基本介紹
- 中文名：蛋白質微陣列
- 外文名：Protein microarray
- 別 稱：蛋白質晶片
- 作 用：蛋白質功能研究
製作,比較,現狀,
製作
構建蛋白質陣列文庫的第一步是建立全長cDNA表達文庫，再將cDNA文庫轉化成蛋白質文庫。原則上所有cDNA都可以用於蛋白質文庫的構建，然而大多數蛋白質因不具備體外可檢測的生物活性，因而不適於文庫篩選。目前能適用於體外高通量功能篩選的蛋白質主要有細胞膜“表面蛋白”和“分泌型蛋白”。大部分分泌型蛋白質在氨基末端含有20至40個胺基酸的信號肽。而膜蛋白均含有跨膜疏水性的α螺旋結構。利用電腦程式可以預測這兩類蛋白，從而挑選相應的cDNA構建蛋白質陣列文庫。一旦cDNA文庫確定後，可將cDNA克隆到表達標記蛋白的載體內，套用高通量自動化的蛋白表達系統來表達和純化帶有標記的靶蛋白。
比較
和cDNA文庫相比，蛋白質文庫穩定性差，因為蛋白質易降解和沉澱。為了保證蛋白質的活性通常需要新鮮製備用於篩選的蛋白質。
現狀
“微陣列”是當今生物學領域裡最時髦的名詞。像寡核苷酸和蛋白質這樣的小分子被固定在經微細加工的表面上，以進行高通量的篩選研究。將各種類型的分子固定在這種表面還存在許多困難，然而，隨著技術的進步，現在已經有了越來越多的解決辦法。
因為蛋白質對微擾動有天生的敏感性，所以將其固定在微陣列表面尤為困難。加州理工學院的David Tirrell教授說：“將蛋白質按微陣列方式置放是一個用普通方法無法解決的問題。”構建蛋白質微陣列的最初努力是為了研究賴氨酸或半胱氨酸殘基的固有活性，希望表面上的反應基以共價方式捕捉蛋白質，但這會讓活性位點變得難以獲得，或導致蛋白質變性。因此，許多研究人員借用傳統的親和層析法在表面放置蛋白質，比如將蛋白質與hexahistidine標籤融合在一起，再用固定金屬捕獲。然而，挑戰仍然存在，所用的標籤不僅需要在各種環境中保持相當的穩定，而且還要保持表面化學的高親和力。為了實現這個目標，Tirrell和同事提出用一種新型的柔性多肽支架構成表面的固定域和蛋白質捕捉域。
固定域是由高疏水彈性蛋白擬肽構成，它能緊緊附著在疏水的表面。而且，當與一個非自然的光反應苯基丙氨酸衍生物結合時，這種支架能與適當的衍生表面在紫外光照射下聯接。蛋白質捕獲域由一條單亮氨酸拉鏈捲曲螺旋構成，當與目標蛋白質結合時，補充螺旋就會被表達出來。由於粘聯非常緊密以及亮氨酸拉鏈捲曲螺旋特別的非共價聯合，因此，即使是在細胞液中，目標蛋白質也能有效地被固定支架捕獲。
彈性蛋白擬肽通過一個光合反應胺基酸與表面共價結合。目標蛋白質與亮氨酸拉鏈螺旋融合，螺旋間強有力的非共價聯結導致二聚作用，從而有效地固定目標蛋白質。
這種經過專門設計的多肽支架可以更靈活地將蛋白質固定在微陣列上，供科學家們從事蛋白質功能研究。
