CO-IP-MS

Co-IP-MS(Co-Immunoprecipitation-Mass Spectrometry)為免疫共沉澱(Co-IP)與質譜(MS)聯用核心技術,聚焦蛋白質–蛋白質相互作用(PPI)的系統性鑑定與驗證。原理是以特異性抗體捕獲目標蛋白(誘餌蛋白),同時拉取直接/間接結合的互作蛋白,再經高解析質譜鑑定與定量複合物中蛋白,揭示目標蛋白參與的調控網絡。免疫共沉澱以抗體與抗原專一性作用為基礎,是研究完整細胞內生理性蛋白互作的有效方法。細胞於非變性條件裂解時,多數蛋白–蛋白間相互作用被保留,以特異性抗體或親和試劑抓取目標蛋白及其互作蛋白,再經質譜檢測以鑑定互作蛋白。

原理介紹

Co-IP-MS 技術基於免疫沉澱原理,以特異性抗體捕獲目標蛋白及其互作夥伴,再經質譜分析鑑定這些蛋白,能於複雜生物樣本準確辨識與定量蛋白及其相互作用。流程:樣本前處理與蛋白萃取、免疫共沉澱捕獲互作複合物、蛋白分離與質譜樣品製備、質譜鑑定與資料分析。

文獻案例

《Molecular Plant》所刊 “Natural variations of maize ZmLecRK1 determine its interaction with ZmBAK1 and resistance patterns to multiple pathogens” 經全基因體關聯分析定位廣譜抗病基因 ZmLecRK1,發現其存在抗病(ZmLecRK1Qi319)與感病(ZmLecRK1TY4)兩種單倍型。研究者利用 Co-IP-MS 鑑定 ZmLecRK1 的關鍵互作蛋白——富含白胺酸的重複激酶 ZmBAK1。進一步實驗(菸草瞬時表達、玉米原生質體、突變體分析)證實,ZmLecRK1Qi319 誘發的細胞死亡及多病原體抗性(蚜蠅、玉米小斑病菌、立枯絲核菌)依賴 ZmBAK1 存在。研究解析玉米 ZmLecRK1–ZmBAK1 互作網絡於抗病中的作用,為作物廣譜抗病育種提供分子依據。

送樣標準

質體

≥20μg

大腸桿菌甘油菌

≥500μL

種子

粒數≥50 粒

植物組織

Co-IP/IP-MS:單一樣品>3.0g,WB:單一樣品>0.5g;

動物組織

Co-IP/IP-MS:單一樣品>1.0g,WB:單一樣品>0.1g

交付內容

原始資料

質譜原始檔(RAW 格式)、胜肽二級譜圖、Co-IP 實驗原始記錄; 樣本處理全程記錄、蛋白電泳圖,附 MD5 校驗碼確保完整性。

資料品質控制報告

實驗品質:Co-IP 洗脫產物純度、胜肽回收率; 質譜檢測品質:胜肽鑑定數、蛋白鑑定數、Q30 比例、蛋白鑑定 FDR; 互作篩選品質:誘餌蛋白偵測率(100%)、對照組(IgG)非特異性蛋白占比、生物學重複相關性。

互作蛋白鑑定與註釋結果

鑑定清單:所有捕獲蛋白之名稱、分子量、胜肽匹配數、序列覆蓋率、表達量(Intensity); 差異篩選結果:特異性互作蛋白清單、火山圖、熱圖; 資料庫註釋:互作蛋白功能描述(UniProt)、亞細胞定位、已知互作關係(STRING 資料庫)、與誘餌蛋白結合域預測。

功能分析結果

蛋白互作網絡:以 STRING 資料庫建構 PPI 網絡示意圖,標註核心互作節點; 路徑富集分析:GO/KEGG/Reactome 富集散點圖(Top20 路徑),聚焦互作網絡參與之核心生物學過程;

分析與解讀報告

核心結論:核心特異性互作蛋白集合、互作網絡核心功能、與研究表型關聯; 結果解讀:關鍵互作蛋白之生物學意義、潛在分子機制假說; 建議方案:後續驗證方向、功能實驗設計。

常見問題

經實驗設計與資料分析雙重篩選:①實驗層面:設 IgG 對照組,捕獲蛋白作非特異性背景;②資料層面:篩選「誘餌蛋白組顯著富集(|FC|≥1.5、P<0.05)且 IgG 對照組未偵測/低表達」之蛋白;③功能層面:結合 STRING 資料庫,保留與誘餌蛋白具已知互作或功能關聯之蛋白;④驗證層面:經 reciprocal Co-IP 進一步確認特異性。

針對特殊定位蛋白專屬優化:①膜蛋白:使用含去污劑裂解液,維持膜蛋白天然構象;避免高鹽洗滌,可添脂質穩定劑;②核蛋白:以核蛋白萃取試劑盒分離細胞核,用低鹽裂解液(10mM Tris-HCl)萃取,避免破壞核內蛋白複合物;③抗體選擇:優先選辨識蛋白胞內結構域之抗體,避免膜蛋白抗體僅辨識胞外域;④驗證層面:經細胞分餾實驗確認誘餌蛋白亞細胞定位,確保萃取方法有效。

分三步驗證:①reciprocal Co-IP:以候選互作蛋白特異性抗體進行 IP,檢測能否拉取誘餌蛋白,驗證互作雙向性;②免疫螢光共定位:以雷射共聚焦顯微鏡觀察誘餌蛋白與候選互作蛋白於細胞內共定位,提供空間互作證據;③功能驗證:沉默/過表達候選互作蛋白,檢測誘餌蛋白功能變化,驗證互作功能相關性。

核心差異聚焦實驗體系、互作類型、適用場景:①Co-IP-MS:體內生理體系,捕獲天然互作(直接+間接),適合互作蛋白篩選與鑑定;②酵母雙雜交:體外異源體系,僅檢測直接互作,適合初篩互作候選;③FRET:細胞內即時檢測,驗證直接互作並量化結合強度;④選擇建議:初篩互作用酵母雙雜交,驗證並鑑定互作蛋白用 Co-IP-MS,量化直接互作用 FRET。

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