蛋白質組學/蛋白質晶片/型別

型別

型別

蛋白質晶片主要分為兩類：分析型和功能型。在分析型蛋白質晶片中，研究的蛋白質位於流經晶片的溶液中。^[1] 分析型晶片主要用於識別分析物的成分。在功能型蛋白質晶片中，研究的蛋白質被固定在晶片上。^[1] 功能型晶片主要用於研究目標蛋白與其他分子之間的相互作用。

分析型蛋白質晶片示例。	功能型蛋白質晶片示例。

分析型

分析型晶片根據固定在晶片上的捕獲分子進行分類。該分子可以對所結合的蛋白質型別具有高度特異性。這些特異性分子的例子包括抗體、抗原、酶底物、核苷酸和其他蛋白質。分析型晶片還可以包含結合多種蛋白質的分子。這些分子類似於液相色譜中使用的分子。這些技術包括反相、陽離子交換和陰離子交換。^[1]

反相蛋白質晶片，也稱為反相蛋白質陣列 (RPA)，與分析型微陣列相關，用於識別不同蛋白質表達水平。^[2] RPA 已被廣泛應用，甚至可以被視為一種獨立的蛋白質晶片型別。RPA 是一種高通量技術，涉及兩種現有技術：雷射捕獲顯微切割 (LCM) 和微陣列製造。LCM 在顯微鏡下即時視覺化感興趣的染色組織細胞。一旦視覺化，細胞就被分離並裂解，然後放置到微陣列的點上。一種可以透過熒光檢測的抗體用於探測載玻片。RPA 允許蛋白質被固定以進行分析，而不是典型的蛋白質微陣列，後者固定抗體探針。這就是它被稱為“反相”的原因。此過程允許無需標記蛋白質，因為蛋白質裂解液已被變性。^[3]

RPA 與其他型別的優勢包括能夠在每個單獨的陣列點中執行不同的測試樣本，並且只需要單個抗體來探測整個陣列載玻片。^[4] 這種使用單個抗體消除了執行多個分析物的需要，取而代之的是，測量單個分析物，然後將其與應用於單個點的不同測試樣本進行比較。^[5] 反相蛋白質微陣列的使用和參考標準的開發用於轉移性卵巢癌的分子網路分析。分子與細胞蛋白質組學，4(4), 346-355。該過程對於細胞數量少的細胞群來說是最佳的，因為它能夠對陣列中的更多點執行單個分析物，例如，細胞中存在的所有蛋白質。

RPA 的主要用途是觀察進展中的癌症的不同階段，以及研究訊號轉導途徑。它們可用於確定蛋白質在設定時間內或由於特定治療條件下不同的啟用狀態。^[2]

功能型

與分析型晶片不同，只有一種功能型晶片。功能型晶片用於發現有關特定蛋白質的更多資訊和屬性。這些屬性包括結合強度、生化功能和蛋白質-蛋白質相互作用。^[1]

用於表徵生物體蛋白質組的主要方法通常會導致樣品變性，從而排除任何功能研究。目前的功能分析方法大多是 體內 技術，具有固有的變異性。^[6] 使用這些晶片的功能分析的優勢在於，蛋白質可以在 體外 被識別和研究，同時它們仍然具有生物化學活性並處於其多聚體複合形式。

在開發功能性蛋白質陣列時存在許多挑戰，包括建立表達克隆庫、實際蛋白質生產（包括分離和純化）、微陣列技術的適應、穩定陣列上的蛋白質以及保持蛋白質濃度在載玻片之間以及同一載玻片上的點之間保持一致。^[6]

功能性陣列有許多用途，包括完整表徵生物體的整個蛋白質組。朱等人進行的一項研究開發了一種酵母蛋白質組陣列，其中包含來自該生物體 6280 個蛋白質編碼基因中 93% 的蛋白質。^[7] 其他實驗包括對蛋白質組進行大規模篩選，以尋找磷脂結合和鈣調蛋白結合特異性。

蛋白質晶片使我們能夠前所未有地研究生化相互作用。數千種蛋白質可以同時篩選蛋白質-蛋白質、蛋白質-核酸和蛋白質-小分子相互作用。該方法的體外性質確保了它在當前功能測定方法上的優勢，而其並行、定量格式使其在該領域的許多其他技術之上。