Nat. Commun. | 用于时空监测蛋白质复合物组成的新方法

2023-05-18 23:00:13

今天跟大家分享一篇最新发表在nature communication上的文章“Split-BioID a conditional proteomics approach to monitor the composition of spatiotemporally defined protein complexes”,作者是来自德国海德堡大学的Julien Béthune教授,该组从事mRNA表达和定位的转录调控研究。

目前研究蛋白-蛋白相互作用最常用的方法是AP-MS(affinity purification-mass spectrometry)技术,即用诱饵蛋白在细胞裂解液中钓取相互作用蛋白,随后进行亲和纯化并用质谱技术进行鉴定分析。该技术存在三个弊端,一是只能检测到稳定相互作用的蛋白,对弱相互作用蛋白检测效果较差;二是不适用于研究动态变化的蛋白复合物;三是,由于有些蛋白质可能参与多个复合物组成,行使不同的蛋白功能,AP-MS技术不能将二者区分。本文于是发展了一项split-BioID技术,可以实现在细胞native状态下实现时空监测鉴定动态复合物组成。该技术融合了PCA(protein fragments complementation assay,蛋白质片段互补测定)技术和BioID(,proximity-dependent biotinylation,邻近依赖性生物素化)技术。PCA技术是将一个功能蛋白合理地分割成N端和C端两个片段,并分别与两个目标蛋白连接,若两个目标蛋白相互作用,则两个片段相互靠近并重新折叠成为具有活性功能的蛋白。BioID技术是将大肠杆菌生物素连接酶BirA的变体BirA *与目标蛋白融合,BirA *可将目标蛋白的邻近蛋白(极有可能是相互作用蛋白)进行生物素修饰,然后用链霉亲和素beads对生物素化的蛋白进行富集鉴定。作者巧妙地将BirA *设计为两个PCA的互补片段,并分别与Ago2和TNRC6C融合,或是分别与Ago2和Dicer融合,以分别研究miRNA介导的沉默途径中的两个都含有Ago2蛋白的复合物Ago2-TNRC6C和Ago2-Dicer的相互作用蛋白,并对两者进行比较区分。作者利用该split-BioID技术成功鉴定到了许多已被报道的两个复合物的相互作用蛋白,同时还鉴定到了各自特异相互作用蛋白,并对Ago2-TNRC6C特异相互作用蛋白中的GIGYF2进行了功能性验证,发现了一个全新的miRNA介导的翻译抑制调控因子。由于BioID技术反映细胞内蛋白蛋白之间的近距离,因此该技术对检测弱相互作用也具有较好效果。

该技术可通过控制BirA *的时空激活实现时空监测蛋白质复合物组成,是对动态PPI(protein-protein interaction)网络研究和蛋白质复合物装配现有技术的补充。



文章引用:

doi:10.1038/ncomms15690


文章链接:

https://www.nature.com/articles/ncomms15690


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