タンパク質間相互作用解析サービス
Alpha Lifetechは長年にわたりタンパク質アッセイに深く携わり、タンパク質機能アッセイのための確固たるプラットフォームを構築し、タンパク質相互作用を検証するための様々な技術的手法を習得してきました。これにより、科学研究やプロジェクト研究の時間を節約しながら、安定した結果を提供することができます。
Alpha Lifetechは、お客様の様々な実験ニーズを満たすために、タンパク質アッセイ、タンパク質相互作用解析、タンパク質間相互作用アッセイ(CO-IP、ウェスタンブロット、クロマチン免疫沈降アッセイ)、およびタンパク質機能アッセイも提供できます。
タンパク質間相互作用アッセイ入門
タンパク質は、あらゆる生命体において遺伝物質に蓄えられた指令に応答する最も重要な実行分子です。多くの場合、タンパク質は他のタンパク質と相互作用する役割を担うことでその役割を果たしており、これは細胞という実際の環境でタンパク質の機能を調べるとより明らかになります。タンパク質間の相互作用を特定することは、個々のタンパク質の生化学的研究にとって非常に重要です。タンパク質相互作用解析の一般的な種類は以下のとおりです。
共免疫沈降アッセイ
共免疫沈降法の原理は、標的タンパク質、特異抗体、およびプロテインA/G磁気ビーズを混合してインキュベートし、磁気ビーズを磁気ラックに吸着させることで未結合タンパク質の上清を除去し、特異的に結合していないタンパク質やその他の不純物を除去するために磁気ビーズを洗浄することである。

図1 共免疫沈降アッセイの概略図。(参照元: 共免疫沈降アッセイ - PubMed (nih.gov))
プルダウンアッセイ
プルダウンアッセイでは、既知のタンパク質を磁気ビーズに固定し、検出対象物質を添加します。溶出液中の相互作用タンパク質の吸着を検出します。
1988年、SmithらはGST融合タンパク質を精製し、プルダウンアッセイに応用した。これはGSTプルダウンと呼ばれ、標的タンパク質にGSTタグを追加し、GSHを介して相互作用するタンパク質を捕捉し、結合を溶出し、WBアッセイで検証するものである。

図2 GSTプルダウンアッセイの概略図。(参照元: GSTプルダウンアッセイによるPIF4結合の試験管内研究 - PubMed (nih.gov) )
彼のプルダウン法は、ニッケルやコバルトなどの金属イオンを媒体として使用し、アフィニティークロマトグラフィーによってタンパク質を精製し、WB実験によって結合を溶出して検証するというものである。
さらに、DNAプルダウン(タンパク質DNA結合アッセイ)、RNAプルダウン(タンパク質RNA相互作用アッセイ)、および低分子プルダウンアッセイもある。
DNAプルダウン(タンパク質DNA結合アッセイ)は、タンパク質のDNA結合をin vitroで測定する方法です。特定のタンパク質が標的DNAに結合するかどうかはWBアッセイで検出され、タンパク質に結合する未知のDNA断片はMS検出によって既知のDNA断片であることが確認されます。
RNAプルダウン(タンパク質RNA相互作用アッセイ)は、RNAとタンパク質の結合を判定するためのin vitro法である。特定のタンパク質が標的RNAに結合するかどうかはWBアッセイで検出され、未知のRNA断片がタンパク質に結合し、どのRNA断片が結合しているかはMS検出で判明する。
SMプルダウン(低分子プルダウンアッセイ)は、低分子に特異的に結合する標的タンパク質を見つけることができ、MSと組み合わせることで、低分子標的タンパク質を正確にスクリーニングできます。これは、in vitro標識法と生物学的直交法に分類できます。
WB実験
WB実験(ウェスタンブロット実験またはウェスタンブロットとも呼ばれる)は、抗原と抗体の特異的な反応を本質とする実験法であり、基本原理は、変性タンパク質をSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動によって分離し、膜転写(湿式または半乾式回転)によって固相担体(PVDF膜、NC膜など)に転写することである。ブロッキング(BSA、バターミルクなどを使用)後、一次抗体をタンパク質に特異的に結合させ、フィルムを洗浄した後、蛍光標識二次抗体を加える。二次抗体が一次抗体と結合することで、基質の発色と化学発光によって標的タンパク質を観察することができる。一般的に、サンプル中に特定のタンパク質が発現しているかどうかを判断し、その発現レベルを大まかに分析するために用いられる。
タンパク質間相互作用法の比較
タンパク質プルダウンアッセイは、共免疫沈降(Co-IP)アッセイと類似しており、どちらもタンパク質相互作用の検出実験に属します。両者の違いは、Co-IPアッセイは既知のタンパク質の相互作用タンパク質を取得するため、一定の信頼性はあるものの、相互作用タンパク質が直接相互作用しているのか間接的に相互作用しているのかを確認できない点です。一方、プルダウンアッセイは、未知のタンパク質と相互作用する既知のタンパク質を見つけるためのものです。既知のタンパク質が検出されたタンパク質と相互作用しているかどうかを直接確認できますが、生体内での結合状況を知ることはできません。
共免疫沈降技術は、免疫沈降実験に基づいて、2つ以上のタンパク質間の相互作用の有無を分析するために使用されます。他のタンパク質相互作用分析実験技術(GSTプルダウン、ウェスタンブロット、クロマチン免疫沈降アッセイなど)と比較して、Co-IP技術は特異性、感度、再現性が高く、非特異的結合の干渉を回避し、タンパク質の相互作用を自然な状態で反映することができます。
| GSTプルダウン | 共同知的財産 | WB | |
|---|---|---|---|
| アドバンテージ | 操作が簡単 様々なタンパク質の精製に適しています | *生体内相互作用解析用 *下流のタンパク質と関連付けられる | *高い特異性 *in vitroでの定性的および定量的評価 |
| 制限 | *非特異的結合の可能性あり *相互作用のさらなる検証が必要です | 抗体への強い依存 非特異的結合が起こる可能性があります | *時間がかかる 大規模なタンパク質分析には使いにくい |
| アプリケーション例 | *相互作用を特定する 精製タンパク質複合体 | *シグナル伝達の研究 *疾患メカニズム | タンパク質間相互作用、タンパク質-DNA相互作用、およびタンパク質-RNA相互作用のその後の解析 |

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2018年7月16日 

