上海科技大學：一種膜蛋白相互作用的新研究技術

上海科技大學生命學院的研究人員發表了題為“A proximity-tagging system to identify membrane protein–protein interactions”的文章，通過改造原核生物中的蛋白質降解系統, 開發了一種新型的研究膜蛋白之間相互作用的分子工具（PUP-IT，pupylation-based interaction tagging）。

這一研究成果公布在8月14日的Nature Methods雜志上，文章的通訊作者為上海科技大學莊敏教授和王皞鵬教授，第一作者為劉強和鄭駿。

蛋白質之間的相互作用在細胞間的信息交流、細胞內的信號轉導等一系列基本生物過程中扮演著不可替代的角色。準確找出某一目標蛋白的相互作用蛋白，不僅有助于更全面地了解該目標蛋白的功能，還能促進細胞內信號通路的蛋白組成得以更完善的解析，也對為今后可能的藥物靶點設計提供了更多可能。

相對于細胞質中蛋白質的相互作用，檢測位于細胞膜和細胞器膜上的蛋白質的相互作用面臨著更大的挑戰：膜結構上的蛋白不易提取，相互作用時間短且作用力十分微弱，研究蛋白質之間相互作用的傳統方法并不完全適用于膜蛋白。

近年來，以APEX和BioID為代表的蛋白鄰近催化標記技術逐漸進入研究者的視野。鄰近標記技術通過在誘餌蛋白上融合具有鄰近標記功能的酶來實現對微弱相互作用蛋白的共價標記，使得原本不易被檢測的蛋白間微弱相互作用或膜蛋白間的相互作用能夠被鑒定。

在這項最新的研究中，莊敏教授課題組從原核生物中找到靈感，建立了一種新型的鄰近催化標記分子工具PUP-IT。PUP-IT系統的標記效率和檢測靈敏性優于其它的蛋白鄰近催化標記技術，且此系統對細胞本身功能沒有影響，有更寬廣的適用范圍。目前，PUP-IT技術已申請了中國ZL，并通過PCT途徑申請了國際ZL。

在本研究中，研究人員首先在細胞外對PUP-IT系統進行了驗證性實驗。結果表明PUP-IT系統能在體外對鄰近蛋白進行催化標記，并且能夠捕捉到蛋白質之間微弱的相互作用。隨后PUP-IT被應用于T細胞共刺激分子CD28的研究中。通過與對照組的結果分析，研究人員鑒定到了已知的與CD28有相互作用的蛋白，這表明PUP-IT系統能夠被應用于細胞膜表面的蛋白質相互作用研究。最后，研究人員還在細胞表面的受體和配體的相互作用等方面對PUP-IT系統進行了一系列拓展性的實驗。