基于Gateway技术的低成本植物双分子荧光互补分析系统
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双分子荧光互补技术-回复什么是双分子荧光互补技术?双分子荧光互补技术是一种用于研究生物体系中分子间相互作用的方法。
该技术基于两种分子相互作用引发的荧光信号互补,通过分析这些信号,可以了解分子间的相互作用方式、强度和动力学等关键信息。
双分子荧光互补技术已经被广泛应用于生物学、生物化学和药物研发等领域,为科学家们提供了一种强大的工具来研究生物分子的相互作用。
步骤一:选择适当的荧光标记物在使用双分子荧光互补技术之前,首先需要选择适当的荧光标记物。
荧光标记物通常是具有特定荧光发射光谱的物质,可以被激发并发出荧光。
在选择荧光标记物时,需要考虑其荧光特性、稳定性和细胞渗透性等因素。
步骤二:设计互补配对在进行双分子荧光互补实验之前,需要设计互补配对。
互补配对是指两种不同的分子,在特定条件下相互作用,从而引发荧光信号互补。
配对可以基于分子结构、性质或功能等进行设计。
步骤三:构建互补融合蛋白为了实现互补配对,需要构建互补融合蛋白。
互补融合蛋白是通过蛋白工程技术将两种不同的蛋白融合在一起而产生的蛋白。
融合蛋白的结构和功能可以根据需要进行调整,以实现双分子之间的相互作用和信号互补。
步骤四:表达和纯化互补融合蛋白在构建互补融合蛋白之后,需要进行表达和纯化的步骤。
表达是指将蛋白基因导入到适当的表达系统中,使其产生蛋白。
纯化是指将目标蛋白从其他杂质分离出来,以获得纯净的蛋白样品。
这些步骤需要使用合适的基因表达系统和蛋白纯化技术。
步骤五:进行双分子荧光互补实验在获得纯净的互补融合蛋白后,可以进行双分子荧光互补实验。
该实验通常通过激发一个标记物,并检测两个标记物之间的荧光互补信号来分析分子间的相互作用。
这可以通过荧光显微镜、光谱分析和图像处理等技术来实现。
步骤六:数据分析和解释数据分析是双分子荧光互补实验的一个重要步骤。
通过分析实验结果,可以获得有关分子间相互作用的信息,如结合亲和力、动力学参数和空间分布等。
这些数据可以进一步用于验证理论模型、优化药物设计和解析复杂生物过程等。
双分子荧光互补技术
双分子荧光互补技术的原理是基于蛋白质相互作用导致两个部
分的结合,从而激活荧光。
这种技术的优势在于可以实时监测蛋白
质相互作用的动态过程,而且不需要对样品进行破坏性处理。
因此,它在生物医学研究领域中得到了广泛的应用。
在实际应用中,双分子荧光互补技术可以用于研究细胞内蛋白
质的相互作用,例如信号转导途径中的蛋白质相互作用、药物靶点
的筛选和鉴定等。
此外,它还可以用于研究蛋白质在生物体内的定
位和交互情况,有助于深入理解生物学过程和疾病发生机制。
需要注意的是,双分子荧光互补技术也存在一些局限性,例如
对标记蛋白质的选择和标记位置的影响、背景荧光的干扰等。
因此,在使用该技术时需要综合考虑实验条件和样品特性,以确保获得准
确可靠的实验结果。
总的来说,双分子荧光互补技术是一种重要的生物化学技术,
对于研究蛋白质相互作用和生物学过程具有重要意义,同时也需要
在实际应用中注意技术的局限性和优化条件,以取得可靠的研究结果。
双分子荧光互补技术及其在蛋白质相互作用研究中的应用双分子荧光互补技术(BiFC)是一种基于荧光蛋白质碎片重组互补的方法,用于研究蛋白质的相互作用。
该技术可以在活细胞中直接观察和定位蛋白质相互作用的动态过程,因此在细胞信号转导、蛋白质复合物形成和细胞功能调控等领域具有广泛的应用价值。
本文将重点介绍双分子荧光互补技术的原理和在蛋白质相互作用研究中的应用。
双分子荧光互补技术基于荧光蛋白质的碎片重组互补原理。
荧光蛋白质(如绿色荧光蛋白,GFP)通常由一个N端荧光蛋白质片段(GFP-N)和一个C端片段(GFP-C)组成。
当两个蛋白质相互作用时,将GFP-N和GFP-C的片段连接到它们的互作结构域上,形成一个重组的荧光蛋白质。
当这两个蛋白质相互作用时,它们的互作结构域靠近,使得GFP-N和GFP-C的片段重新组装成完整的荧光蛋白质,从而产生绿色荧光信号。
通过观察和定位这种荧光信号,可以确定蛋白质相互作用的位置和强度。
双分子荧光互补技术在蛋白质相互作用研究中的应用非常广泛。
首先,它可以用于筛选蛋白质相互作用伙伴。
通过将GFP-N和GFP-C片段连接到待筛选蛋白质的互作结构域上,当这些蛋白质与其他互作蛋白质相互作用时,GFP-N和GFP-C片段的重组组装将产生荧光信号,从而可以通过荧光显微镜观察和筛选具有相互作用的蛋白质。
其次,双分子荧光互补技术可以用于研究蛋白质相互作用的动态过程。
通过实时监测荧光信号的变化,可以观察蛋白质相互作用的时空特征。
例如,可以研究蛋白质相互作用的起始时间、持续时间和动态变化。
通过该技术可以深入了解蛋白质相互作用的相关机制和调控过程。
另外,双分子荧光互补技术还可以用于研究蛋白质复合物的组成和稳定性。
通过将荧光蛋白质片段与复合物中的不同亚基连接,可以确定复合物的组成,并通过观察荧光信号的强度和稳定性来评估复合物的稳定性。
需要注意的是,双分子荧光互补技术虽然在活细胞中可以直接观察蛋白质相互作用的动态过程,但其分辨率较低,无法提供高分辨的空间信息。
双分子荧光互补定位
单个蛋白质在细胞中的位置和动态变化对于理解细胞功能以及疾病发生机理具有重要作用。
基于荧光显微技术的细胞成像技术被广泛应用于研究细胞生物学。
然而,传统的荧光标记技术仅仅局限于对单个蛋白质的标记,不能同时对多个蛋白质进行标记,因此限制了对复杂细胞系统的研究。
为了突破这一限制,双分子荧光互补(BiFC)技术被广泛应用于研究蛋白质高级组装、信号传递、酶活性等生命科学领域。
BiFC技术利用了融合在贝塞尔荧光蛋白(BFP)的两个互补片段(VN和VC)之间的非共价相互作用,当两个互补片段结合时形成完整的荧光蛋白,从而实现了对蛋白质的可视化标记。
BiFC技术的主要优势在于可以在活细胞中实现对多个蛋白质的可视化标记,从而实现对生物过程的动态观察和分析。
同时,BiFC技术还可以识别和观察蛋白质和DNA、RNA识别、蛋白质-DNA互作和蛋白质-蛋白质互作等复杂生物学进程的动态过程。
BiFC技术的应用越来越广泛,但是双分子荧光互补的信号很弱,容易被背景信号所干扰,影响了实验结果的准确性。
因此,近年来也有许多研究人员对BiFC技术进行了改进和优化。
其中一种双分子荧光互补定位技术被称为双分子荧光互补定位(BiLC)技术。
BiLC技术是在双分子荧光互补的基础上增加了一个蛋白质标记的序列,使其与其中一个互补片段融合,从而实现了对互补片段与蛋白质的特异性匹配和高增强比的双重标识,提高了信号的强度和特异性,同时保持了BiFC技术对蛋白质可视化标记的优势。
总之,BiLC技术在细胞成像领域有着广泛的应用前景,还有待于更多研究人员的深入探索和应用,进一步推动细胞成像技术的发展和进步。
双分子荧光互补技术(BiFC)分析玉米SSⅠ与PPDK1之间的蛋白互作崔喜艳;张继晓;窦瑶;孙小杰;尹悦佳;刘相国【摘要】[目的]分析玉米胚乳可溶性淀粉合成酶(SSⅠ)与质体型糖酵解途径关键催化酶丙酮酸磷酸双激酶(PPDK1)的蛋白互作关系,揭示可能发生互作的亚细胞位置.[方法]采用酶切连接的方法构建326-CYCHA-ss1和326-CYNEE-ppdk1双分子荧光互补表达载体,转化农杆菌EHA105,瞬时浸染烟草叶片组织,激光共聚焦显微镜下观察SSⅠ和PPDK1相互作用产生的荧光信号.[结果]双酶切试验鉴定表明,326-CYCHA-ss1和326-CYNEE-ppdk1重组载体构建正确;PCR结果证实,植物表达载体成功转化到农杆菌EHA105中;双分子荧光互补试验中,可观测到SSⅠ和ppDK1相互结合而产生的黄色荧光信号.[结论]证实SSⅠ和PPDK1能够在植物活体细胞内发生真实的蛋白互作.【期刊名称】《西北农林科技大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2013(041)007【总页数】6页(P49-53,59)【关键词】SSⅠ;PPDK1;双分子荧光互补技术(BiFC);瞬时转化;蛋白质互作【作者】崔喜艳;张继晓;窦瑶;孙小杰;尹悦佳;刘相国【作者单位】吉林农业大学生命科学学院,吉林长春130118;吉林省农业科学院农业生物技术研究所,吉林长春130124;吉林农业大学生命科学学院,吉林长春130118;吉林大学生命科学学院,吉林长春130012;吉林农业大学生命科学学院,吉林长春130118;吉林省农业科学院农业生物技术研究所,吉林长春130124;吉林省农业科学院农业生物技术研究所,吉林长春130124【正文语种】中文【中图分类】Q753淀粉是玉米籽粒贮藏的主要物质,玉米淀粉的生物合成是一个复杂的代谢过程,主要发生在胚乳造粉质体内,其合成的数量多少直接影响玉米的产量[1]。
淀粉合成过程是蔗糖合成酶首先分解蔗糖为果糖和UDP-葡萄糖,进而形成1-磷酸葡萄糖(G-1-P)[2]。
双分子荧光互补技术-回复什么是双分子荧光互补技术?双分子荧光互补技术是一种利用两个分子相互补充的荧光特性的方法来研究生物体系的技术。
它通常应用于荧光共振能量转移(FRET)的研究中,FRET是一种分子间能量传递的过程,其中一个分子的荧光能被另一个分子吸收和发射,使得第一个分子的荧光变弱或完全消失。
通过使用两个相互补充的荧光分子,能够提高FRET技术的灵敏度和分辨率,从而更好地研究和理解生物体系的复杂过程。
双分子荧光互补技术的步骤如下:第一步:选择互补分子对在双分子荧光互补技术中,选择适合的互补分子对非常重要。
理想情况下,这些分子应具有良好的荧光性能,包括较大的荧光量子产率和较长的荧光寿命。
此外,它们还应具有重叠的吸收和发射光谱,以实现有效的FRET 转移。
常用的双分子荧光互补技术中的互补分子对包括荧光蛋白和发光有机染料、量子点和荧光探针等。
第二步:设计实验方案设计实验方案是双分子荧光互补技术的关键一步。
这包括确定实验条件,如溶液浓度、温度和pH值,以及选择合适的测量方法和仪器。
根据实验目的,可以选择采用时域荧光寿命测量、频域荧光寿命测量、荧光共振能量转移效率计算等方法来分析FRET过程。
第三步:合成和标记互补分子根据实验设计,合成或购买合适的互补分子,并将它们标记上荧光基团。
标记可以通过化学反应将荧光基团引入分子结构中,也可以利用基因工程技术将荧光基团融合到蛋白质的氨基酸序列中。
在标记的过程中需要注意,保证标记后的分子仍然具有良好的荧光性能和生物活性。
第四步:进行FRET实验在FRET实验中,将标记有互补分子的样品置于合适的实验装置中,如荧光显微镜或流式细胞仪。
通过选择合适的荧光激发源激发样品,观察和测量荧光发射的光谱和寿命变化。
根据FRET的原理,可以通过分析接收者荧光的减少和受体荧光的增加来确定FRET的发生。
第五步:数据分析和解释数据分析是双分子荧光互补技术的最后一步。
通过计算荧光共振能量转移效率和构建荧光寿命图像等方法,可以得到关于分子间相互作用的信息,如距离和强度。
双分子荧光互补开放分类:生物技术科学编辑词条分享• 1 BiFC技术原理• 2 BiFC技术缘起• 3 BiFC技术研究进展• 4 BiFC技术的优缺点• 5 BiFC技术的应用将荧光蛋白在某些特定的位点切开,形成不发荧光的N和C端2个多肽,称为N片段(N-fragment)和C片段(C-fragment)。
这2个片段在细胞内共表达或体外混合时,不能自发地组装成完整的荧光蛋白,在该荧光蛋白的激发光激发时不能产生荧光。
但是,当这2个荧光蛋白的片段分别连接到1组有相互作用的目标蛋白上,在细胞内共表达或体外混合这2个融合蛋白时,由于目标蛋白质的相互作用,荧光蛋白的2个片段在空间上互相靠近互补,重新构建成完整的具有活性的荧光蛋白分子,并在该荧光蛋白的激发光激发下,发射荧光。
简言之,如果目标蛋白质之间有相互作用,则在激发光的激发下,产生该荧光蛋白的荧光。
反之,若蛋白质之间没有相互作用,则不能被激发产生荧光。
蛋白质片段互补技术蛋白质片段互补BiFC起源于蛋白质片段互补技术。
所谓蛋白质片段互补技术(protein fragment complementation)是将某个功能蛋白切成2段,分别与另外2种目标蛋白相连,形成2个融合蛋白。
在1个反应体系中,2个目标蛋白的相互作用使得2个功能蛋白质片段靠近、互补,并重建功能蛋白质的活性,通过检测功能蛋白质的活性来判断目标蛋白质的相互作用。
已经尝试用于该目的的功能蛋白包括泛素蛋白(ubiquitin),β-半乳糖苷酶(β-galactosidase),二氢叶酸还原酶(dihydrofolate reductase),β-内酰胺酶(β-lactamase),以及几种荧光素酶,如萤火虫荧光素酶(firefly luciferase),海肾萤光素酶(renilla luciferase),甲虫荧光素酶(beetle luciferase)和长腹水蚤荧光素酶(gaussia luciferase)。
Gateway 基因克隆Gateway 基因克隆是由Invitrogen公司在二十世纪九十年代末发明并应用于分子生物学基因克隆的一项专利技术。
该技术利用专有的重组序列使得DNA片段能够更有效地被转入质粒当中,可应用于大片段的基因克隆,并且在保持正确阅读框的前提下让不同表达载体间的DNA转移成为可能。
这一技术在插入的目的DNA片段两端整合att L1和att L2两个侧端重组序列,来构建一个类似通道的结构并称之为“入门克隆”(Gateway Entry Clone)。
据Invitrogen宣称Gateway技术使用99%有效且可逆的一小组重组反应,如此使得基因克隆不同于传统的限制性内切酶方法,避免了目的片段内存在切点的问题而使得大片段DNA保持其完整性,大大提高了克隆效率,常应用于大规模的DNA片段整合进同一种表达载体,因此又称之为高通量基因克隆技术(Gateway Cloning Technology)。
一、Gateway 基因克隆的原理及机制Gateway被视为一种克隆操作平台:把目的基因克隆到入门载体(Entry Vector)后,就不用依赖限制性内切酶,而靠载体上存在的特定重组位点和重组酶,高效、快速地将目的基因克隆到其它的受体载体(Destination Vector,目的载体)上。
Gateway的原理是建立在噬菌体DNA定点整合到细菌宿主基因组上。
在噬菌体和细菌的整合因子(INF、Int)的作用下,lambda的attP位点和大肠杆菌基因组的attB位点可以发生定点重组,lambda噬菌体DNA整合到大肠杆菌的基因组DNA中,两侧产生两个新位点:attL和attR。
这是一个可逆的过程,如果在一个噬菌体编码蛋白Xis和IHF、Int的共同介导下这两个新位点可以再次重组回复为attB和attP位点,噬菌体从细菌基因组上裂解下来(见图1)。
这一过程的方向是受控于两个重要因素:存在的介导蛋白和重组位点。
Gateway™技术提供以下可能:•通过去除冗长的亚克隆步骤节省您的时间•将您的基因转入到多个表达系统•在任何您选择的系统――体外,细菌,酵母,昆虫,或哺乳动物――分析表达一种更好的克隆方法Gateway™技术能够克隆一个或多个基因进入到任何蛋白表达系统(图1)。
这项强大的体外技术大大地简化了基因克隆和亚克隆的步骤,而同时典型的克隆效率高达95%或更高。
当基因在目的表达载体之间快速简便的穿梭时,还可以保证正确的方向和阅读框。
Gateway™也有助于进行带不同数目纯化和检测标签的表达。
Gateway™利用了位点特异重组,所以在构建入门载体后,不再需要使用限制性内切酶和连接酶。
一旦您拥有了一个入门克隆,就可以多次使用它,转移您感兴趣的基因到Gateway™改造过的的各种表达载体(目的载体)。
此外,由于在重组时DNA片段的阅读框和方向保持不变,因而您不必再为新的表达克隆的测序担心。
在使用每一种新的表达系统时,将会节省您更多的时间。
图1-Gateway™技术的灵活性*目的基因克隆进入门载体后,可以同时转移目的基因到多个目的载体。
一种强大而可靠的技术Gateway™技术是克隆和亚克隆DNA序列的一项新颖的通用系统,便于功能基因的分析和蛋白质的表达。
一旦进入这个多功能的操作系统,DNA片段可以通过位点特异的重组在载体之间转移。
Gateway™技术是基于已研究的非常清楚的λ嗜菌体位点特异重组系统(attB x attP →attL x attR)。
BP和LR两个反应就构成了Gateway™技术(表1和图2)。
BP反应利用一个attB DNA片段或表达克隆和一个attP供体载体之间的重组反应,创建一个入门克隆。
LR反应是一个attL入门克隆和一个attR目的载体之间的重组反应。
LR反应用来在在平行的反应中转移目的序列到一个或更多个目的载体。
Gateway™技术也利用了ccdB选择方法,确保高效率的分离重组克隆。