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在蛋白质水平上研究基因功能的技术有哪些

随着分子生物学技术的发展,对生物基因组中包含的全部基因及其所翻译的蛋白质的功能加以解读和描述,尤其是大量未知基因的功能及其相应蛋白质产物的功能进行研究成了基因工程研究的热点方向。而在蛋白质水平上定量、动态、整体性研究生物体的蛋白质组学,将在后基因组时代大大增进我们对基因功能的理解。酵母双杂交实验服务是一项可以在蛋白质水平上研究基因功能的实验服务,除此以外还有蛋白质双向凝胶电泳、噬菌体展示技术、免疫组化和western印迹分析技术等。

1、酵母双杂交技术

酵母双杂交技术是从蛋白质组学水平研究基因功能的有力工具,酵母双杂交是目前研究蛋白与蛋白间相互作用的所有方法中较为简便、灵敏和高效的一种方法。它是利用酵母遗传学方法在真核细胞体内研究蛋白质之间相互作用的非常有效的分子生物学技术可有效地用来分离能与一种已知的靶蛋白相互作用的蛋白质的编码基因。

酵母双杂交技术的可行性和有效性在验证已知蛋白质之间的相互作用或筛选与靶蛋白特异作用的诱饵蛋白的研究中已被广泛的得到证实。基于酵母双杂交技术平台的特点,它已经被应用在许多研究工作中,

酵母双杂交实验服务可以帮助客户分析和解决在实验过程中遇到的难题。美迪西生物医药专业从事酵母双杂交,出具权威检测数据报告,具有独立优质实验室,专业实验人员,提供详细的酵母双杂交实验步骤,原始数据和图片,结果分析。

虽然酵母双杂交系统是分析蛋白-蛋白间相互作用的有效和快速的方法,但是该技术存在假阳性和假阴性的现象,反映的只是蛋白质间发生作用的可能性,至于其可能性的大小还需要通过其他手段来验证。酵母双杂交系统还存在一定的缺陷,但是我们相信随着酵母双杂交技术的日趋成熟,酵母双杂交的应用将越来越广泛,其也将在蛋白质相互作用的检测及其他方面发挥重要的功能。

2、噬菌体展示技术

当有些蛋白质本身有激活转录活性,不经过双杂交相互作用就能激活报道基因的表达,酵母双杂交技术就检测不出来,但是通过噬菌体展示技术可以解决这个问题。和酵母双杂交技术研究基因功能相比,噬菌体展示技术同样具有高通量及简便的特点,不同于发生在酵母细胞核内的酵母双杂交技术,噬菌体展示技术发生在溶液中。作为一项已广泛运用的技术,噬菌体展示是一种将外源肽或蛋白质与特定噬菌体衣壳蛋白融合并展示于噬菌体表面的技术。它将外源基因插入到噬菌体展示载体的信号肽基因和衣壳蛋白编码基因之间,从而使外源基因编码的多肽或蛋白质与外壳蛋白以融合蛋白质形式展示在噬菌体表面,被展示的外源肽或蛋白质可保持相对独立的空间结构和生物活性。噬菌体展示技术进行基因功能研究,具有可以直接得到基因、高选择性的筛选复杂混合物,在筛选过程中通过改变适当的条件可以直接评价相互结合的特异性等优点。

3、蛋白质双向凝胶电泳

蛋白质双向凝胶电泳技术是进行蛋白质组学研究最经典和常用的技术之一,其分离蛋白主要是依据两个原理:第一向等电聚焦(IEF)根据蛋白质的等电点差异进行蛋白分离,第二向十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)根据蛋白质的分子量差异进行分离。以蛋白质双向凝胶电泳为基础的蛋白质组分离技术已经得到广泛的应用,如识别细胞、组织或生物体在特定条件下整体蛋白质的表达状况;蛋白质组也实现了在蛋白质水平大规模进行基因功能的研究。

4、Werstern blot

此外在蛋白质水平上研究基因功能的技术还有Western blot和免疫组化等。蛋白免疫印迹即Werstern blot,是将印迹技术与抗原-抗体反应的特异性相结合的检测技术,用于分离和检测生物标本中的某一特定蛋白。其基本原理实混合蛋白质样本通过凝胶电泳分离后,通过特殊虹吸或电场装置印迹至固相介质(NC膜或PVDF 膜)上,将针对待测蛋白的特异性抗体作用于滤膜上,利用抗体上偶联的酶降解底物在滤膜上生成有色沉淀物或化学发光产物,从而显示出待测蛋白的存在及量。

Western blot被广泛应用于多种基因功能、转基因检测等实验中。免疫组化是研究细胞内蛋白质定位、定量的重要方法,具有特异性强和敏感性高等特点,能够准确确定蛋白质是在特定组织中的哪些细胞及在特定细胞的哪个部位中表达。

基因功能研究可以利用结构基因组所提供的信息和产物,发展和应用新的实验手段,通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能,使得生物学研究从对单一基因或蛋白质的研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。基因功能的研究为人们深入理解人类人类组遗传语言的逻辑构建、基因结构与功能的关系、个体发育、生长以及细胞增殖、分化等研究提供了科学研究基础,因而至关重要。




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