背景说明

介于免疫共沉淀（Co-IP）因为不能有效地捕获瞬时或较弱的蛋白相互作用而存在一定的限制，科学家们开发出了一种新的研究相互作用的蛋白质组学技术——邻近标记技术（Proximity labeling，PL），它不仅无需构建文库或使用抗体，还对疏水性和低丰度蛋白的互作蛋白鉴定以及弱/瞬时互作蛋白的分析具有独特的优势。

邻近标记可直接在自然条件下的活细胞内进行，有利于捕获体内瞬时发生或微弱的蛋白互作关系，帮助科研人员更好地理解细胞内复杂的生物学过程。其原理是将一个具有特定催化连接活性的工具酶与目的蛋白融合，通过添加小分子底物（如生物素（biotin）），在工具酶的催化作用下小分子底物被活化并共价连接到酶邻近的内源蛋白上，被标记的蛋白经富集后进行质谱分析，可鉴定目的蛋白的互作或邻近的蛋白信息。

用于蛋白质互作鉴定的邻近标记酶有很多，其中，BioID酶可以将邻近蛋白质的赖氨酸残基生物素化。该酶简单无毒，但催化效率较低，通常需要18-24小时的标记时间；APEX虽然比BioID催化效率更高，但其发挥作用需要添加底物分子H2O2，但H2O2易对细胞产生毒性，引起细胞或组织的氧化应激；TurboID（35kDa）与其截短突变体miniTurboID（28kDa）结合了BioID和APEX的优点，不仅催化效率高且不会对活细胞造成损害，且可在室温（25°C）下实现有效的生物素化，通过将TurboID与感兴趣的目的蛋白融合表达于细胞内，在ATP与生物素的参与下，可在活细胞中对约10nm范围内的邻近蛋白进行生物素标记，标记时间约10分钟左右。

除上述邻近标记酶之外，近些年科学家们也陆续优化并开发出了许多其他的邻近标记酶，例如APEX系列的优化酶APEX2；BioID系列的优化酶BioID2、AirID、BASU等；以及一些小范围使用的工具酶如HRP、EXCELL、PUP-IT、NEDDylation，这些工具酶的开发使邻近标记技术的应用范围不断扩宽。

图 基于生物素的邻近标记标签的演变（Trinkle-Mulcahy L. 2019）。

服务内容及说明

适用范围

邻近标记技术被广泛应用于鉴定蛋白质相互作用网络，也被应用于研究活细胞中蛋白质与RNA、蛋白质与DNA的相互作用。

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实验周期

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实验交付内容

1、所有实验的原始数据（包括实验过程、实验试剂与设备等）；

2、重组载体的全序列信息和注释信息；

3、重组载体的酶切图谱；

4、重组载体的测序结果；

5、重组载体：一份质粒、一份大肠杆菌菌液（25%甘油菌）；

6、检测报告与结果分析（蛋白样品检测报告、Western blot实验结果检测或质谱数据、结果统计分析等）；

7、具体实验报告。

文献示例

图 TurboID和miniTurbo在哺乳动物细胞中的表征（Branon et al., 2018）。

参考文献

Branon TC, Bosch JA, Sanchez AD, et al. Efficient proximity labeling in living cells and organisms with TurboID. Nat Biotechnol. 2018;36(9):880-887.

Trinkle-Mulcahy L. Recent advances in proximity-based labeling methods for interactome mapping. F1000Res. 2019;8:F1000 Faculty Rev-135.