蛋白质相互作用的最新研究进展

举世瞩目的基因组计划使大量的新基因不断被发现，然而单纯的基组DNA序列尚不能解答许多生命问题。基因是相对静态的，而基因编码的产物－蛋白质则是动态的，具有时空性和调节性，是生物功能的主要体现者和执行者。蛋白质的表达水平、存在方式以及相互作用等直接与生物功能相关。

在所有生命活动中，蛋白质之间的相互作用是必不可少的，它是细胞进行一切代谢活动的基础。细胞接受外源或是内源的信号，通过其特有的信号途径，调节其基因的表达，以保持其生物学特性。在这个过程中，蛋白质占有很重要的地位，它可以调控，介导细胞的许多生物学活性。

虽然有一些蛋白质可以以单体的形式发挥作用，但是大部分的蛋白质都是和伴侣分子一起作用或是与其他蛋白质形成复合物来发挥作用的。因此，为了更好地理解细胞的生物学活性，必须很好地理解蛋白质单体和复合物的功能，这就会涉及到蛋白质相互作用的研究。在现代分子生物学中，蛋白质相互作用的研究占有非常重要的地位。因此，揭示蛋白质之间的相互作用关系、建立相互作用关系的网络图，已成为蛋白质组学研究中的热点。

一、生物物理学方法

1. 融合蛋白pull-down实验

融合蛋白pull-down技术基本原理是将一种蛋白质固定于某种基质上（如Sepharose），当细胞抽提液经过该基质时，可与该固定蛋白相互作用的配体蛋白被吸附，而没有被吸附的“杂质”则随洗脱液流出。

被吸附的蛋白可以通过改变洗脱液或洗脱条件而回收下来。为了更有效地利用pull-down技术，可以将待纯化地蛋白以融合蛋白地形式表达，即将“诱饵”蛋白与一种易于纯化地配体蛋白相融合。1988年Smith等利用谷胱甘肽－S－转移酶（glutathione-S-transferase ，GST）融合标签从细菌中一步纯化出GST融合蛋白。从此GST融合蛋白在蛋白质相互作用研究领域里得到了极大的推广。

GST融合蛋白在经过固定有GST（glutathione）的色谱柱时，就可以通过GST与GSH的相互作用而被吸附。当再有细胞抽提物过柱，就可以得到能够与“诱饵”蛋白相互作用的兴趣蛋白。一般来说，GST融合蛋白pull-down方法用于两个方面：一是鉴定能与已知融合蛋白相互作用的未知蛋白质；二是鉴定两个已知蛋白质之间是否存在相互作用。

- 1 - 研究蛋白质与蛋白质互作的方法

一、研究蛋白质与蛋白质互作的方法

1. X-Ray凝聚态晶体学

X-Ray凝聚态晶体学方法是用来测定单个蛋白质的空间结构的有效方法，它可以被用来研究蛋白质的互作。X-Ray凝聚态晶体学方法使用X射线照射晶体，从而创建晶体中蛋白质的X射线衍射图案。这些图案可以被用来确定蛋白质的空间结构，从而使研究人员能够理解晶格中存在的共振间隙（即两个作用蛋白质间的空间位置），从而提供有关拆分蛋白质之间的紧密互作的信息。

2. 蛋白质-蛋白质交叉反应

蛋白质-蛋白质交叉反应是一种可以直接识别作用蛋白质之间的相互作用的技术，它通过检测不同的蛋白质之间的相互作用，从而提供有关他们之间互作的信息。在蛋白质-蛋白质交叉反应中，首先需要将蛋白质层层复合，然后通过检测复合物的性质来测试蛋白质之间的相互作用。

3. 高通量蛋白质免疫小鼠

高通量蛋白质免疫小鼠技术是一种比较新的研究蛋白质互作的技术。它可以用来检测不同的蛋白质之间的相互作用，在高通量蛋白质免疫小鼠中，研究人员可以同时检测多个蛋白质之间的相互作用，从而提供更多的信息。

4. 免疫印迹

免疫印迹技术是一种用来研究蛋白质互作的技术，它利用抗体来 - 2 - 检测不同蛋白质之间的互作。在免疫印迹技术中，研究人员将经过特殊处理的蛋白质溶液滴在特定的'膜'上，然后将抗体滴到它们上面，最后通过观察抗体与膜上的蛋白质之间的作用来判断蛋白质之间的互作情况。

5. 蛋白质-蛋白质结合实验

蛋白质-蛋白质结合实验是用来研究蛋白质之间的相互作用的有效的方法，它可以用来研究某一特定蛋白质与其他蛋白质的结合关系。它以一种可以检测不同蛋白质之间的结合关系的方式，来推断蛋白质之间的相互作用。

２７卷５期　２００８年１Ｏ月　中　国　生　物　医　学　工　程学报　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｖ０】．２７　Ｎｏ．５　Ｏｃｔｏｂｅｒ　２０ｏ８　

蛋白质相互作用的文本挖掘研究进展　

张　智　张正国　（中国医学科学院基础医学研究所北京协和医学院基础学院，北京　１００００５）　摘要：生物体的生理功能主要由细胞中的蛋白质调控，因此研究蛋白质问的相互作用成为理解生命活动的基　础。使用文本挖掘方法研究蛋白质相互作用可以充分利用现有的大量文献揭示出与蛋白质相关的潜在知识，构造　蛋白质相互作用网络。着重从相关的语料集和工具、所涉及的技术和方法等方面，对蛋白质相互作用的文本挖掘　进行综述，并对研究前景进行展望。　关键词：文本挖掘；关系抽取；蛋白质相互作用；模式识别　

Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　Ｐｒｏｔｅｉｎ・Ｐｒｏｔｅｉｎ　Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ、ｖｉｔｈ　Ｔｅｘｔ　Ｍｉｎｉｎｇ　

ＺＨＡＮＧ　Ｚｈｉ　ＺＨＡＮＧ　Ｚｈｅｎｇ—Ｇｕｏ　（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＢａｓｉｃ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆＭｅｄｉｃａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｐｅｋｉｎｇ　Ｕｎｉｏｎ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｂｅ￣ｉｉｎｇ　１００００５）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：１１１ｅ　ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｏｒｇａｎｉｓｍｓ　ａｒｅ　ｍａｉｎｌｙ　ｒｅｇｕｌａｔｅｄ　ｂｙ　ｐｒｏｔｅｉｎｓ　ｉｎ　ｃｅｌｌｓ．ＳＯ　ｐｒｏｔｅｉｎ－ｐｒｏｔｅｉｎ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ（ＰＰＩｓ）ａｒｅ　ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ　ｔｏ　ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ　ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓ　ｃａｎ　ｍａｋｅ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ＰＰ１　ｗｉｔｈ　ｔｅｘｔ　ｍｉｎｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｂｙ　ｆｕｌｌｙ　ｕｓｉｎｇ　ｎｕｍｅｒｏｕｓ　ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅｓ　ｔｏ　ｒｅｖｅａｌ　ｔｈｅ　ｕｎｄｅｒｌｙｉｎｇ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｔｏ　ｐｒｏｔｅｉｎｓ　ａｎｄ　ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ　ＰＰＩ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　ＰＰＩ　ｔｅｘｔ　ｍｉｎｉｎｇ　ｗａｓ　ｒｅｖｉｅｗｅｄ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｃｏｒｐｕｓ　ａｎｄ　ｔｏｏｌｓ，ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｆｉｎａｌｌｙ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｆｉｅｌｄ　ｗｅｒｅ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｅｘｔ　ｍｉｎｉｎｇ；ｒｅｌａｔｉｏｎ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ｐｒｏｔｅｉｎ—ｐｒｏｔｅｉｎ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ（ＰＰ１）；ｐａｔｔｅｒｎ　ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ　中图分类号Ｒ３１８　文献标识码Ａ　文章编号０２５８．８０２１（２００８）０５—０７６４．０９　

蛋白质与蛋白质相互作用的研究方法

蛋白质是生物体内最重要的大分子有机化合物之一，其功能多样且复杂。蛋白质与蛋白质之间的相互作用在维持细胞结构和功能、调控信号传导、催化代谢反应等方面起着重要作用。研究蛋白质与蛋白质相互作用的方法有很多种，本文将重点介绍几种常用的方法。

一、免疫共沉淀法（Co-Immunoprecipitation，Co-IP）

免疫共沉淀法是研究蛋白质与蛋白质相互作用的常用方法之一。该方法利用特异性抗体与目标蛋白结合，将目标蛋白及其相互作用的蛋白质一起从混合溶液中沉淀下来，然后通过Western blot等技术检测共沉淀的蛋白质。这种方法可以鉴定蛋白质的相互作用伙伴，帮助我们了解蛋白质的功能和调控机制。

二、酵母双杂交技术（Yeast Two-Hybrid，Y2H）

酵母双杂交技术是一种广泛应用于蛋白质相互作用研究的方法。该技术利用酵母细胞内的转录激活子域和DNA结合域分别与目标蛋白和其相互作用蛋白质融合，形成蛋白质复合物，从而激活报告基因的表达。通过观察报告基因的表达情况，可以判断目标蛋白与其相互作用蛋白质之间的相互作用关系。

三、双光子共聚焦显微镜（Two-Photon Confocal Microscopy，TPCM）

双光子共聚焦显微镜是一种高分辨率的显微镜技术，可以实时观察蛋白质在活细胞中的相互作用。该技术利用激光激发样品中的荧光物质，通过检测荧光信号的强度和位置来观察蛋白质的相互作用。通过双光子共聚焦显微镜，可以直接观察蛋白质在细胞内的空间分布和动态变化，有助于研究蛋白质的功能和相互作用机制。

四、质谱联用技术（Mass Spectrometry，MS）

质谱联用技术是一种高灵敏度的蛋白质相互作用研究方法。该技术将蛋白质样品进行分离和纯化后，通过质谱仪对样品中的蛋白质进行分析。通过质谱联用技术，可以鉴定蛋白质的相互作用伙伴，确定蛋白质的修饰模式，揭示蛋白质的功能和调控机制。