단백질-단백질 상호작용 분석 서비스
알파 라이프텍은 오랜 기간 단백질 분석 분야에 깊이 관여해 왔으며, 단백질 기능 분석을 위한 견고한 플랫폼을 구축하고 단백질 상호작용을 검증하는 다양한 기술적 수단을 습득했습니다. 이를 통해 과학 연구나 프로젝트 연구 시간을 절약하면서 안정적인 결과를 제공할 수 있습니다.
알파 라이프텍은 고객의 다양한 실험 요구를 충족하기 위해 단백질 분석, 단백질 상호작용 분석, 단백질-단백질 상호작용 분석(CO-IP, 웨스턴 블롯, 크로마틴 면역침전 분석) 및 단백질 기능 분석을 제공할 수 있습니다.
단백질-단백질 상호작용 분석법 소개
단백질은 모든 생명체에서 유전 물질에 저장된 명령에 반응하는 가장 중요한 실행 분자입니다. 단백질은 종종 다른 단백질과 상호작용하여 제 기능을 수행하며, 이는 세포라는 실제 맥락에서 단백질의 기능을 살펴볼 때 더욱 분명해집니다. 단백질 간의 상호작용을 규명하는 것은 개별 단백질의 생화학적 연구에 매우 중요합니다. 일반적인 단백질 상호작용 분석은 다음과 같습니다.
공면역침전 분석
공면역침전법의 원리는 표적 단백질, 특이 항체, 그리고 단백질 A/G 자성 비드를 혼합하여 배양하는 것입니다. 결합되지 않은 단백질은 자성 비드가 자성 랙에 흡착되면서 상층액을 제거하고, 특이적으로 결합된 단백질을 제외한 나머지 단백질 및 불순물은 자성 비드를 세척하여 제거합니다.

그림 1. Co-IP 분석법의 개략도.(참고 자료:) 공면역침전 분석법 - PubMed (nih.gov))
풀다운 분석
풀다운 분석법은 알려진 단백질을 자성 비드에 고정시키고 검출하고자 하는 물질을 첨가하는 방법입니다. 용출액에서 상호작용하는 단백질의 흡착 여부를 검출합니다.
1988년 Smith 등은 GST 융합 단백질을 정제했는데, 이는 풀다운 분석에 적용되었으며 GST 풀다운이라고 불립니다. 이 분석법은 표적 단백질에 GST 태그를 추가하고, GSH를 통해 상호작용하는 단백질을 포획하고, 결합을 평가하고, 웨스턴 블롯 분석을 통해 확인하는 방식입니다.

그림 2. GST 풀다운 분석법의 개략도.(참고 자료:) GST 풀다운 분석을 이용한 시험관 내 PIF4 결합 연구 - PubMed (nih.gov) )
그의 풀다운 방법은 니켈이나 코발트와 같은 금속 이온을 매개체로 사용하고, 친화성 크로마토그래피를 통해 단백질을 정제한 다음, 웨스턴 블롯 실험을 통해 결합 여부를 확인하는 것입니다.
또한, DNA 풀다운(단백질-DNA 결합 분석), RNA 풀다운(단백질-RNA 상호작용 분석) 및 소분자 풀다운 분석도 있습니다.
DNA 풀다운(단백질-DNA 결합 분석)은 단백질의 DNA 결합을 확인하는 체외 방법입니다. 특정 단백질이 표적 DNA에 결합하는지 여부는 웨스턴 블롯(WB) 분석을 통해 확인할 수 있으며, 단백질에 결합된 미지의 DNA 조각은 질량 분석법(MS)을 통해 확인할 수 있습니다.
RNA 풀다운(단백질-RNA 상호작용 분석)은 RNA와 단백질의 결합 여부를 확인하는 체외 방법입니다. 특정 단백질이 표적 RNA에 결합하는지 여부는 웨스턴 블롯(WB) 분석을 통해 확인할 수 있으며, 단백질에 결합한 미지의 RNA 조각은 질량 분석법(MS)을 통해 확인할 수 있습니다.
SM 풀다운(소분자 풀다운 분석)은 소분자에 특이적으로 결합하는 표적 단백질을 찾아낼 수 있으며, 질량 분석법(MS)과 결합하면 소분자 표적 단백질을 정확하게 선별할 수 있습니다. 이 방법은 체외 표지법과 생물학적 직교법으로 나눌 수 있습니다.
WB 실험
웨스턴 블롯(WB) 실험은 항원과 항체의 특이적 반응을 이용하는 것으로, 기본 원리는 변성된 단백질을 SDS 폴리아크릴아미드 겔 전기영동으로 분리한 후, 습식 또는 반건식 전이법을 이용하여 고체상 담체(예: PVDF 막, NC 막)로 옮기는 것입니다. 블로킹(BSA, 버터밀크 등 사용) 후, 1차 항체를 적용하여 단백질에 특이적으로 결합시키고, 막을 세척한 후 형광 표지된 2차 항체를 첨가합니다. 2차 항체가 1차 항체와 결합하면 기질의 발색 및 화학발광을 통해 표적 단백질을 관찰할 수 있습니다. 일반적으로 특정 단백질이 시료에 발현되는지 여부를 확인하고 발현 수준을 대략적으로 분석하는 데 사용됩니다.
단백질-단백질 상호작용 분석 방법 비교
단백질 풀다운 분석은 Co-IP 분석과 유사하며, 둘 다 단백질 상호작용을 검출하는 실험에 속합니다. 두 방법의 차이점은 Co-IP 분석은 알려진 단백질과 상호작용하는 단백질을 얻을 수 있다는 점입니다. 이는 어느 정도 신뢰성을 보장하지만, 상호작용하는 단백질들이 직접적 또는 간접적으로 상호작용하는지 여부는 확인할 수 없습니다. 반면, 풀다운 분석은 알려진 단백질과 상호작용하는 미지의 단백질을 찾는 분석입니다. 이를 통해 알려진 단백질이 검출된 단백질과 상호작용하는지 여부를 직접적으로 확인할 수 있지만, 생체 내에서의 결합 양상은 알 수 없습니다.
공동면역침전법(Co-IP)은 면역침전 실험을 기반으로 두 개 이상의 단백질 간의 상호작용 여부를 분석하는 기술입니다. GST 풀다운, 웨스턴 블롯, 크로마틴 면역침전 분석법 등 다른 단백질 상호작용 분석 기법과 비교했을 때, Co-IP 기술은 특이성, 민감도, 재현성이 뛰어나며, 비특이적 결합의 간섭을 피하고 단백질 상호작용을 자연 상태 그대로 반영합니다.
| GST 드롭다운 | 공동지침해 | WB | |
|---|---|---|---|
| 이점 | *조작이 간편함 *다양한 단백질 정제에 적합합니다 | *생체 내 상호작용 분석용 *하류 단백질과 함께 식별될 수 있습니다. | *강한 특이성 *정성적 및 정량적 시험관내 분석 |
| 한정 | *비특이적 결합일 수 있음 *상호작용에 대한 추가 검증이 필요합니다 | *항체에 대한 강한 의존성 *비특이적 결합이 발생할 수 있습니다. | *시간이 많이 소요됨 *대규모 단백질 분석에 사용하기 어렵습니다 |
| 응용 사례 | *상호작용을 식별합니다 *정제된 단백질 복합체 | *신호 전달 연구 *질병 발생 기전 | 이후 단백질-단백질, 단백질-DNA 및 단백질-RNA 상호작용에 대한 분석 |

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2018년 7월 16일 

