蛋白互作研究利器:Co-IP实验的核心要点

360影视 国产动漫 2025-05-23 15:08 1

摘要:免疫共沉淀技术(co-Immunoprecipitation,Co-IP)是一种研究两种蛋白在体内是否存在相互作用的有效方法。

免疫共沉淀技术(co-Immunoprecipitation,Co-IP)是一种研究两种蛋白在体内是否存在相互作用的有效方法。01实验原理免疫沉淀是利用抗体特异性反应纯化富集目的蛋白的一种方法。抗体与细胞裂解液或表达上清中相应的蛋白结合后,再与蛋白A/G(Protein A/G)偶联的agarose或Sepharose珠子孵育,通过离心得到珠子-蛋白A/G-抗体-目的蛋白复合物,在高温及还原剂的作用下,抗原与抗体解离,收集上清,上清中包括抗体、目的蛋白和少量的杂蛋白。图1.CO-IP实验原理IP、Co-IP、ChIP和RIP的区别不同类型的分子互作(如蛋白-蛋白、蛋白-DNA、蛋白-RNA)具有高度特异性,仅凭单一技术难以全面解析。IP(免疫沉淀)、Co-IP(共免疫沉淀)、ChIP(染色质免疫沉淀)和RIP(RNA免疫沉淀) 作为分子互作研究的四大基石技术,分别针对不同维度的相互作用设计。若混淆其应用场景,轻则导致实验失败,重则产生误导性结论——例如,用IP验证蛋白互作可能遗漏关键结合伙伴,而误用ChIP研究RNA结合蛋白则会完全偏离目标。因此,精准区分四者的原理与适用范围,不仅是实验设计的首要前提,更是确保数据可靠性和科学价值的关键。03Co-IP实验流程简介1. 样品制备裂解细胞/组织:使用含蛋白酶抑制剂的RIPA裂解液(建议冰上操作)。离心去除碎片:12,000×g离心10分钟,取上清作为总蛋白样品。★注意:蛋白提取整个过程都在冰上操作,减少高温造成的蛋白降解;超声过程中最好不要有气泡产生,减少蛋白降解。裂解后的总蛋白放在-20℃保存。2. 抗体-磁珠孵育预清洗磁珠:用裂解液洗涤Protein A/G磁珠,去除保存液。抗体结合:加入靶蛋白抗体,4℃旋转孵育1-2小时(或过夜)。 ★注意:抗体选择经过IP验证的,可减少假阳性概率。同时要注意抗体/缓冲液的比例,抗体稀释过度不利于后续抗原抗体结合;而抗体过多就不能完全沉降在固相基质上,残存于上清。3. 抗原捕获加入总蛋白样品:与抗体-磁珠复合物4℃旋转孵育4小时。阴性对照:平行设置同型IgG抗体对照组。4. 洗涤与洗脱洗涤步骤:用预冷裂解液洗涤3-4次,去除非特异性结合。蛋白洗脱:加入SDS上样缓冲液,95℃加热10分钟,离心取上清。5. 结果检测Western Blot:用目标蛋白B的抗体检测洗脱样品。数据分析:对比实验组与对照组的条带差异,验证相互作用。04Co-IP实验注意事项1.抗体选择使用已验证特异性的抗体,避免交叉反应。实验组与检测抗体避免使用同一物种来源(防止二抗干扰)。2.裂解条件优化裂解液成分:NP-40浓度建议0.1%-1%,过高会破坏天然复合物。避免反复冻融样品,防止蛋白降解。3.对照设置必须包含:阴性对照(IgG)、阳性对照(已知互作蛋白)、Input对照。4.操作细节全程低温操作(冰盒或冷室)。洗涤时轻柔吹打,避免磁珠损失。离心转速不超过3000×g,防止复合物解离。5.结果解读需排除假阳性:如蛋白间非特异性结合或抗体交叉反应。建议结合GST pull-down等互补实验验证。05结果解读图2. IP前WB质控(CoIP、ChIP和RIP都需要进行WB)❖在正式实验前,务必要对样品做WB质控;❖IP前WB检测的指标应至少包括诱饵蛋白以及内参蛋白,如果有预期的猎物蛋白,也应在IP前检测本底表达水平;❖内参蛋白条带必须清晰无拖带,如果内参条带不正常,说明样本内蛋白已经发生降解,需要重新备样;❖诱饵或猎物蛋白条带最好是强信号的单带,如果信号比较弱,IP后可能检测不到信号,导致实验失败,或误判成假阴性结果,建议在样本中过表达目的蛋白后再做尝试;❖诱饵蛋白WB如果杂带较多,可能是该批次抗体在该样本中的特异性不够好,如果实在没有合适的抗体,也至少应当在目的条带的信号相较于杂带足够强的前提下,再进行后续实验,否则无法保证最终结果的可靠性。
图3. IP后WB1.一次完整严谨的CoIP实验,应当包含IgG对照组、IP实验组以及Input组;2. Input泳道所点样本与IP前WB一致,作为阳性对照;3. 判定CoIP实验成功的标准,是能够在IP泳道检测到诱饵蛋白信号,且IgG泳道检测不到;如果IgG泳道也检测到诱饵蛋白,说明该蛋白能够与所有IgG类的抗体结合,只能换别的实验如酵母杂交、GST pulldown等来验证。4.在IP后能够检测到诱饵蛋白的前提下,如果检测不到猎物蛋白,说明两个蛋白不互作,至少在这个样本和实验体系下不互作,并不代表实验本身有问题;5.CoIP后往往会在IgG和IP泳道出现目的条带以外的杂带,这是由于CoIP实验会往实验体系中加入抗体进行富集,这些抗体最终也会也会被WB的二抗识别到;6.抗体由轻链和重链构成,轻链分子量约为25KD,重链分子量约为50-70KD,如图3所示,由于使用了识别轻链的二抗,因此IgG和IP泳道均在25KD左右出现了抗体链条带;7.在做IP后WB时,为了避免抗体链对结果的干扰,应灵活选择二抗,如左图所示,由于目的条带在重链范围,因此选择了识别轻链的二抗。常见问题与解决方案Q
IgG组及IP组均检测到目的条带,为什么?A

Co-IP WB鉴定结果IgG组无目的蛋白条带、IP组有目的蛋白条带,说明IP过程成功,此时质谱极低概率会在IgG组中鉴定到目的条带,如果遇到这种情况可能是在切胶及质谱样品处理过程中发生了串染,对IP组中互作蛋白的结论没有影响,IgG组中的蛋白在文章中通常都不是考察对象。

Q
IP后WB鉴定到目的蛋白,质谱未鉴定到,为什么?A

IP后WB检测到目的蛋白条带,说明IP过程成功。我们从自身技术流程步骤做排查,确保相关质控均合格,通过标准品检测质谱当时的状态正常,保证技术流程及质谱性能均无问题。如果确实质谱未发现目的蛋白,通常是由于蛋白本身在样品中相对丰度较低导致,由于质谱过程中其他相对高丰度的蛋白可能掩盖部分信号、导致样品中低丰度蛋白未被鉴定。

Q
Co-IP实验成功的评判标准?A

在 Co-IP-WB鉴定结果中,IgG组无目的蛋白条带、IP组有目的蛋白条带,说明IP过程成功;银染胶图中,IP组相对于IgG组有更多蛋白条带、且存在差异,说明 Co-IP过程捕获到互作蛋白;IP产物在质谱检测中鉴定到的蛋白数量不能作为判断实验成败的标准,因为这取决于目的蛋白本身所具有的互作蛋白数量、结合力强弱等方面;IP产物的质谱鉴定数量越多并不代表结果越好。

Co-IP需要准备多于多少样本量?是的。Co-IP实验需要保证足够的蛋白浓度才能维持原本存在的蛋白互作状态,尤其当蛋白丰度较低、相互作用力不强、使用不易提蛋白组织等情况时。而且 Co-IP的实验条件往往需要反复摸索。因此用于 Co-IP实验需准备细胞>2x107,动物组织>500mg,植物组织>2g,并且须更加注意采集后速冻-80℃保存和避免反复冻融。

a.所使用的抗体不仅需要优秀的亲和力、特异性,其识别表位还可能被互作蛋白所掩蔽(主要是使用单抗时);
b.当蛋白互作须发生在特定生理代谢条件、组织细胞类型之中时, Co-IP实验可能无法获得互作结果;
c.如果诱饵蛋白和或捕获蛋白在样本中丰度很低时;
d.两个互作蛋白的亲和力较弱;
e.当该蛋白互作需要较特定的离子强度,或者需要如Ca离子/Mg离子/ATP等辅因子时,要创造合适的反应条件会变得困难;
f.一些样品处理提取存在难度,提取足量目的蛋白与保持蛋白天然状态,需通过实验条件达到优化平衡;
g.外源表达的标签蛋白存在同内源蛋白的位点竞争,这主要在使用标签抗体进行实验时可能存在。

来源:金开瑞生物

相关推荐