Pull-Down

蛋白下拉實驗(Pull-Down)是基於抗原-抗體結合或標籤-配體相互作用原理,於體外研究蛋白質間特異性相互作用的經典分子生物學技術。該技術可直接從細胞裂解液或蛋白混合物中「捕獲」與誘餌蛋白相互作用的目標蛋白(獵物蛋白),克服免疫共沉澱(Co-IP)依賴特異性抗體、難以研究低豐度蛋白相互的缺陷,兼具操作簡便、特異性強與結果直觀的特點。Pull-Down 技術無需維持細胞內環境,可靈活控制反應條件,既適用於驗證已知蛋白間的直接相互作用,也能透過質譜鑑定篩選誘餌蛋白的未知相互夥伴,廣泛應用於訊號路徑調控、蛋白複合物組成分析與藥物標靶篩選等領域,是解析蛋白質相互作用網絡的核心工具之一。

原理介紹

Pull-Down 的核心原理是將帶有標籤的誘餌蛋白(如 His-tag、GST-tag、Flag-tag)固定在固相載體上,利用標籤與配體的特異性結合,從樣本中捕獲能與誘餌蛋白相互作用的獵物蛋白,最終透過檢測驗證相互關係,關鍵步驟如下:建構帶有標籤的誘餌蛋白表達載體,透過原核或真核系統表達並純化誘餌蛋白;將純化的誘餌蛋白與對應標籤的固相載體(如 GST-tag 適配 GSH 瓊脂糖珠、His-tag 適配 Ni-NTA 磁珠)孵育,使誘餌蛋白透過標籤固定在載體上,形成「載體-誘餌蛋白」複合物;向複合物中加入含獵物蛋白的樣本(細胞裂解液或純化蛋白),在適宜條件下孵育,使誘餌蛋白與獵物蛋白透過特異性相互作用結合;經多次洗滌去除未結合的外源蛋白,再透過洗脫液將「載體-誘餌蛋白-獵物蛋白」複合物洗脫,最後透過 Western Blot 檢測已知獵物蛋白,或透過質譜鑑定未知獵物蛋白。

文獻案例

《Nature Communications》發表研究論文「OsMAPK6 phosphorylation and CLG1 ubiquitylation of GW6a non-additively enhance rice grain size through stabilization of the substrate」,揭示水稻籽粒大小的調控機制。研究人員推測激酶 OsMAPK6 可能磷酸化正向調控因子 GW6a。為驗證兩者直接相互,利用 GST Pull-Down 實驗,建構並純化了 GST-OsMAPK6 與 MBP-GW6a 融合蛋白。將 GST-OsMAPK6 固定於瓊脂糖珠後,與 MBP-GW6a 共孵育。Western Blot 結果顯示,實驗組洗脫液可檢出 MBP-GW6a 條帶,而空載 GST 對照組無訊號,證實體外直接相互。進一步的體內實驗於菸草葉片中完成:共表達 OsMAPK6-GFP 與 GW6a-Myc,利用 GFP 抗體進行免疫沉澱後可偵測到 Myc 訊號,表明體內複合物形成。結合後續磷酸化實驗,該研究明確 OsMAPK6 透過直接磷酸化 GW6a 特定位點來增強其穩定性,從而協同調控籽粒發育。

送樣標準

重組誘餌蛋白(帶標籤)

濃度≥0.5mg/mL,體積≥200μL,純度>80%,-80℃ 保存,乾冰運輸;需提供標籤類型(GST/His/Flag 等)及純度檢測報告

細胞總蛋白萃取物

濃度≥1mg/mL,體積≥1mL,-80℃ 保存,乾冰運輸;需註明細胞株名稱及處理條件,確保蛋白未降解

植物 / 動物組織

>1g / 份,液氮速凍後 -80℃ 保存,乾冰運輸;需明確組織部位,避免樣本解凍

純化獵物蛋白

濃度≥0.3mg/mL,體積≥100μL,-80℃ 保存,乾冰運輸;需提供蛋白活性驗證報告

重組質體(含誘餌 / 獵物基因)

濃度≥500ng/μL,體積≥50μL,-20℃ 保存,冰袋運輸;需提供質體圖譜及序列資訊

交付內容

樣品質檢報告

包含誘餌蛋白 / 獵物蛋白的濃度、純度檢測結果,細胞總蛋白萃取物的完整性評估;

Pull-Down 原始實驗資料

Input 組、陰性對照組、Pull-Down 組的 Western Blot 原始圖譜,條帶灰階值定量分析结果;

相互驗證報告

明確蛋白間是否存在直接相互作用的結論,結合對照組結果排除偽陽性,提供條帶對比分析;

技術支援文件

提供實驗優化建議(如緩衝液配方調整、蛋白濃度優化)、常見問題排查指南,若為質譜鑑定則提供蛋白鑑定列表及生資分析報告。

常見問題

①誘餌蛋白未正確摺疊或活性喪失,需優化誘餌蛋白表達條件(如降低誘導溫度、調整 IPTG 濃度),確保蛋白正確摺疊;②孵育條件不適,可調整孵育溫度(4℃ 或室溫)、延長孵育時間至 4h,或優化緩衝液鹽濃度(100-200mM NaCl);③蛋白間相互作用較弱,可增加誘餌蛋白或獵物蛋白濃度,或在反應體系中加入輔助因子(如 ATP、金屬離子);④洗滌過度,減少洗滌次數或縮短洗滌時間,避免弱相互蛋白被洗脫。

①載體或標籤非特異性結合,在反應體系中加入 1% BSA 或脫脂奶粉,封閉非特異性結合位點;②洗滌不充分,增加洗滌次數(5-6 次),或在洗滌緩衝液中適當提高鹽濃度;③獵物蛋白自身聚集,將獵物蛋白樣本離心(14000rpm,10min)去除沉澱後再使用;④誘餌蛋白純度不足,進一步純化誘餌蛋白,去除雜蛋白干擾。

①增加誘餌蛋白固定量,延長誘餌蛋白與載體的孵育時間至 4h;②提高獵物蛋白濃度,增加樣本上樣量;③優化洗脫條件,使用高濃度洗脫液(如高濃度麩胱甘肽、咪唑),或延長洗脫時間;④選擇靈敏度更高的檢測抗體,或採用化學冷光增強試劑盒提升訊號強度。

①使用純化的重組誘餌蛋白和獵物蛋白進行 Pull-Down 實驗,排除中間蛋白介導的間接相互;②建構誘餌蛋白的截短體,明確相互結構域,若截短體仍能與獵物蛋白結合,證明兩者存在直接相互;③結合雙分子螢光互補(BiFC)等細胞內原位相互技術,進一步驗證直接相互作用。

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