蛋白質(zhì)芯片技術(shù)簡(jiǎn)介
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由于利用了DNA與互補(bǔ)的DNA或RNA結(jié)合的典型性質(zhì), DNA 芯片在短時(shí)間內(nèi)就取得了成功. 然而, 已經(jīng)有關(guān)于mRNA 和蛋白質(zhì)之間數(shù)量關(guān)系上的爭(zhēng)論, 而且實(shí)際上在細(xì)胞中參與各種不同反應(yīng)的都是蛋白質(zhì). 因此, 如果能制造出蛋白質(zhì)芯片而不是DNA芯片 , 而且如果蛋白質(zhì)表達(dá)強(qiáng)度和鍵合物能被發(fā)現(xiàn), 就有可能把研究拓展到DNA芯片鞭長(zhǎng)莫及的領(lǐng)域. 然而, 要制造一個(gè)蛋白質(zhì)芯片, 每個(gè)蛋白質(zhì)都需要提純, 還有, 將蛋白質(zhì)以某種形式固定到芯片上的技術(shù)還不完善. 也許植入較常規(guī)蛋白質(zhì)易于控制的抗體是個(gè)替代方案.
盡管被指出了許多問題, 2000年秋天, Schreiber小組展示了他們可以制造高密度蛋白質(zhì)芯片并且保持蛋白質(zhì)成鍵能力的技術(shù)(science , 2000, 289, 1760-1763). 它與布朗技術(shù)相同, 除了他們用了蛋白質(zhì)而不是DNA. 以醛基活化光滑的表面, 蛋白質(zhì)通過共價(jià)鍵與之相連.他們用了幾種不同的蛋白質(zhì)做芯片能保持活性的例證, 但是不同蛋白質(zhì)在芯片上能否互不干擾仍是個(gè)問題.
2001年, 覆蓋了芽孢酵母大部份基因產(chǎn)物的大約6,000種蛋白質(zhì), 被表達(dá)并在N-末端以GST- HisX6(glutoahione S-轉(zhuǎn)移酶-聚組氨酸)標(biāo)記, 然后植入芯片. 這項(xiàng)工作是耶魯大學(xué)的Snyder小組完成的(Science , 2001, 293, 2101-2105).通過光滑的玻璃表面上的醛基或Ni離子包裹(與HisX6成鍵)使蛋白質(zhì)平滑地附到芯片之上. 平均分配的點(diǎn)入的蛋白質(zhì)通過螢光標(biāo)記的GST抗體確認(rèn). 對(duì)鈣調(diào)素(calmodulin)和磷酸肌醇酯(phosphoinositol lipid), 兩個(gè)代表性的蛋白質(zhì)成鍵方式, 進(jìn)行螢光標(biāo)記然后在芯片上篩選, 以此證明蛋白質(zhì)間的相互成鍵能力并用其識(shí)別新的成鍵的蛋白質(zhì). 現(xiàn)在, 蛋白質(zhì)芯片的檢測(cè)靈敏度約為ng/mL.
蛋白質(zhì)芯片公司Ciphergen在芯片表面包裹了各種材料, 利用這些不同的表面區(qū)別不同的蛋白質(zhì). 設(shè)計(jì)的表面材料有憎水型的, 親水型的, 陽(yáng)離子和陰離子交換型的, 金屬離子和潛活性分子等等, 但是好像僅用這些有限數(shù)量的表面來(lái)識(shí)別數(shù)以千計(jì)的不同蛋白質(zhì)比較困難. 與芯片成鍵的蛋白質(zhì)采用MALDI-TOF質(zhì)譜進(jìn)行分析.
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