來(lái)自伊利諾斯大學(xué)厄爾本納-香檳分校、霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究院等處的研究人員研發(fā)了一種新型蛋白分析技術(shù)，能幫助研究人員獲得胞內(nèi)單一蛋白復(fù)合物的直觀圖像，這種稱(chēng)為SiMPull（single-molecule pull-down）的方法能幫助科學(xué)家們更深入地分析各種體內(nèi)蛋白。這一研究成果公布在Nature雜志上。

 

文章的通訊作者是來(lái)自伊利諾斯大學(xué)厄爾本納-香檳分校的Taekjip Ha教授和華裔學(xué)者向陽(yáng)助理教授。Taekjip Ha教授在蛋白研究技術(shù)方面獲得了許多重要的成果，是一位多產(chǎn)的學(xué)者，就在今年上半年，其研究組就發(fā)表了一篇Nature，一篇Nature Methods，兩篇PNAS，一篇Nature Chemical Biology等。另一位作者向陽(yáng)博士本科畢業(yè)于武漢大學(xué)生物學(xué)系，之后在俄勒岡醫(yī)科大學(xué)獲得博士學(xué)位，并在斯坦福大學(xué)完成博士后研究，目前主要從事腎上腺素受體等G蛋白偶聯(lián)受體在心臟疾病和阿爾茲海默病中的作用，采用單分子及活體細(xì)胞成像技術(shù)以及轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究心力衰竭和阿爾茲海默等疾病的發(fā)病機(jī)制，探尋其新的治療靶點(diǎn)。

 

蛋白復(fù)合物執(zhí)行多項(xiàng)細(xì)胞功能，同一蛋白參與不同的復(fù)合物能實(shí)現(xiàn)不同的功能。對(duì)蛋白相互作用進(jìn)行分析，是了解細(xì)胞功能和調(diào)控的關(guān)鍵，然而目前的識(shí)別胞內(nèi)蛋白相互作用的方法不能夠揭示體內(nèi)結(jié)合的突變部位。

 

在這篇文章中，研究人員建立了一種新型蛋白分析技術(shù)：SiMPull（single-molecule pull-down），這種方法能將傳統(tǒng)的pull-down 實(shí)驗(yàn)和熒光顯微技術(shù)結(jié)合起來(lái)，可以幫助研究人員獲得胞內(nèi)單一蛋白復(fù)合物的直觀圖像。SiMPull方法能區(qū)分一種蛋白的多種關(guān)聯(lián)狀態(tài)，同時(shí)還可以通過(guò)“光漂白”層次分析來(lái)確定復(fù)雜的化學(xué)計(jì)量特征。

 

這一方法可以分析體內(nèi)蛋白復(fù)合物中包含有多少種蛋白，每種蛋白是什么，SiMPull方法應(yīng)用廣泛，可以用于多種蛋白，包括來(lái)自組織提取物、細(xì)胞器及膜蛋白的體內(nèi)蛋白樣品，為分析生物途徑中的蛋白復(fù)合物提供了一種快速，靈敏，有效的平臺(tái)。

 

Taekjip Ha教授還曾與另外一位華裔學(xué)者，魯毅（Yi Lu，音譯）教授合作，利用一種高度敏感的技術(shù)發(fā)現(xiàn)了一種鉛特異性脫氧核酶（a lead-specific DNAzyme）利用“鎖-鑰匙”模式反應(yīng)的機(jī)制。

 

研究人員在單分子熒光共振能量轉(zhuǎn)移（single-molecule fluorescence resonance energy）技術(shù)的基礎(chǔ)上在靶標(biāo)分子上加上了兩種染料分子——綠色和紅色，然后用激光激活，這樣一些能量從綠色染劑轉(zhuǎn)移到了紅色染劑，轉(zhuǎn)移的多少依賴(lài)于兩種染劑的距離。從而證明了鉛特異性脫氧核酶利用“鎖-鑰匙”模式反應(yīng)的機(jī)制，這不同于其它的脫氧核酶，由于存在鋅離子或鎂離子，同樣的脫氧核酶利用的是“誘導(dǎo)契合”模式機(jī)制，這與核酶是相似的。