蛋白質(zhì)相互作用質(zhì)譜分析是研究蛋白質(zhì)間相互作用網(wǎng)絡(luò)的重要技術(shù),,廣泛應(yīng)用于疾病機(jī)制、信號通路解析和藥物靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)等領(lǐng)域,。以下是其核心內(nèi)容和關(guān)鍵步驟的整理:
1. 基本原理
目標(biāo):通過質(zhì)譜技術(shù)鑒定與目標(biāo)蛋白(bait protein)直接或間接結(jié)合的蛋白質(zhì),。
策略:結(jié)合生化富集(如免疫共沉淀、親和純化)和高靈敏度質(zhì)譜分析,。
2. 實驗流程
(1) 樣品制備
蛋白復(fù)合體富集:
免疫共沉淀(Co-IP):利用抗體捕獲目標(biāo)蛋白及其互作蛋白,。
親和純化(AP-MS):使用標(biāo)簽(如Flag、HA)純化重組蛋白復(fù)合物,。
交聯(lián)技術(shù)(Crosslinking):穩(wěn)定瞬時或弱相互作用(如甲醛交聯(lián)),。
裂解條件優(yōu)化:使用溫和裂解緩沖液避免復(fù)合體解離,添加蛋白酶抑制劑,。
(2) 質(zhì)譜分析
液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS/MS):
酶解:用胰蛋白酶消化蛋白質(zhì)為肽段,。
分離:通過液相色譜分離肽段。
檢測:高分辨率質(zhì)譜(如Orbitrap,、Q-TOF)分析肽段序列,。
定量方法:
標(biāo)記定量:TMT、SILAC(標(biāo)記不同樣本的蛋白質(zhì)),。
無標(biāo)記定量(Label-free):基于肽段信號強(qiáng)度比較,。
(3) 數(shù)據(jù)分析
數(shù)據(jù)庫搜索:
工具:MaxQuant、Proteome Discoverer,、Mascot,。
數(shù)據(jù)庫:UniProt、Swiss-Prot,。
互作蛋白篩選:
排除污染物(如角蛋白)和常見非特異性結(jié)合蛋白,。
對比陰性對照組(如空載體或無關(guān)抗體樣本)。
生物信息學(xué)分析:
功能注釋:GO,、KEGG分析互作蛋白的生物學(xué)功能,。
網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建:使用Cytoscape可視化互作網(wǎng)絡(luò)。
驗證工具:STRING數(shù)據(jù)庫預(yù)測互作可靠性,。
3. 關(guān)鍵挑戰(zhàn)與解決方案
假陽性/假陰性:
嚴(yán)格對照:設(shè)置多個陰性對照(如IgG對照,、敲除目標(biāo)蛋白的細(xì)胞),。
統(tǒng)計學(xué)過濾:基于顯著性(p-value)和豐度倍數(shù)變化篩選。
弱/瞬時相互作用:
使用交聯(lián)劑(如DSS)穩(wěn)定復(fù)合物,。
提高質(zhì)譜靈敏度(如DIA模式),。
數(shù)據(jù)復(fù)雜性:
機(jī)器學(xué)習(xí)輔助篩選(如SAINT、CRAPome數(shù)據(jù)庫去污染),。
4. 應(yīng)用場景
疾病機(jī)制:發(fā)現(xiàn)癌癥中異?;プ鞯牡鞍祝ㄈ鏓GFR信號網(wǎng)絡(luò))。
藥物靶點(diǎn):鑒定藥物(如激酶抑制劑)結(jié)合的蛋白復(fù)合物,。
結(jié)構(gòu)生物學(xué):結(jié)合冷凍電鏡解析復(fù)合體結(jié)構(gòu),。
5. 前沿技術(shù)
交聯(lián)質(zhì)譜(CX-MS):直接鑒定互作位點(diǎn)。
鄰近標(biāo)記技術(shù)(如BioID,、TurboID):在活細(xì)胞中標(biāo)記鄰近蛋白,,提高空間特異性。
單細(xì)胞質(zhì)譜:研究細(xì)胞異質(zhì)性中的蛋白互作,。
6. 注意事項
實驗設(shè)計:至少3次生物學(xué)重復(fù)以提高可信度,。
樣本處理:避免反復(fù)凍融和過度離心。
數(shù)據(jù)分析:多軟件交叉驗證結(jié)果(如同時使用MaxQuant和PD),。
如果需要進(jìn)一步探討具體實驗方案或數(shù)據(jù)分析工具,可以提出更詳細(xì)的問題,!
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