先进的生物过程分析
蛋白质一般是通过相互作用来实现各种细胞功能,很少单独作用。
研究蛋白质-蛋白质相互作用可为广泛的生物学过程提供重要见解。
蛋白质可促进细胞中的大多数生物过程。包括基因表达、细胞生长、增殖、营养摄取、形态、运动、细胞间通信和细胞凋亡。
蛋白质表达是一种对各种刺激做出反应的动态过程。在一些任务中,特定蛋白质可能并不总是表达或激活。细胞的蛋白质表达也各有不同,这可能会使在适当的生物学背景下研究蛋白质功能变得复杂。然而,通过仔细的调查和分析,这些挑战是可以克服的。
在 20 世纪 90 年代末之前,蛋白质功能分析主要关注单个蛋白质。然而,大多数蛋白质必须与其他蛋白质相互作用才能发挥功能,因此应在蛋白质-蛋白质相互作用的背景下进行蛋白质研究。由于人类基因组的发布和蛋白质组学的发展,了解蛋白质相互作用和识别生物网络以了解其在细胞内的功能变得至关重要。
蛋白质相互作用的主要类型包括:
在蛋白质-蛋白质相互作用中,蛋白质间相互作用,从而在细胞中执行特定功能。
由于几乎所有生物过程都涉及一种或多种 PPIs,因此研究这些相互作用有助于我们了解这些过程中的分子机制相互作用,包括:
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蛋白质-蛋白质相互作用可通过几种实验技术进行研究,而每种技术都有其独特优势和局限性。这些研究提供的见解取决于所选的分析方法。
一些(但不是全部)最广泛使用的 PPI 分析方法包括:
方法 | 描述 | Malvern Panalytical 仪器 |
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核磁共振 (NMR) 光谱 | NMR 光谱可提供原子层面的结构信息,揭示蛋白质结合时构象变化的详细信息。 | -- |
串联亲和纯化-质谱法 (TAP-MS) | 串联亲和纯化可获得纯化的蛋白质复合物,通过质谱仪 (MS) 分析从而绘制出蛋白质-蛋白质相互作用图谱。 | -- |
光栅耦合干涉技术 (GCI) | 通过这种基于表面的实时无标记技术,研究人员可以快速准确地测量动力学速率,测定亲和力,并监测生物流体等粗样中即使是低丰度的相互作用分析物的浓度。 | |
表面等离子共振 (SPR) | SPR 可实时监测传感器芯片表面的蛋白质相互作用,可精确测定结合动力学和亲和力。SPR 是一种无标记技术,使用的样品相对较少,可以精准分析蛋白质相互作用。 | -- |
等温滴定量热法 (ITC) | ITC 可测量结合过程中释放或吸收的热量,为了解相互作用机制提供重要的热力学信息。 | |
关联技术: | ||
差示扫描量热法 (DSC) | DSC 可测量蛋白质的热稳定性,可用于稳定性研究、生物相似性评估和批间一致性评估。DSC 通过恒速加热过程中,监测恒分子变性的热量变化来测量热稳定性。 | |
电泳光散射 (ELS)
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ELS 可测量颗粒迁移率和电荷。DLS 可测量从亚纳米到数微米直径的分散系统的粒径。结合使用这些技术可以更全面地了解蛋白质-蛋白质相互作用,有助于开发针对特定分子相互作用的干预措施。 |
Malvern Panalytical 仪器已用于数项 PPIs 分析研究。以下为一些示例:
通过 WAVE 分子互作仪的光栅耦合干涉技术 (GCI) 探索几种植物受体与其配体之间的结合,以及共受体 (SERK3) 的作用。各个受体与其各自配体的结合亲和力有显著差异,SERK3 胞外结构域与配体相关受体结合的结合动力学是相似的。
通过 WAVE 的 GCI 技术分析与细胞表面受体合成的‘受体模拟物’的相互作用,这些受体模拟物通常是药物靶点。
MicroCal 等温滴定量热法 (ITC) 表明,改变蛋白质的主链可改变电压门控钙通道中的蛋白-蛋白相互作用。
本文回顾了 ITC 等技术用于研究抑制蛋白-蛋白相互作用的受限肽的特性。
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![]() Zetasizer Advance 系列广泛适用的光散射技术 |
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技术类型 | ||||
Grating-coupled interferometry (GCI) | ||||
等温滴定量热法 (ITC) | ||||
差示扫描量热法 (DSC) | ||||
电泳光散射法 | ||||
动态光散射 |