蛋白相互作用研究法
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检测蛋白相互作用的方法
检测蛋白相互作用的方法主要有酵母双杂交技术、免疫共沉淀和GST pull-down实验。
1. 酵母双杂交技术:主要用来进行互作蛋白的筛选,缺点就是假阳性较高,所以需要进行结果验证,一般可采用免疫共沉淀或GST-pull down实验进行验证。
2. 免疫共沉淀:是以抗体和抗原之间的专一性作用为基础的用于研究蛋白质相互作用的经典方法。
当细胞在非变性条件下被裂解时,完整细胞内存在的许多蛋白质-蛋白质间的相互作用被保留了下来。
当用预先固化在argarose beads上的蛋白质A的抗体免疫沉淀A蛋白,那么与A蛋白在体内结合的蛋白质B也能一起沉淀下来。
再通过蛋白变性分离,对B蛋白进行Western blot检测,进而证明两者间的相互作用。
3. GST pull-down实验:是一个行之有效的验证酵母双杂交系统的体外试验技术。
其基本原理是先构建靶蛋白-GST融合蛋白载体,然后进行体外表达及纯化。
将得到的靶蛋白-GST(Glutathione-S-transferase谷胱苷肽巯基转移酶)融合蛋白亲和固化在谷胱甘肽亲和树脂上,充当一种“诱饵蛋白”,然后将目的蛋白溶液过柱,可从中捕获与之相互作用的蛋白,将目的蛋白洗脱下来,通过SDS-PAGE电泳及Western blot分析证实两种蛋白间的相互作用。
以上内容仅供参考,建议查阅相关文献获取更专业的信息。
研究蛋白质相互作用的九种方法,写标书用得上寒风凛冽,又到了一年一度写标书的季节,你开始准备了么?在分子机制的研究中,蛋白和蛋白之间的互作研究可以说是非常经典了,研究蛋白互作的方法有很多,今天我们来介绍九种。
1、免疫共沉淀(Co-Immunoprecipitation,CoIP)CoIP其实就是两个蛋白相互的IP(免疫沉淀反应)实验,在已知蛋白B和C之间有相互作用的前提下,这种前提一般需要有一个酵母双杂实验或者Pulldown实验来作为支持。
IP就是用来验证蛋白C和蛋白B之间相互作用的。
如果在Agarose珠上的Protean A/G所结合的抗体,可以结合并拉下蛋白B,那用Western Blot即可检测出蛋白C的表达,反之亦然,通过这种相互间免疫共沉淀的实验,就可以明确地验证出,B与C之间的相互作用了。
比如这份标书:PYK2促进肝癌细胞迁移的一个新的分子机制研究:结合并磷酸化E-cadherin?(百度检索题目可查到全文)2、Pull-down实验这个实验跟免疫共沉淀实验很像,不同的是免疫共沉淀是在细胞里进行的,在众多的蛋白里,拉住A蛋白的同时,把B蛋白也给拉出来了,这还不能证明是直接的结合,很有可能是A 拉住了C,而C拉住了B,这样拉住A蛋白的同时也能把B蛋白也给拉出来。
要证明直接的结合就是Pull-down实验。
提纯所要研究的两个蛋白(一般是在BL21等菌种表达提纯),这两个蛋白带上不同的标签(提纯蛋白一般带GST或者HIIS标签),然后将他们放在同一个体系里,使用GST-beads或者NI-beads,把其中一个蛋白拉下来,用WB检测另一个蛋白的存在。
比如这份标书:恶性肿瘤的发生、发展的细胞表观遗传学机制。
(同样可以百度检索到全文)3、免疫荧光(Immunofluorescence,IF)——共定位将免疫学方法(抗原抗体特异结合)与荧光标记技术结合起来研究特异蛋白抗原在细胞内分布的方法。
由于荧光素所发的荧光可在荧光显微镜下检出,从而可对抗原进行细胞定位。
研究蛋白质相互作用的方法
1. 酵母双杂交呀,这就像是给蛋白质牵红线,看它们能不能对上眼!比如说,我们研究那两个蛋白质,就把它们分别放到酵母里,看它们能不能相互吸引,哇,真的很神奇呢!
2. 免疫共沉淀那也是超厉害的哦!就像是从大部队里精准地捞出我们想要的那两个蛋白质小伙伴。
就像研究细胞里的那两个关键蛋白,通过这个方法把它们一块儿抓出来,看看它们的关系,你说有趣不有趣呀!
3. 亲和层析呀,不就是设个专门的陷阱让目标蛋白质掉进去嘛!举个例子,我们要找那个特定的蛋白质,就设计个跟它特别契合的柱子,让它乖乖进去,然后就能研究它啦,是不是超棒呀!
4. 荧光共振能量转移,哇塞,这简直就是在蛋白质之间观察神秘的能量传递呀!比如说观察那两个发着光的蛋白质,看它们之间能量怎么流动,那感觉真的太奇妙啦!
5. 表面等离子体共振呢,就像是给蛋白质的互动建了一个超级敏感的检测站呀!比如研究那两个蛋白结合的过程,细微的变化都能察觉到,牛不牛啊!
6. 噬菌体展示技术也很有意思呢,就像是让蛋白质在噬菌体这个舞台上展示自己。
比如我们想找和某个分子结合的蛋白质,通过噬菌体就能把它们找出来,多神奇呀!
7. 蛋白质微阵列,这不就是把一堆蛋白质摆出来让人一目了然嘛!像我们把各种蛋白质放在那上面,然后就能快速了解它们之间的关系啦,酷不酷!
8. 生物膜干涉技术呀,就像是在蛋白质的世界里放了一个精准的测量仪。
例如我们想知道那两个蛋白质结合的实时情况,用这个技术就能清楚看到,你说厉害不厉害!
我觉得这些方法各有各的独特之处,都为我们深入研究蛋白质相互作用提供了强大的工具,让我们能更好地理解蛋白质的奥秘!。
研究蛋白质与蛋白质相互作用方法总结实验步骤蛋白质与蛋白质相互作用是生物学领域中的一个重要研究方向,可以揭示生命活动的基本机理以及药物设计和治疗疾病的潜在靶点。
本文将总结蛋白质与蛋白质相互作用的研究方法以及实验步骤。
一、蛋白质与蛋白质相互作用研究方法总结:1.蛋白质-蛋白质亲和层析法:该方法通过利用蛋白质与目标蛋白质之间的亲和力,将目标蛋白质与其他非特异结合的蛋白质分离,可用于筛选靶向蛋白质的抑制剂或开发特定结合位点。
2.酵母双杂交方法:该方法是通过融合目标蛋白质与一组已知蛋白质相互作用的底物,通过检测底物报告基因(比如启动子)的表达来确定两个蛋白质相互作用的情况。
3.免疫共沉淀法:该方法通过利用抗体的特异性,将目标蛋白质和与其相互作用的蛋白质一同从细胞裂解液中沉淀下来,以证明它们之间存在相互作用关系。
4.光学双光子显微镜或荧光共振能量转移法:这些方法可以利用荧光染料标记的蛋白质,通过观察它们之间的相互作用情况来研究蛋白质与蛋白质之间的相互作用。
5.表面等离子体共振(SPR):该方法通过在金属表面固定一个蛋白质,然后观察黄金膜表面等离子体共振信号的变化来研究蛋白质与蛋白质之间的相互作用过程。
6.核磁共振(NMR):该方法利用蛋白质中的^1H、^13C和^15N原子的自旋,通过一系列的波形解析来确定蛋白质与蛋白质之间的相互作用,可以提供高分辨率的结构和动力学信息。
7.体外重组蛋白质表达和结合实验:利用大肠杆菌或霞赤红热单核细胞感染表达载体后表达目标蛋白质,以及通过重组技术制备的其他蛋白质,通过混合这些重组蛋白质来研究它们之间的相互作用。
二、蛋白质与蛋白质相互作用实验步骤:1.实验前准备:根据研究目的选择适当的实验方法和方法,准备相应的试剂和材料。
2.原料处理:获得目标蛋白质样品后,进行必要的纯化或浓缩处理,以去除其他污染物,并保持蛋白质的活性。
3.实验设计:根据研究目的设计实验方案,比如确定实验条件、控制实验和重复实验。
研究蛋白质的相互作用的方法一、酵母双杂交系统酵母双杂交系统是当前广泛用于蛋白质相互作用组学研究的一种重要方法。
其原理是当靶蛋白和诱饵蛋白特异结合后,诱饵蛋白结合于报道基因的启动子,启动报道基因在酵母细胞内的表达,如果检测到报道基因的表达产物,则说明两者之间有相互作用,反之则两者之间没有相互作用。
将这种技术微量化、阵列化后则可用于大规模蛋白质之间相互作用的研究。
在实际工作中,人们根据需要发展了单杂交系统、三杂交系统和反向杂交系统等。
Angermayr等设计了一个SOS蛋白介导的双杂交系统。
可以研究膜蛋白的功能,丰富了酵母双杂交系统的功能。
此外,酵母双杂交系统的作用也已扩展至对蛋白质的鉴定。
二、噬茵体展示技术在编码噬菌体外壳蛋白基因上连接一单克隆抗体的DNA序列,当噬菌体生长时,表面就表达出相应的单抗,再将噬菌体过柱,柱上若含目的蛋白,就会与相应抗体特异性结合,这被称为噬菌体展示技术。
此技术也主要用于研究蛋白质之间的相互作用,不仅有高通量及简便的特点,还具有直接得到基因、高选择性的筛选复杂混合物、在筛选过程中通过适当改变条件可以直接评价相互结合的特异性等优点。
目前,用优化的噬菌体展示技术,已经展示了人和鼠的两种特殊细胞系的cDNA文库,并分离出了人上皮生长因子信号传导途径中的信号分子。
三、等离子共振技术表面等离子共振技术(Surface Plasmon Resonance,SPR)已成为蛋白质相互作用研究中的新手段。
它的原理是利用一种纳米级的薄膜吸附上“诱饵蛋白”,当待测蛋白与诱饵蛋白结合后,薄膜的共振性质会发生改变,通过检测便可知这两种蛋白的结合情况。
SPR技术的优点是不需标记物或染料,反应过程可实时监控。
测定快速且安全,还可用于检测蛋白一核酸及其它生物大分子之间的相互作用。
四、荧光能量转移技术荧光共振能量转移(FRET )广泛用于研究分子间的距离及其相互作用;与荧光显微镜结合,可定量获取有关生物活体内蛋白质、脂类、DNA 和RNA 的时空信息。
蛋白质相互作用的研究方法万维松 2016-7-23为什么要进行蛋白质研究?(1)蛋白质是细胞的功能分子(2)蛋白质表达水平受到诸多因素的调控(3)DNA/RNA水平与蛋白质水平没有正相关性(4)DNA/RNA层面无法获知蛋白质翻译后修饰(5)蛋白质是药物治疗的重要靶位(6)蛋白质研究是后基因组时代的终极目标为什么要研究蛋白质的相互作用?蛋白质控制了细胞中的所有生物系统,但是,通常它们不是“单打独斗”,绝大多数蛋白质会与其他蛋白质相互作用,一起参与生命过程。
蛋白相互作用有哪些类型?◆稳定相互作用( Stable interactions )指那些通常以多亚基复合物( multi-subunit complexes )纯化得到的相互作用蛋白,这些亚基可以是相同的,也可以是不同的。
Eg:血红蛋白(αβ);核心RNA聚合酶(α2ββ’ )◆瞬态相互作用( Transient interactions )被认为控制了主要的细胞过程,它们的相互作用是暂时的,并需要一定的条件来促进相互作用,如甲基化、磷酸化、构象改变等。
瞬态相互作用可强可弱,可快可慢。
蛋白相互作用的研究方法◆In Vivo 体内方法◆In Vitro 体外方法◆In Silico 生物信息学方法常用研究技术Method Interactions type Property Adhibition Co-IP Stable or strong 内源筛选互作蛋白Pull-Down Assay Stable or strong 外源筛选互作蛋白TAP Stable or strong 标签筛选互作蛋白SILAC-PAP Stable or strong 标签筛选互作蛋白BioID Transient 、weak orinsoluble 内源筛选互作蛋白Far-Western BlotAnalysisModerately stable 外源验证互作蛋白IP Stable or strong 内源验证互作蛋白BiFc Transient or weak 内源验证互作蛋白IP/Co-IP(内源)IP/Co-IP (内源)Endogenously expressed FBXW7 and HSF1 interact.(a ) Native FBXW7 was immunoprecipitated (IP) from cell extracts with anti-FBXW7 antibody , followed by immunoblotting as indicated.Rabbit IgG was used as control. Arrow indicates FBXW7 in input.BaitInteracting proteinGST Poly HisIP、Co-IP and Pull-Down比较AP(标签)◆AP:Affinity Purification◆TAP:Tandem Affinity Purification ◆PAP:Parallel Affinity PurificationTAP (Flag-SBP/HA)◆TAP是Co-IP的“近亲”,两者在寻找诱饵蛋白的互作蛋白以及纯化互作蛋白的原理类似。
检测蛋白之间相互作用的方法蛋白质之间的相互作用是细胞内许多生物过程的基础。
因此,了解和研究蛋白质之间的相互作用对于理解细胞功能和疾病发展非常重要。
目前已经发展了许多方法来检测蛋白质之间的相互作用,本文将介绍其中一些重要的方法。
一、免疫共沉淀(Immunoprecipitation,IP)免疫共沉淀是一种经典的方法,用于检测蛋白质之间的相互作用。
它利用抗体的特异性与目标蛋白结合,然后通过沉淀的方法将目标蛋白及其结合的蛋白一起分离出来。
这种方法可以用于检测稳定和瞬时的蛋白相互作用,并可以在原位和体外条件下进行。
二、酵母双杂交(Yeast Two Hybrid,Y2H)酵母双杂交是一种常用的方法,用于检测蛋白质之间的相互作用。
这种方法利用酵母细胞内的转录活性报告基因,将目标蛋白与一个转录激活因子和一个报告基因组合起来。
如果目标蛋白与转录激活因子相互作用,则该报告基因将被激活,并通过对报告基因的表达进行检测。
三、荧光共振能量转移(Fluorescence Resonance Energy Transfer,FRET)荧光共振能量转移是一种基于能量传递的方法,用于检测蛋白质之间的相互作用。
这种方法基于两个蛋白质上的荧光标记物之间的能量传递效应。
当两个蛋白质相互作用时,一个荧光标记被激活并传递能量给另一个荧光标记,从而观察到荧光变化。
四、质谱法(Mass Spectrometry,MS)质谱法是一种高通量的方法,用于检测蛋白质之间的相互作用。
通过将目标蛋白和其结合的蛋白分离后,使用质谱仪对其进行分析和鉴定。
质谱法可以识别和定量蛋白质相互作用的数量和强度。
五、表面等离子共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)表面等离子共振是一种基于光学原理的方法,用于检测蛋白质之间的相互作用。
这种方法基于蛋白质结合时的光学信号变化。
通过将一个蛋白质固定在表面上,并通过流通目标蛋白质,可以监测蛋白质结合的实时动态过程。
蛋白质相互作用研究方法蛋白质相互作用是指两个或多个蛋白质之间的相互作用和相互调节。
研究蛋白质相互作用的方法有很多种,下面将介绍其中一些常用的方法。
1. 酵母双杂交检测(Y2H):该方法是通过基因转录和细胞生理过程来检测蛋白质相互作用。
该方法的基本原理是将感兴趣的两个蛋白质分别连接到酵母细胞中的转录因子的DNA结合结构域和激活结构域,当这两个蛋白质发生相互作用时,转录因子被激活,从而触发报告基因的表达。
通过检测报告基因的表达水平来确定蛋白质之间的相互作用程度。
2. 免疫共沉淀:该方法是利用两个蛋白质之间的特异性相互作用来检测和分离它们。
首先,在一个蛋白质中引入一个标签,比如His标签。
然后,将该蛋白质在体外与另外一个感兴趣的蛋白质一起孵育,使它们发生相互作用。
最后,利用特定的抗体识别标签,并用亲和树脂或磁珠来沉淀包含这些标签的复合物。
通过酶解、电泳等方法对复合物进行分析,可以确定两个蛋白质之间的相互作用。
3. 光学方法:如可以利用荧光共振能量转移(FRET)技术来研究蛋白质相互作用。
该技术基于两个发射荧光染料的距离变化会改变吸光度的原理,当两个蛋白质相互作用时,可以通过激发一个染料并检测另一个染料发射的荧光信号来确定它们之间的相互作用程度。
4. 质谱法:质谱法是一种广泛应用的蛋白质相互作用研究方法。
其中,串联质谱法(MS/MS)可以用来鉴定蛋白质复合物中的组分。
根据质谱分析的结果,可以确定两个蛋白质之间的相互作用和结合部位等信息。
此外,还有其他一些方法如共结晶、核磁共振、冷冻电镜等,可以对蛋白质相互作用进行研究。
这些方法的选择取决于研究者所关注的蛋白质特性、相互作用类型以及研究目的等因素。
需要注意的是,以上方法在研究蛋白质相互作用时有其局限性。
比如,一些方法需要在体外进行,无法反映细胞内环境;一些方法可能对于某些蛋白质的研究不适用;一些方法可能存在假阳性和假阴性等问题。
因此,在选择研究方法时,需要综合考虑各种因素,并采取多重方法相互印证,以获得准确可靠的结果。
蛋白质的相互作用研究方法
蛋白质的相互作用研究方法可以分为以下几种:
1. 蛋白质互作筛选方法:包括酵母双杂交、蛋白质片段互作筛选、蛋白质互作文库筛选等。
这些方法通过检测蛋白质与其他蛋白质之间的相互作用,从而发现可能存在的相互作用蛋白质对。
2. 免疫共沉淀(IP):通过特定抗体与目标蛋白质发生反应,将其与其他相互作用蛋白质一起沉淀下来,然后通过质谱分析等技术鉴定这些共沉淀蛋白质的身份。
3. 荧光共振能量转移(FRET):通过标记在两个相互作用蛋白质上的荧光分子(供体和受体)之间的能量转移来检测蛋白质相互作用。
当供体与受体之间的距离在10-100埃范围内时,能量转移效率会增加。
4. 利用带电荷的染料分析:通过交联反应将具有不同电荷的染料引入到相互作用的蛋白质上,然后通过凝胶电泳或质谱分析等技术来鉴定交联蛋白质对。
5. 表面等离子体共振(SPR):利用表面等离子体共振仪器,将一种蛋白质固定在芯片上,然后将另一种蛋白质溶液通过芯片,通过检测光信号的变化来确定是否存在相互作用。
6. 核磁共振(NMR):利用蛋白质溶液中的核磁共振现象,鉴定蛋白质的三维结
构以及与其他蛋白质之间的相互作用。
以上是常见的蛋白质相互作用研究方法,不同的方法适用于不同的实验需求和研究目的。
细胞水平的蛋白质相互作用研究方法
【摘要】本文介绍了蛋白质研究中常用的在细胞水平研究蛋白质相互作用的方法,即酵母双杂交系统、荧光共振能量转移技术、蛋白质片段互补技术、双分子荧光互补技术、绿色荧光蛋白临近成像法等等。
并比较了各自的优缺点以及应用范围。
【关键词】蛋白质相互作用酵母双杂交荧光共振能量转移片段互补双分子荧光互补绿色荧光蛋白临近成像
蛋白质是生物体中绝大多数生命活动的基本执行单位,参与细胞中几乎所有的生化过程;而细胞内复杂的生化反应网络的运行离不开不同蛋白质之间的相互作用。
蛋白质相互作用在蛋白质功能复合体的构建、细胞信号转导、物质跨膜运输、酶促修饰等过程中是必不可少的,因而研究细胞生命活动的完成离不开对相关蛋白质间相互作用的研究。
相关研究方法很多,但能在细胞水平上展示蛋白质相互作用的存在是最为直接而有说服力的方法。
目前,细胞水平的研究方法主要有以下几种:
1酵母双杂交系统(Yeast two-hybrid system, Y2H)
酵母中的Gal4转录调控因子由N端DNA结合域(binding domain, BD)和C端转录激活域(activating domain, AD)构成,完整的Gal4因子能有效激活下游基因的表达。
将诱饵蛋白(bait)和靶蛋白(target/prey)基因分别与BD、AD基因融合,并在酵母中表达,如果表达的诱饵蛋白与靶蛋白之间相互作用使得BD、AD结构与空间上相互靠近,就会激发完整的Gal4活性引发报告基因的表达,检测报告基因产物即可知被研究蛋白间是否有相互作用。
酵母双杂交系统的限制在于只能研究核蛋白的相互作用,并且融合蛋白在酵母细胞中并不一定具有天然活性,易产生假阳性和假阴性,但是作为一种能够进行大规模筛选的方法仍有优势。
由此衍生的方法有细菌双杂交系统和哺乳动物双杂交系统等。
2荧光共振能量转移技术(fluorescence resonance energy transfer, FRET)
当两个荧光基团在空间上充分靠近(1–10nm)时,适当波长的光波会引发供体基团与受体基团产生共振,供体基团所吸收的能量通过共振向受体基团转移,受体基团受激发产生荧光。
应用基因操作手段可以将蓝色荧光蛋白(CFP, 供体)和黄色荧光蛋白(YFP, 受体)分别与待研究的蛋白融合并在细胞中原位表达,通过检测光激发下细胞发出的光波波长即可判断是否发生了共振能量转移,即两蛋白是否有相互作用。
FRET的效果易受外源荧光导致的光漂白和背景噪音影响,在此基础上发展了化学发光共振能量转移技术,该技术用荧光酶的自发荧光代替FRET中的外源荧光,当蛋白质相互作用导致空间上的靠近时,由供体荧光酶向受体荧光蛋白进行能量转移,通过测量供体自身发光强度与受体发光强度之比得出相互作用强弱,避免了以上影响。
共振能量转移技术具有高灵敏度和实时监测、对相互作用进行定位等优点。
缺点是成本较高。
3蛋白质片段互补技术(protein complementation assay, PCA)
蛋白质功能的实现依赖于结构的完整性,完整蛋白的两个互补片段不能单独发挥作用,但若在空间上距离足够近就可以恢复原有功能。
PCA技术将功能蛋白分割为适当的两部分分别与目标蛋白融合,当目标蛋白在细胞中靠近相互作用时,被分割的蛋白片段互补恢复活性,通过检测活性即可判断目标蛋白是否发生相互作用。
用于PCA的功能蛋白有二氢叶酸还原酶、β-半乳糖苷酶、β-内酰胺酶、荧光素酶和荧光蛋白等等。
相比较于需要通过底物检测酶活性的各种酶来说,荧光蛋白因其不需底物反应直接观察荧光而具有优势,被称为双分子荧光互补技术(bimolecular fluorescence complementation, BiFC)。
当功能蛋白为酶时,通过检测底物反应活性只能判断目标蛋白是否有相互作用,但BiFC结合显微技术可以对蛋白相互作用进行细胞内的定位,真正发挥了作为细胞水平研究方法的优点。
BiFC的缺点在于分割后的荧光蛋白片段在相遇重组时需要一定自催化时间,不能做到实时监测。
4绿色荧光蛋白临近成像法(GFP proximity imaging, GFP-PRIM)
由于有供体受体或N端C端的不同,FRET和PCA等方法不能用于研究同种蛋白形成的同源多聚体。
GFP-PRIM技术基于绿色荧光蛋白在395nm和475nm处各有一个激发峰,而聚集形态的不同会导致GFP在两激发峰处的激发效率之比发生变化。
将GFP与目标蛋白相融合,若目标蛋白发生聚集使得GFP空间上临近,就可以通过检测上述比值得到证明,这为研究同种蛋白的聚集和相互作用提供了方法。
其它研究蛋白质相互作用的方法包括免疫共沉淀(Co-IP)、亲和色谱、GST-pull down技术、质谱技术(MS)、表面胞质团共振技术(SPR)、噬菌体展示、串联亲和纯化(TAP)以及生物信息学手段等等。
相比较于这些技术,以上介绍的细胞水平研究方法在更大程度上提供了在体的环境,使得观察到的蛋白质相互作用关系与实际生化过程更为接近,并可在亚细胞水平对相互作用进行定位,更具说服力,当然也受到更多因素影响。
普遍的问题是融合蛋白与原目标蛋白的生化特性可能不同,影响正常的相互作用产生假阳性和假阴性,另外荧光技术的使用对空间距离要求较高,若融合不当,可能检测不出荧光,以及高通量技术的开发等等。
在现有完整细胞观察的基础上进一步减小展示方法对目标作用过程的影响,是目前蛋白质相互作用研究的一个方向。
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