蛋白质相互作用的研究技术及其在植物中的应用

的相互作用都是用酵母双杂交的方法来分析的。采用体 内 实验来研究 以 后再进行研究 ， 此对于低拷贝蛋白就有这样—个问题值得考虑。 因 蛋白质的相互作用， 方法精确 ， 不受外界影响 ， 易于操作。更重要 的是 ， 随着越来越多的生物基因 组被完全测序 ， 人们对蛋白 质结构与功能 所以， 在完善现有的研究手段 的同时 ， 发展高通 所有操作均在核酸水平进行 ， 无需纯化７ ！ 的蛋白质 ， ￣ｉ ｔ 可精确测定蛋白 的认识也在不断深入 ， 质的弱相互作用。 量、 高灵敏度 、 高准确性 的研究技术， 是现在乃至在今后相当一段时间内 但是 ，并非所有蛋白之间的相互作用都适合用酵母双杂交系统检 蛋白 质相互作用技术研究中的主要任务。 而这些先进的、 简易的、 大规模 测。酵母双杂交系统也有其缺陷性 ： 例如“ 假阳性” 假阴性” 与“ 的问题。 分析蛋白 质相互作用的 技术发展又将会推动蛋白 质组学的 进步。 酵母双杂交技术只能反映蛋白质问可能发生的作用，还必须结合 参考文献 其他试验才能确认 ， 尤其是要与生理功能研究结合。虽然如此 ， 该项技 ［康 洁， １ 】 郑爱珍． 白质组学在植物生命研究中的应用叨． 师范学院 蛋 长春 术在蛋白质问的相互作用研究 、筛选新的蛋 白质以及研究蛋白质功能 学报 ： 自然科学版 ，０ ５２ （ ） ２ ０ ，４３． 等方面仍发挥着重要 的作用。 勇． 质组学研究 蛋白 进栅 ． 华南国防医学， ０ ， （） ２ ４１ ３． ０ ８ １ 噬菌体展示￣ （ｈｇ ｉ ｌ ｃｎ ｕｓ Ｄ ） ． ２ ｐａ ｄ ｐ ｙｔ ｈｉ ｅ， Ｔ。噬菌体展示 ｃ 彭昌文． ｅ ｓａ ｅ ｑ Ｐ ３ 】 蛋白质组学研究进展因． 山东省济宁师专生物 系． 技术是一种新的蛋 白质相互作用研究技术 ，是噬菌体表面表达筛选技 ［李明珠 ， ４ 】 张部昌， 黄留玉． 蛋白质组学中的分离检测技 术们 生物技术通 ． 报 ，０ ５ ２０ ． 术， 也是一种用于筛选和改造功能『多肽的生物技术。 生 １ ．噬菌体展示技术原理。噬菌体展示技术是将表达多肽的基因 【 薛淑群 ， ．１ ２ ５ 】 刘伟 ， 匡友谊． 白质组学研究的技术体系及进展忉 水产学 ， 蛋 ． 与噬菌体表面蛋白的编码基 因融合后 ，以融合蛋 白的形式表达在噬菌 ２ ０ ，７ １． ０４ １ （） 体表面的一种方法 ， 最常用的表达系统是 Ｍ１ 噬菌体。 ３ 【邹清华， ６ ］ 张建中． 白质组学的相关技术及应用 生物技术通报 ，０ ３ 蛋 ． ２ ０ 在编码噬菌体外壳蛋 白的基因上连接一单克隆抗体的 Ｄ Ａ序列 ， （ ） Ｎ ３． 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 周海燕，吴永尧． 白质组学研究与应用 ．湖北民族 学院学报 ， 蛋 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 。 ２ ０ ，１１． ０ ３２ （ ） １．噬菌体展示技术的特 。 ． ２ ２ 噬菌体展示技术不仅有高通量及简 ［陈姗． ８ ］ 蛋白��
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科 技论 坛
蛋 白质相互作用 的研究技术及其在植物 中的应用
安 娜
（ 尔滨华崴焊切股份有限公司， 哈 黑龙江 哈 尔滨 １０ ０ ） ５ ０ ０
摘 要： 随着人类基 因组图谱 的绘制 完成 ， 因组研 究由结构基 因组学转入到功能基 因组学。蛋 白质是基 因功能 的直接执 行者 ， 白 基 蛋 质 相 互 作 用是 细胞 进 行 代 谢 活动 的 基 础 。 主要 综述 研 究蛋 白质 相 互 作 用 的重 要 意 义 、 究 方 法 ， 研 以及 植 物 蛋 白质 相 互 作 用 的研 究进 展 。 关键词 ： 白质相互作用 ； 蛋 酵母双杂交技 术 ； 噬茵体展 示技 术
１蛋 白质 相互 作用研 究 的主要 技术 因。 蛋白质之间的相互作用是细胞生命活动的基础和特征。通过与其 ２ 蛋 白质相互 作用 研究 技术在 植物 中的应 用 他蛋白质分子 ， ， 糖等的相互作用执行其功能 ， 核酸 脂， 揭示千变万化 的 目前 ，蛋白质相互作用的研究技术在植物中的应用主要 以酵母双 相互作用以及 由此形成 的纷杂的蛋白质联系网络是蛋 白质组学的研究 杂交技术为主，并已经广泛地运用在植物蛋 白质相互作用研究的各个 的重要内容。目前 ， 蛋白质 间相互作用的研究方法主要有酵母双杂交系 领域。 而有些技术 ， 在植物蛋共振能量转移技术等 。 研究成果 ， 如噬菌体展示技术 ， 前主要在抗体工程和疫苗的研究最为 目 １ 酵母双杂交（ｅｓ ｔｏｈ ｂｉ ，Ｔ 。 ． １ ｙａｔｗ — ｙｒ Ｙ Ｈ） 酵母双杂交系统是当前 成熟。 ｄ 广泛用于蛋 白质相互作用研究的强有力的方法。如今它不但可用来检 ２１ ．酵母双杂交技术在植物发育生理研究中的应用 。 用酵母双杂交 验蛋 白质 间、 白质与小分子肽、 白质与 Ｄ Ａ、 白质与 Ｒ Ａ间的 体系研究植物主要集中于模式植物拟南芥， 蛋 蛋 Ｎ 蛋 Ｎ 也偶有用于研究烟草 、 矮牵 相互作用， 而且还能用来发现新 的功能蛋 白质和研究蛋白质的功能， 在 牛和 菠菜 。 Ｆｅｔｎ等用此种技术证实拟南芥花发育期间的器官特异性 因子 ｏ ａ 对蛋白质组 中特定的代谢途径中的蛋白质相互作用关系网络的认识上 发 挥 了重要 作用 。 Ｇ ＭＯ Ｓ与一特异蛋白质相互作用 ， Ａ Ｕ 后者富含重复亮氨酸序列。这是 １ ．酵母双杂交原理。酵母双杂交方法是一种在酵母中利用转录 首次证实植物中 Ｍ Ｓ Ｏ ．１ １ ＡＤ —Ｘ的转录调控因子与非 ＭＡ Ｓ ｂｘ蛋白之间 Ｄ —ｏ 激活物的重组来鉴定蛋白质之间相互作用的方法 。其理论基础是转录 发生作用。 因子的结构模型 ，真核生物细胞转录激活因子一般都含有 ２ 个不同的 ２ ． ２酵母双杂交技术在植物病毒作用机理研究中的应用 。 万曦等用 结构域 ：Ｎ Ｄ Ａ结合结构域（ Ｎ ｉｄ ｇＤ ｍ ｉ，Ｄ） Ｄ Ａ转 录激 Ｄ ｐｅ— Ｄ Ａ Ｂｎ ｉ ｏ ａ Ｂ 和 Ｎ ｎ ｎ ｕｌｘ Ａ酵母双杂交系统克隆植物早期结瘤素基 因 Ｅ Ｄ ０的受体 ＮＯ ４ 活结构域（ｃｖｔ ｎ ｏ ａ ，ｏ ａｎＡＤ 。它们之间只有通过某种方式 基因， ａｔ ａｏｄ ｍ ｉ Ｄ ｍ ｉ， ） ｉ ｉ ｎ 得到 ５ 个克隆， 为进一步分析根瘤形成过程中信号转导打下 ｒ基 结合在一起才具有完整的转录激活因子 的活陛。将拟研究 的靶蛋 白基 础。 ｔ ｎ Ｗｉ互作用。 因与 Ａ Ｄ序列结合， 编码诱饵蛋白的基因与 Ｄ Ａ的 Ｂ Ｎ Ｄ序列结合 ， 分别 芥真核转录起始因子 ４ 形成两段融合基因。 当这两段融合基因在同一菌株内表达 ， 靶蛋白与诱 ３展 望 饵蛋 白在核内相互作用时 ， 就重新形成完整的有涪 Ｉ 生的转 录激活因子 ， 综上 可以看 出， 无论哪种蛋 白质相互作用研究方法都各有其特点 ， 从而激活报告基 因的转录。 根据报告基因的表达与否， 即可判断靶蛋白 其中一种方法也必将成为其他研究方法的有益补充。 与诱饵蛋白之间是否相互作用。 目 ， 白 前 蛋 质相互作用的 研究技术已被应用到生命科学的 各个领 １． ．２酵母双 杂交 技术 的特点 。酵 母双杂 交系 统在检 测蛋 白质 之 间 域 ， １ 虽起步较晚， 但成果显著 。 但是我们还应看到许多不足 ， 最关键—个 相互作用时具有敏感 、 简洁、 、 真实 广泛等优点。因此 ， 许多蛋 白质之间 问题是由于我们不能像对待低拷贝核酸一样 ， Ｐ Ｒ的方法对其扩增 用 Ｃ
基因的主要功能是通过其表达产物——蛋白质来实现的，蛋白质 便的特点 ， 还具有直接得到基因、 在筛选过程 中通过适 当改变条件 町直 是生理功能的执行者 ， 因此要揭示整个生命活动的规律 ， 就必须研究基 接评价相互结合的特异性等优点。 因的产物——蛋 白质。 在生命活动 中， 白质之间的相互作用是细胞进础 ， 白质的相互作用能产生许多效应。 蛋 研究蛋 白 蛋 白， 可能改变天然蛋白质的结构和功能 ， 其体外检测 的相互作用可能 质相互作用， 有助于蛋 白质功能的分析 、 生命发育的探索 、 有效药物的 与体内的真实情况不符 。 开发等众多问题 的解决 。本文将从蛋白质相互作用研究技术及在植物 噬菌体展示技术的意义在于它克服 了研究蛋 白质相互作用时需对 中的应 用加 以综 述 。 其结构的详尽知识 的限制 ，这也使得该项技术得 以广泛应用的直接原