蛋白質交互(Protein-Protein Interaction)作用資料是怎麼來的?

screenshot.png近年來因為各式技術的進步,越來越多的蛋白體學資料,可以用來探討許多蛋白質層面的分子互動,而這些研究對於我們理解生物體內的機制很重要。那到底這類的蛋白分子間交互作用的關係資料是怎麼來的呢?

這類的資料來源通常分成兩類:1. 計算機預測(computational) 2. 實驗(experimental)
雖然使用計算機預測而來的資料常常會讓實驗科學家敬謝不敏,但這類資訊反而可以補足我們在實驗資料較少的領域或是生物體。

這邊分享常見用來取得蛋白質交互作用的方法:
1. Yeast two hybrid
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Yeast two-hybrid的方法是目前最常用來做蛋白質交互作用的方法,Y2H是一種complementation assay,其偵測蛋白質有無交互的機制主要是使用一組轉錄因子,其分成BD(DNA-binding domain)和AD(DNA-activation domain),分別跟兩個有興趣研究的蛋白質結合,一個為bait(x),另一個為prey(Y)。當兩個蛋白質有交互作用的話,就會轉譯出reporter gene。

優點:
– 快速
– 便宜
– 可大量
– 為in vivo system下的環境
缺點:
– 可能由yeast的蛋白質分別橋接跟兩個蛋白質作用,而造成假陽性
– 兩個蛋白質可能原本不在同一個細胞的區域
– 兩個蛋白質可能無法在yeast中表現或是對yeast細胞有毒性

2. Affinity Purification Mass Spectrometry

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第二個常見來取得蛋白質交互作用的實驗方法便是Affinity Purification Mass Spectrometry。這是一個affinity-based為主的檢驗方式,他的專異性和敏感性都跟兩個交互作用蛋白間的作用力和穩定度相關。在這實驗方式,通常會有一個蛋白質作為所謂的bait,然後讓其他的蛋白質混合液流過它,看這過程中哪些蛋白質會跟這個bait蛋白質形成complex,此時再將這個蛋白質的complex拿去做LC-MS/MS,去看捕捉到哪些蛋白質。

優點:

  1. 這個方法可以用來不同蛋白質濃度下的交互作用
  2. prey蛋白是處在相對來說較自然的狀態

 

缺點:

  1. 要是prey蛋白無法讓MS辨認出來,或是濃度較低就無法辨識
  2. 較弱或是作用時間較短的蛋白質互動就看不到
  3. 混合作為prey的蛋白質混合液本身就有可能造成偽陽性

 

Co-immunoprecipitation

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這方法是傳統上所謂的"Gold Standard"

 

X-ray crystallography

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