细胞相互作用

为探究生物进程的分子机制，需要确定介导这个过程的蛋白质-蛋白质间的相互作用。研究蛋白质间相互作用的主要技术总结如下：一、酵母双杂交系统酵母双杂交系统是当前广泛用于蛋白质相互作用组学研究的一种重要方法。其原理是当靶蛋白和诱饵蛋白特异结合后，诱饵蛋白结合于报道基因的启动子，启动报道基因在酵母细胞内的表达，如果检测到报道基因的表达产物，则说明两者之间有相互作用，反之则两者之间没有相互作用。将这种技术微量化、阵列化后则可用于大规模蛋白质之间相互作用的研究。在实际工作中，人们根据需要发展了单杂交系统、三杂交系统和反向杂交系统等。Angermayr等设计了一个SOS蛋白介导的双杂交系统。可以研究膜蛋白的功能，丰富了酵母双杂交系统的功能。此外，酵母双杂交系统的作用也已扩展至对蛋白质的鉴定。二、噬茵体展示技术在编码噬菌体外壳蛋白基因上连接一单克隆抗体的DNA序列，当噬菌体生长时，表面就表达出相应的单抗，再将噬菌体过柱，柱上若含目的蛋白，就会与相应抗体特异性结合，这被称为噬菌体展示技术。此技术也主要用于研究蛋白质之间的相互作用，不仅有高通量及简便的特点，还具有直接得到基因、高选择性的筛选复杂混合物、在筛选过程中通过适当改变条件可以直接评价相互结合的特异性等优点。目前，用优化的噬菌体展示技术，已经展示了人和鼠的两种特殊细胞系的cDNA文库，并分离出了人上皮生长因子信号传导途径中的信号分子。三、等离子共振技术表面等离子共振技术（SurfacePlasmonResonance，SPR）已成为蛋白质相互作用研究中的新手段。它的原理是利用一种纳米级的薄膜吸附上“诱饵蛋白”，当待测蛋白与诱饵蛋白结合后，薄膜的共振性质会发生改变，通过检测便可知这两种蛋白的结合情况。SPR技术的优点是不需标记物或染料，反应过程可实时监控。测定快速且安全，还可用于检测蛋白一核酸及其它生物大分子之间的相互作用。四、荧光能量转移技术荧光共振能量转移（FRET）广泛用于研究分子间的距离及其相互作用;与荧光显微镜结合，可定量获取有关生物活体内蛋白质、脂类、DNA和RNA的时空信息。随着绿色荧光蛋白（GFP）的发展，FRET荧光显微镜有可能实时测量活体细胞内分子的动态性质。提出了一种定量测量FRET效率以及供体与受体间距离的简单方法，仅需使用一组滤光片和测量一个比值，利用供体和受体的发射谱消除光谱间的串扰。该方法简单快速，可实时定量测量FRET的效率和供体与受体间的距离，尤其适用于基于GFP的供体受体对。五、抗体与蛋白质阵列技术蛋白芯片技术的出现给蛋白质组学研究带来新的思路。蛋白质组学研究中一个主要的内容就是研究在不同生理状态下蛋白水平的量变，微型化，集成化，高通量化的抗体芯片就是一个非常好的研究工具，他也是芯片中发展最快的芯片，而且在技术上已经日益成熟。这些抗体芯片有的已经在向临床应用上发展，比如肿瘤标志物抗体芯片等，还有很多已经应用再眼就的各个领域里。六、免疫共沉淀技术免疫共沉淀主要是用来研究蛋白质与蛋白质相互作用的一种技术，其基本原理是，在细胞裂解液中加入抗兴趣蛋白的抗体，孵育后再加入与抗体特异结合的结合于Pansobin珠上的金黄色葡萄球菌蛋白A(SPA)，若细胞中有正与兴趣蛋白结合的目的蛋白，就可以形成这样一种复合物：“目的蛋白—兴趣蛋白—抗兴趣蛋白抗体—SPA\|Pansobin”，因为SPA\|Pansobin比较大，这样复合物在离心时就被分离出来。经变性聚丙烯酰胺凝胶电泳，复合物四组分又被分开。然后经Westernblotting法，用抗体检测目的蛋白是什么，是否为预测蛋白。这种方法得到的目的蛋白是在细胞内天然与兴趣蛋白结合的，符合体内实际情况，得到的蛋白可信度高。但这种方法有两个缺陷：一是两种蛋白质的结合可能不是直接结合，而可能有第三者在中间起桥梁作用；二是必须在实验前预测目的蛋白是什么，以选择最后检测的抗体，所以，若预测不正确，实验就得不到结果，方法本身具有冒险性。七、pull-down技术蛋白质相互作用的类型有牢固型相互作用和暂时型相互作用两种。牢固型相互作用以多亚基蛋白复合体常见，最好通过免疫共沉淀（Co-IP）、Pull-down技术或Far-western法研究。Pull-down技术用固相化的、已标记的饵蛋白或标签蛋白（生物素-、PolyHis-或GST-），从细胞裂解液中钓出与之相互作用的蛋白。通过Pull-down技术可以确定已知的蛋白与钓出蛋白或已纯化的相关蛋白间的相互作用关系，从体外传路或翻译体系中检测出蛋白相互作用关系。

朊蛋白与免疫系统相互作用的新发现http://www.bioon.com/biology/UploadFiles/201112/2011123113381385.jpg　　12月29日，据《每日科学》报道，痒病是一种神经退行性疾病，它可以作为其他由蛋白积累致组织畸形(蛋白质病)疾病的模型，如阿尔兹海默氏病和帕金森氏病。有关这些基因的许多问题仍然悬而未决。在一个新的博士论文研究中，发现了数个与阮蛋白(PrPSc，与疾病的发展有关)摄取相关的因子以及朊蛋白是如何与肠道内的免疫细胞相互作用。　　羊瘙痒病属于一组被称为"传染性海绵状脑病(TSE)"的疾病，因为它们可以在动物个体之间传播，并导致大脑产生海绵状、退行性改变。这些疾病不仅折磨羊，还折磨牛(牛海绵状脑病，又称疯牛病，BSE)、鹿(鹿慢性消耗性疾病，又称疯鹿病，CWD)以及人类(克雅氏病CJD)。它们在一定程度上也可以在物种见传播，在20世纪90年代，超过200人经由食物感染而患上了克雅氏病。　　传染性海绵状脑病(TSE)，或者称阮病毒疾病，被认为是感染了一种能致病的蛋白质变体--朊蛋白，它是机体细胞的正常组成部分，在脑中含量最为丰富。一般而言，阮病毒疾病可能是传染的、遗传的或偶发/自发的。当正常的朊蛋白突变成致病的变种，疾病便发生了，变种朊蛋白在空间结构上与健康的朊蛋白不同。由于变种的朊蛋白具有不同的空间结构，机体细胞很难降解它，因此它就一直在积累。　　因为朊蛋白(PrPSc)是在疾病早期在肠道系统的淋巴组织中被发现，推测它是经由肠胃道传染。在兽医学家Caroline Piercey Akesson博士研究杂交仪期间，研究了朊蛋白在肠道内的吸收，从而对疾病发展的早期阶段所发生的过程有了新的了解。与早先的推测相反，她通过免疫电镜证明阮蛋白不是直接从肠道转运到肠道相关的的淋巴组织。相反，她发现朊蛋白自由地穿过或穿进肠道淋巴组织之外的淋巴细胞。　　树突状细胞据推测发挥着"看门人"的作用，它决定机体能容忍什么以及当面对外来物时该策划哪一种免疫防御反应。Akeeson的目标之一就是树突细胞与朊蛋白摄取之间的相互作用。首先，需要了解正常的羊肠道内树突状细胞的特点;其次，去调查哪一类型的细胞与阮病毒的摄取有关。　　她的研究结果表明，不是树突状细胞，而是巨噬细胞负责朊蛋白的摄取。Akesson的研究揭示，朊蛋白利用了肠道中大分子物质摄取的正常生理通道，这可能对机体的免疫监视系统有显著影响。一个可能的后果就是免疫耐受被激活，从而阻碍了肠道对所吸收的朊蛋白的正常免疫反应。　　今后的研究能够揭示免疫细胞是如何运输朊蛋白及机体是如何处理朊蛋白，这将具有非常重要的意义，不仅是为了提供更多的关于痒病的知识，还为研究人类和其他动物中神经退行性蛋白质病提供重要见解。　　Caroline Piercey Akesson于12月20日在挪威兽医科学系进行了博士论文答辩，论文的题目是：研究阮病毒的摄取及其与羊肠道中免疫细胞的早期相互作用。

BIA是英语“Biomolecular Interaction Analysis” 的缩写，BIA提供了实时观察生物分子间相互作用的技术。通过它能观察两种分子结合的特异性，能知道两种分子的结合有多强，还能了解生物分子的结合过程共有多少个协同者和参与者。BIA可以让得到用其他技术方法难以得到的结果，因为它可以实时反映分子结合过程中每一秒变化的情况。无需借助标记物进行分析使BIA广泛应用于各类生物体系的测定，从各类小分子化合物、多肽、蛋白质、寡核苷酸和寡聚糖直至类脂、噬菌体、病毒和细胞。一、 动力学常数的测定BIA可以用来分析不同抗体与抗原的结合与解离常数，相对与以前其它检测抗体效价的方法，BIA不仅快速，可以准确定量，和可以让你看到整个结合和解离的动态过程。二、浓度的测量三、分子相互作用模式的研究我们想知道两分子之间相互作用的比例，结合位点，抗原决定族的位点，都可以用BIA来完成。研究突变后活力大小的变化，研究复合物形成次序等等。四、蛋白质功能分析复合物的组装可以看成研究蛋白功能的一个例子。也可以设计其它的一些实验，只要前后芯片表面的质量有变化就可以利用BIA技术来检测。详情请见:[URL=http://biotech.ustc.edu.cn/html/yiqijieshao/2006/0727/2.html]http://biotech.ustc.edu.cn/html/yiqijieshao/2006/0727/2.html[/URL]