持樣本的均一性,二是加樣要準(zhǔn)確。
凝膠遷移或電泳遷移率檢測(Electrophoretic Mobility Shift Assay,EMSA)是一種檢測蛋白質(zhì)和DNA序列相互結(jié)合的技術(shù),可用于定性和定量分析;目前已用于研究RNA結(jié)合蛋白和特定的RNA序列的相互作用,是轉(zhuǎn)錄因子研究的經(jīng)典方法。 金開瑞提供EMSA檢測技術(shù)服務(wù),幫助您檢測DNA結(jié)合蛋白、RNA結(jié)合蛋白、特定的蛋白質(zhì),并可進行未知蛋白的鑒定。
當(dāng)客戶用組織或細胞核蛋白進行實驗時,無法確定與探針結(jié)合的具體蛋白,需要再提供要研究的抗體,再進行supershift實驗。如果抗體能識別與探針結(jié)合的蛋白,則會出現(xiàn)一條超遷移條帶,即可證明探針與蛋白的結(jié)合。需客戶提供IP級別的抗體。
使用天然組織細胞樣本進行實驗,通過抽提核蛋白獲取目的蛋白,此為混合蛋白,如要確定某個蛋白結(jié)合于探針時,需要加入抗體觀察是否形成超遷移條帶。可以通過重組蛋白表達系統(tǒng)(如金開瑞的大腸、酵母、哺乳、無細胞等)獲得特定的重組蛋白,后續(xù)實驗中如出現(xiàn)遷移條帶,則應(yīng)源于該蛋白的結(jié)合作用。
除了探針序列具有理論預(yù)測性、本身屬于探索性實驗的情況之外,組織細胞中該轉(zhuǎn)錄因子豐度較低、只在特定條件階段表達,特定蛋白同DNA結(jié)合需要一定的離子或輔助因子條件(如Mg2+、Zn2+、ATP),重組表達蛋白在DNA結(jié)合活性方面同天然蛋白存在差異,結(jié)合力較弱,需要其他蛋白間接作用于DNA等情況下,都難以獲得遷移條帶。此外,當(dāng)研究的蛋白本身pI較大(如大于8.0),蛋白在native電泳中將難以隨同DNA一起向陽極泳動,或在電泳最初階段同DNA解離開。
免疫沉淀(Immunoprecipitation,IP)是利用抗原抗體特異性反應(yīng)純化富集樣品中目的蛋白的一種方法。通常使目標(biāo)蛋白同抗體-protein A/G形成免疫復(fù)合物沉淀而得以收集,然后通過WB檢測目的蛋白。 免疫共沉淀(Co-Immunoprecipitation,CO-IP)是將樣品中同抗體靶蛋白相互作用的蛋白一同隨免疫復(fù)合物沉淀,可以檢測兩種目標(biāo)蛋白質(zhì)是否在體內(nèi)存在相互作用,也可以確定一種蛋白在體內(nèi)的相互作用蛋白。
coIP實驗需要保證足夠的蛋白濃度才能維持原本存在的蛋白互作狀態(tài),尤其當(dāng)?shù)鞍棕S度較低、相互作用力不強、使用不易提蛋白組織等情況時。而且coIP的實驗條件往往需要反復(fù)摸索。因此用于coIP實驗需準(zhǔn)備細胞>2x10^7,動物組織>500mg,植物組織>2g,并且須更加注意采集后速凍-80℃保存和避免反復(fù)凍融。
a.所使用的抗體不僅需要優(yōu)秀的親和力、特異性,其識別表位還可能被互作蛋白所掩蔽(主要是使用單抗時); b.當(dāng)?shù)鞍谆プ黜毎l(fā)生在特定生理代謝條件、組織細胞類型之中時,coIP實驗可能無法獲得互作結(jié)果; c.如果誘餌蛋白和或捕獲蛋白在樣本中豐度很低時; d.兩個互作蛋白的親和力較弱; e.當(dāng)該蛋白互作需要較特定的離子強度,或者需要如Ca離子/Mg離子/ATP等輔因子時,要創(chuàng)造合適的反應(yīng)條件會變得困難; f.一些樣品處理提取存在難度,提取足量目的蛋白與保持蛋白天然狀態(tài),需通過實驗條件達到優(yōu)化平衡; g.外源表達的標(biāo)簽蛋白存在同內(nèi)源蛋白的位點競爭,這主要在使用標(biāo)簽抗體進行實驗時可能存在。
在coIP-WB鑒定結(jié)果中,IgG組無目的蛋白條帶、IP組有目的蛋白條帶,說明IP過程成功;銀染膠圖中,IP組相對于IgG組有更多蛋白條帶、且存在差異,說明coIP過程捕獲到互作蛋白;IP產(chǎn)物在質(zhì)譜檢測中鑒定到的蛋白數(shù)量不能作為判斷實驗成敗的標(biāo)準(zhǔn),因為這取決于目的蛋白本身所具有的互作蛋白數(shù)量、結(jié)合力強弱等方面;IP產(chǎn)物的質(zhì)譜鑒定數(shù)量越多并不代表結(jié)果越好。
coIP所獲取的樣品,可以借助特異性抗體進行WB驗證某種特定蛋白的存在(即認為互作蛋白),也可進行蛋白質(zhì)譜鑒定找出互作蛋白,尤其當(dāng)尋找未知互作蛋白時更需通過質(zhì)譜分析。 直接用細胞組織內(nèi)源蛋白進行實驗發(fā)現(xiàn)的互作蛋白可能是通過其他蛋白形成復(fù)合物,當(dāng)pull-down體系中僅有兩個重組蛋白、仍然能存在互作時,說明這兩個蛋白是直接互作而不是通過其他蛋白形成多聚復(fù)合物。 將蛋白進行分段階段表達之后進行pull-down,可以分析發(fā)生互作的結(jié)構(gòu)域;將蛋白進行突變后表達,可以分析互作發(fā)生的關(guān)鍵氨基酸位點。














