蛋白质组学/蛋白质芯片/类型

类型

类型

蛋白质芯片主要分为两类：分析型和功能型。在分析型蛋白质芯片中，研究的蛋白质位于流经芯片的溶液中。^[1] 分析型芯片主要用于识别分析物的成分。在功能型蛋白质芯片中，研究的蛋白质被固定在芯片上。^[1] 功能型芯片主要用于研究目标蛋白与其他分子之间的相互作用。

分析型蛋白质芯片示例。	功能型蛋白质芯片示例。

分析型

分析型芯片根据固定在芯片上的捕获分子进行分类。该分子可以对所结合的蛋白质类型具有高度特异性。这些特异性分子的例子包括抗体、抗原、酶底物、核苷酸和其他蛋白质。分析型芯片还可以包含结合多种蛋白质的分子。这些分子类似于液相色谱中使用的分子。这些技术包括反相、阳离子交换和阴离子交换。^[1]

反相蛋白质芯片，也称为反相蛋白质阵列 (RPA)，与分析型微阵列相关，用于识别不同蛋白质表达水平。^[2] RPA 已被广泛应用，甚至可以被视为一种独立的蛋白质芯片类型。RPA 是一种高通量技术，涉及两种现有技术：激光捕获显微切割 (LCM) 和微阵列制造。LCM 在显微镜下实时可视化感兴趣的染色组织细胞。一旦可视化，细胞就被分离并裂解，然后放置到微阵列的点上。一种可以通过荧光检测的抗体用于探测载玻片。RPA 允许蛋白质被固定以进行分析，而不是典型的蛋白质微阵列，后者固定抗体探针。这就是它被称为“反相”的原因。此过程允许无需标记蛋白质，因为蛋白质裂解液已被变性。^[3]

RPA 与其他类型的优势包括能够在每个单独的阵列点中运行不同的测试样本，并且只需要单个抗体来探测整个阵列载玻片。^[4] 这种使用单个抗体消除了运行多个分析物的需要，取而代之的是，测量单个分析物，然后将其与应用于单个点的不同测试样本进行比较。^[5] 反相蛋白质微阵列的使用和参考标准的开发用于转移性卵巢癌的分子网络分析。分子与细胞蛋白质组学，4(4), 346-355。该过程对于细胞数量少的细胞群来说是最佳的，因为它能够对阵列中的更多点运行单个分析物，例如，细胞中存在的所有蛋白质。

RPA 的主要用途是观察进展中的癌症的不同阶段，以及研究信号转导途径。它们可用于确定蛋白质在设定时间内或由于特定治疗条件下不同的激活状态。^[2]

功能型

与分析型芯片不同，只有一种功能型芯片。功能型芯片用于发现有关特定蛋白质的更多信息和属性。这些属性包括结合强度、生化功能和蛋白质-蛋白质相互作用。^[1]

用于表征生物体蛋白质组的主要方法通常会导致样品变性，从而排除任何功能研究。目前的功能分析方法大多是 体内 技术，具有固有的变异性。^[6] 使用这些芯片的功能分析的优势在于，蛋白质可以在 体外 被识别和研究，同时它们仍然具有生物化学活性并处于其多聚体复合形式。

在开发功能性蛋白质阵列时存在许多挑战，包括创建表达克隆库、实际蛋白质生产（包括分离和纯化）、微阵列技术的适应、稳定阵列上的蛋白质以及保持蛋白质浓度在载玻片之间以及同一载玻片上的点之间保持一致。^[6]

功能性阵列有许多用途，包括完整表征生物体的整个蛋白质组。朱等人进行的一项研究开发了一种酵母蛋白质组阵列，其中包含来自该生物体 6280 个蛋白质编码基因中 93% 的蛋白质。^[7] 其他实验包括对蛋白质组进行大规模筛选，以寻找磷脂结合和钙调蛋白结合特异性。

蛋白质芯片使我们能够前所未有地研究生化相互作用。数千种蛋白质可以同时筛选蛋白质-蛋白质、蛋白质-核酸和蛋白质-小分子相互作用。该方法的体外性质确保了它在当前功能测定方法上的优势，而其并行、定量格式使其在该领域的许多其他技术之上。