蛋白质微阵列 _生活百科

文章插图
蛋白质微阵列蛋白质微阵列是将不同的具有生物活性的蛋白质分别置于微量板的不同孔内来进行蛋白质功能筛选的文库。它实质上是cDNA阵列文库的继续。
【蛋白质微阵列】蛋白质微阵列是一种专门设计的多肽支架构成了一个表面固定域和捕获域，从而形成柔性的蛋白质阵列。
基本介绍中文名：蛋白质微阵列
外文名：Protein microarray
别称：蛋白质晶片
作用：蛋白质功能研究
製作构建蛋白质阵列文库的第一步是建立全长cDNA表达文库，再将cDNA文库转化成蛋白质文库。原则上所有cDNA都可以用于蛋白质文库的构建，然而大多数蛋白质因不具备体外可检测的生物活性，因而不适于文库筛选。目前能适用于体外高通量功能筛选的蛋白质主要有细胞膜“表面蛋白”和“分泌型蛋白” 。大部分分泌型蛋白质在氨基末端含有20至40个胺基酸的信号肽。而膜蛋白均含有跨膜疏水性的α螺旋结构。利用电脑程式可以预测这两类蛋白，从而挑选相应的cDNA构建蛋白质阵列文库。一旦cDNA文库确定后，可将cDNA克隆到表达标记蛋白的载体内，套用高通量自动化的蛋白表达系统来表达和纯化带有标记的靶蛋白。比较和cDNA文库相比，蛋白质文库稳定性差，因为蛋白质易降解和沉澱。为了保证蛋白质的活性通常需要新鲜製备用于筛选的蛋白质。现状“微阵列”是当今生物学领域里最时髦的名词。像寡核苷酸和蛋白质这样的小分子被固定在经微细加工的表面上，以进行高通量的筛选研究。将各种类型的分子固定在这种表面还存在许多困难，然而，随着技术的进步，现在已经有了越来越多的解决办法。因为蛋白质对微扰动有天生的敏感性，所以将其固定在微阵列表面尤为困难。加州理工学院的David Tirrell教授说：“将蛋白质按微阵列方式置放是一个用普通方法无法解决的问题。”构建蛋白质微阵列的最初努力是为了研究赖氨酸或半胱氨酸残基的固有活性，希望表面上的反应基以共价方式捕捉蛋白质，但这会让活性位点变得难以获得，或导致蛋白质变性。因此，许多研究人员借用传统的亲和层析法在表面放置蛋白质，比如将蛋白质与hexahistidine标籤融合在一起，再用固定金属捕获。然而，挑战仍然存在，所用的标籤不仅需要在各种环境中保持相当的稳定，而且还要保持表面化学的高亲和力。为了实现这个目标，Tirrell和同事提出用一种新型的柔性多肽支架构成表面的固定域和蛋白质捕捉域。固定域是由高疏水弹性蛋白拟肽构成，它能紧紧附着在疏水的表面。而且，当与一个非自然的光反应苯基丙氨酸衍生物结合时，这种支架能与适当的衍生表面在紫外光照射下联接。蛋白质捕获域由一条单亮氨酸拉链捲曲螺旋构成，当与目标蛋白质结合时，补充螺旋就会被表达出来。由于粘联非常紧密以及亮氨酸拉链捲曲螺旋特别的非共价联合，因此，即使是在细胞液中，目标蛋白质也能有效地被固定支架捕获。弹性蛋白拟肽通过一个光合反应胺基酸与表面共价结合。目标蛋白质与亮氨酸拉链螺旋融合，螺旋间强有力的非共价联结导致二聚作用，从而有效地固定目标蛋白质。这种经过专门设计的多肽支架可以更灵活地将蛋白质固定在微阵列上，供科学家们从事蛋白质功能研究。