蛋白質交聯劑

蛋白質交聯劑是一類小分子化合物，具有2個或者更多的針對特殊基團（-NH₂、-COOH、-HS等）的反應性末端，可以和2個或者更多的分子分別偶聯，從而使這些分子結合在一起。70年代時人們普遍使用戊二醛作為蛋白質交聯劑連線抗體和指示劑（如酶類），但其缺點是由於交聯基團是隨機的，容易形成雜亂的多聚體。80年代，更具選擇特異性的交聯劑,例如NHS（針對-COOH）和馬來醯亞胺（針對-HS)在生命科學研究中得到了更為廣泛的套用。巧妙地運用交聯劑可以在蛋白質相互作用研究，免疫學，癌症治療等領域取得意想之外的收穫。截至2010年，市面常用的蛋白質交聯劑大約有一百多種。

基本介紹

• 中文名：蛋白質交聯劑
• 數量：蛋白質交聯劑大約有一百多種
• 特點：具有兩個相同活化反應基團
• 實質：同源交聯劑異源交聯劑

分類

蛋白質交聯劑分為三大類：同源交聯劑，異源交聯劑，光反應交聯劑。

同源交聯劑：具有兩個相同活化反應基團。套用：一步反應，分子內交聯，多聚反應，穩定四級結構

異源交聯劑：具有兩個不同活化反應基團。套用：兩步反應交聯，可減少聚集和自身交聯。

光反應交聯劑：反應原則：首先交聯不穩定的熱反應活性基團（與第一種蛋白質），然後UV交聯，將第一種蛋白質交聯到第二種蛋白質的N-H，C-H上。特點：交聯非特異性，產率低。

使用方法

交聯劑的反應步驟

圖示為同源交聯劑的使用方法：首先將待交聯的蛋白質A與交聯劑在一定條件下反應，得到的蛋白質A-交聯劑中間體，然後移除多餘的交聯劑，再加入欲交聯的蛋白質B。產物中可能會形成多聚體，這一副產物通過調節反應條件來控制。分成兩部反應的目的在於減少分子內交聯以及形成蛋白質多聚物。另外，選擇異源交聯劑也可以減少多聚物的產生。

　　

　　

　　

　　

　　

套用

蛋白質交聯劑已在國際上廣泛套用於生命科學研究的各個分支。

蛋白質間相互作用研究

大多數蛋白質-蛋白質結合相互作用是瞬時的，通過交聯方法可以穩定或永久連線相互作用複合物中的成分，從而有助於鑑別這些瞬時接觸。一旦相互作用的成分被共價偶聯，可以使用其他步驟（例如細胞裂解，親和純化和電泳）來製備分析樣品，同時可維持最初的相互作用複合物。

生物飛彈研究（靶向藥物）

將能識別腫瘤表面抗原的抗體與藥物共價連線，實現靶向治療，從而減少傳統化療方法對健康細胞的殺傷。

載體蛋白與半抗原的連線

半抗原只有反應原性而沒有免疫原性。而將病毒包被蛋白的一段多肽序列（半抗原）可以和載體蛋白連線後製成疫苗，激發免疫反應。另外也可以通過這種方法製備單克隆抗體，並利用此單抗返回找到大分子蛋白上的抗原結合位點。在連線二者的操作中，較低的半抗原-載體蛋白摩爾比會帶來更高的抗體親和力。

此外將半抗原連線在載體蛋白中間的胺基酸上比連線在其末端時產生的的抗體效價更高。

蛋白質或其他分子的固相化

將蛋白質通過共價鍵結合在磁珠，96孔板，玻璃等等固體基質上，以減少洗脫過程中的損失

抗體的標記、標記轉移

將抗體與酶，螢光基團或者生物素連線用於定量測量或者定位觀察。抗體標記與修飾之前，需要用固定化的抗原純化。為了避免抗體結合抗原的位點被封閉，選擇抗體重鏈上合適位置的的胺基酸就比較重要。標記酶可以連線在抗體鉸鏈區打開形成的二硫鍵上，或者或者抗體的非特異性片段上。

此外，還可以將抗體酶切，獲得抗原結合片段，然後將標記基團與抗原結合片段連線。這種方法的優勢是在ELISA反應中減少了Fc片段的干擾，並且也增加了這一複合物的膜通透性，使之更適合標記活體細胞。左圖是將標記基團結合在鉸鏈區二硫鍵打開生成的巰基上。右圖是將標記基團直接結合在抗體結合片段上。