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如何分析荧光素酶发光信号的强度与蛋白相互作用的关系?

信息来源:4118云顶集团 作者:genecreate_cn 发布时间:2025-08-18 16:29:25

    分析荧光素酶发光信号强度与蛋白相互作用的关系,需基于 “信号强度与蛋白相互作用的亲和力/稳定性正相关” 的核心逻辑,结合实验设计、信号校正及定量分析实现,具体步骤如下:

一、明确实验系统的 “信号 - 互作” 关联原理

    常用实验系统为荧光素酶互补技术(Split-luciferase):将荧光素酶拆分为无活性的 N 端(Nluc)和 C 端(Cluc)片段,分别与待研究的两个蛋白(靶蛋白 X、互作候选蛋白 Y)融合表达(即 X-Nluc、Cluc-Y)。

若 X 与 Y 发生相互作用,会通过空间 proximity 带动 Nluc 与 Cluc 重组为活性荧光素酶,催化底物(如腔肠素)发光 ——发光信号越强(以相对发光单位 RLU 衡量),说明 X 与 Y 的结合能力越强或结合稳定性越高。

 

二、通过对照实验排除 “非互作干扰信号”

    需设置 3 类对照以区分 “特异性互作信号” 与背景(如蛋白自发折叠、非特异性结合):

    阴性对照:用无互作的 “无关蛋白” 替换 X 或 Y(如 X-Nluc+Cluc-GFP、GFP-Nluc+Cluc-Y),其 RLU 代表 “非特异性背景信号”(若靶蛋白有突变体,可设 “结合位点突变型 X-Nluc+Cluc-Y”,互作消失则信号应接近阴性对照);

    阳性对照:用已知强互作的蛋白对(如已验证的 A-B 复合物,构建 A-Nluc+Cluc-B),其 RLU 作为 “有效互作信号” 的参考基准;

    空白对照:仅加荧光素酶底物和缓冲液,排除底物自发发光、仪器背景的干扰(需从所有样本中扣除)。

 

三、信号检测与 “标准化校正”(核心步骤)

    直接检测的 RLU 可能受 “蛋白表达量差异”“转染效率波动” 等因素干扰,需通过标准化消除非互作相关变量:

    基础信号定量:用化学发光酶标仪检测样本(X-Nluc+Cluc-Y)及对照的 RLU,先减去 “空白对照 RLU”,得到 “净信号”;

    校正 “蛋白表达量差异”:

        若 X、Y 融合蛋白的表达量不同(如转染效率低导致某组 X-Nluc 表达少),会直接降低潜在重组的荧光素酶量,导致信号偏误。需通过 Western blot 检测 X-Nluc、Cluc-Y 的表达量,或在实验中共转 “内参荧光素酶”(如海肾荧光素酶 Rluc)——用 “样本净信号(X-Y 互作)÷ 内参 Rluc 信号” 得到 “归一化信号”,消除表达量 / 转染效率的影响;

    重复验证:至少 3 次独立实验(每次 3-5 个复孔),取平均值 ± 标准差,保证数据可靠性。

四、通过定量分析建立 “信号 - 互作强度” 关联

    基于标准化信号,从 3 个维度分析:

    “信号 / 背景比” 判断是否存在互作:若样本归一化信号 ÷ 阴性对照归一化信号≥3(通常阈值),可判定 X 与 Y 存在特异性相互作用;

    信号强度直接反映互作强弱:对比不同组的归一化信号(如野生型 X-Y vs 突变型 X-Y),信号越高则互作越强(例:野生型信号为 2000RLU,突变型为 300RLU,说明突变削弱了互作);

    剂量效应/竞争实验验证特异性:若增加Y的表达量(或 X 的表达量),X-Y 的发光信号呈梯度升高(剂量效应);或加入 “游离未标记 X”(竞争结合 Y),信号随游离 X 浓度升高而降低,可进一步证明信号与 X-Y 互作的直接关联。

核心是通过 “对照排除背景”“标准化消除变量”,让发光信号的差异仅由 “蛋白相互作用的强弱” 决定 —— 最终通过信号强度的定量比较,直接反映蛋白互作的亲和力或稳定性。




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