南方科技大学团队开发新一代近程标记技术，精准解析蛋白质复合物
南方科技大学团队开发新一代近程标记技术，精准解析蛋白质复合物
南方科技大学田瑞军教授团队在《Nature Communications》杂志上发表了一项突破性研究成果，开发出新一代近程标记蛋白质组学技术。该技术通过设计和筛选新的过氧化物酶APEX2底物探针，成功开发出两种具有高度选择性的近程标记方法，能够捕捉活细胞中瞬时和弱的蛋白质复合物，从而绘制具有分钟级别时间分辨率的时空动态相互作用蛋白质组。
技术原理与创新
研究团队基于APEX2酶的特性，设计并筛选出新的底物探针。APEX2酶作为一种过氧化物酶，能在活细胞中实现蛋白质的原位标记。在过氧化氢存在下，它能催化苯酚衍生物转化为自由基，快速标记邻近蛋白质的酪氨酸残基，整个过程仅需1分钟即可产生足够标记信号。
近程标记技术是一种活细胞中原位蛋白质标记技术，通过将APEX2与特定亚细胞器定位的靶点蛋白结合，实现蛋白质复合物的标记和鉴定。研究团队设计了12种不同的生物素酚类似物探针，最终筛选出BP5和BN2两种探针。相比于传统的生物素酚探针，这两种新探针具有更高的反应活性和选择性，能够更精准地标记蛋白质复合物。
技术优势
与传统的蛋白质相互作用检测技术相比，新一代近程标记技术具有显著优势。传统的免疫共沉淀、酵母双杂交等方法存在假阳性率高、无法检测瞬时相互作用等问题。而近程标记技术（如BioID）能检测弱的、瞬时的蛋白相互作用，具有更高的时间和空间分辨率。
该技术具有分钟级时间分辨率和10纳米的空间分辨率，能够捕捉瞬时和弱的蛋白质相互作用。在具体应用中，研究团队以GRB2蛋白为例，展示了BP5探针相较于传统BP1探针具有更高的选择性。同时，BN2探针在标记完全定位于胞质的蛋白复合物IPP时，能够高选择性地标记所有复合物蛋白。
应用前景
这项技术在多个领域展现出广阔的应用前景。在基础研究方面，它能够帮助科学家更深入地理解蛋白质复合物的动态变化和功能机制。在疾病研究中，该技术可以用于解析复杂信号转导通路中的关键蛋白互作，为疾病机制研究提供新的线索。在药物开发领域，通过精准表征蛋白质复合物，有助于发现新的药物靶点和治疗策略。
此外，该技术在法医应用中也展现出巨大潜力。通过精准捕捉蛋白质复合物的动态变化，可以为法医鉴定提供更准确的生物标志物，提高案件侦破效率。
南方科技大学田瑞军教授团队开发的新一代近程标记蛋白质组学技术，通过创新的探针设计和优化的标记策略，突破了传统方法的局限性，为蛋白质复合物研究提供了强有力的工具。这一技术不仅能够帮助科学家更深入地理解细胞内复杂的信号转导机制，还将在疾病研究、药物开发等多个领域发挥重要作用，推动生命科学领域的进一步发展。