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            Co-IP 實驗不踩坑:蛋白 “拉下場“ 的秘密!揭秘Co-IP實驗操作技巧

            來源:MedChemExpress LLC   2024年12月26日 10:23  
            在蛋白生物學的世界里,Co-IP 是解鎖蛋白質(zhì)“朋友圈”的神兵利器。但如果操作不當,它可能會變成實驗室里的“尷尬社交”。今天,我們就來聊聊如何讓你的 Co-IP 實驗優(yōu)雅又高效,輕松把蛋白“拉下場”!




            01
            什么是 Co-IP?

            免疫共沉淀 (Co-Inmunoprecipitation, Co-IP) 是一種利用目標蛋白特異性抗體與蛋白 A/G 磁珠或瓊脂糖珠結(jié)合,從而沉淀目標蛋白及其相互作用蛋白的技術(shù) [1-4]。

            Co-IP 實驗不踩坑:蛋白 “拉下場“ 的秘密!揭秘Co-IP實驗操作技巧

            圖 1.  Co-IP 原理圖。

            X:誘餌蛋白,Z:靶標蛋白

            簡單來說,就是利用抗體捕捉目標蛋白,看看有哪些其他蛋白會“搭順風車”來到沉淀派對。這樣我們就可以知道哪些蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)是好朋友,經(jīng)常一起 Hang out!






            Co-IP 優(yōu)勢


            可沉淀誘餌蛋白在天然組織細胞狀態(tài)下存在互作關(guān)系的所有蛋白;


            可沉淀整個復(fù)合體中直接/間接互作的多個蛋白,研究復(fù)合體組成;


            可與質(zhì)譜鑒定連用可以初篩到一系列未知蛋白,再通過其他技術(shù)進一步驗證;


            分離得到天然狀態(tài)下相互作用的蛋白質(zhì)復(fù)合體,結(jié)果更真實可靠。

            Co-IP 分類

            根據(jù)抗體來源、靶蛋白表達方式及樣本類型等差異,Co-IP 可分為單克隆抗體/多克隆抗體 Co-IP、內(nèi)源性/外源性 Co-IP、探索型/驗證型 Co-IP 等類型。

            在眾多 Co-IP 分類方式中,內(nèi)源性和外源性 Co-IP 就像科研界的雙子星,不僅最-常用,還各自閃耀獨-特的光芒!





            小貼士:


            內(nèi)源性 Co-IP:研究細胞或組織中自然表達的蛋白質(zhì)。

            外源性 Co-IP:研究經(jīng)過轉(zhuǎn)染介導(dǎo)的外源表達系統(tǒng)來表達的蛋白質(zhì)。



            02
            操作步驟與結(jié)果分析

            Co-IP 實驗流程

            Co-IP 實驗不踩坑:蛋白 “拉下場“ 的秘密!揭秘Co-IP實驗操作技巧


            圖 2. Co-IP 實驗流程圖[1][5]。


            Co-IP 流程 (以內(nèi)源性 Co-IP 為例)[1]


            01
            樣本準備

            采用適當?shù)姆椒ㄊ占毎?,使用含有合適的蛋白酶抑制劑裂解緩沖液裂解細胞。

            02
            固相介質(zhì)準備

            將含有保護液的蛋白 A/G 磁珠蛋白 A/G 瓊脂糖混勻取出,用平衡液清洗磁珠/瓊脂糖凝膠。

            03
            預(yù)清洗 (可選)

            將細胞裂解液或已預(yù)處理的樣本用蛋白 A/G 磁珠或蛋白 A/G 瓊脂糖進行預(yù)清洗,去除非特異性結(jié)合的蛋白質(zhì)。

            04
            免疫沉淀

            預(yù)清洗的樣本中加入誘餌蛋白的特異性抗體,孵育促進抗體與蛋白結(jié)合。加入蛋白 A/G 磁珠或蛋白 A/G 瓊脂糖繼續(xù)孵育使其與復(fù)合物結(jié)合。

            05
            洗滌

            洗滌復(fù)合物,去除非特異性結(jié)合蛋白。

            06
            洗脫

            加入洗脫緩沖液,洗脫。

            07
            分析

            Western Blot 或質(zhì)譜檢測分析沉淀的誘餌蛋白及與其結(jié)合的靶標蛋白。






            小貼士:

            內(nèi)源性 Co-IP 實驗可選擇蛋白 A/G 磁珠蛋白 A/G 瓊脂糖;外源性 Co-IP 實驗中蛋白攜帶標簽 (如 Flag、HA、c-Myc、GST 等),可以選擇標簽抗體類磁珠/瓊脂糖凝膠珠 (如 Anti-Flag 磁珠、Anti-HA 磁珠Anti-c-Myc 磁珠、Anti-GST 磁珠等),可一定程度增強豐度,減少 IgG 干擾。


            Co-IP 結(jié)果解讀

            隨著 Co-IP 實驗流程的完成,我們終于手握初步數(shù)據(jù)!那么,這些數(shù)據(jù)能告訴我們什么秘密?結(jié)果出來了,腫么分析呢?

            以下讓小 M 通過兩個經(jīng)典案例,來看看如何解讀實驗結(jié)果,挖掘蛋白質(zhì)相互作用的“朋友圈”!

            內(nèi)源性 Co-IP 結(jié)果解讀


            圖 3. 內(nèi)源性 ANT2 和 GRP75之間存在相互作用[6]。


            外源性 Co-IP 結(jié)果解讀


            圖 4. 外源 GRP75 可增強 ANT2-UCP1 的相互作用[6]。


            03

            避坑指南:如何高效無誤地進行 Co-IP?






            樣品準備:打好地基


            拉蛋白就是請客吃飯,不給它們舒適的環(huán)境,誰都不愿來! 


            關(guān)注點

            說明

            裂解液

            溫和的非離子型洗滌劑 (如 NP-40、Triton X-100) 可以保護蛋白的天然結(jié)構(gòu),同時避免過強的去污劑 (如 SDS) 破壞蛋白相互作用。

            MCE 裂解液推薦:WB/IP 裂解液、NP-40 裂解液、哺乳動物活性蛋白抽提試劑

            鹽濃度

            樣品準備時體系中的鹽濃度范圍在 150 - 300 mM 即可,過高可能“拆散”蛋白關(guān)系,過低可能導(dǎo)致背景蛋白“攪局”。

            蛋白酶抑制劑

            適當加入蛋白酶抑制劑,保護“核心成員”防止其被細胞內(nèi)源性蛋白酶降解。

            MCE 蛋白酶抑制劑推薦:蛋白酶抑制劑 Cocktail、蛋白酶抑制劑 Cocktail, 片劑

            結(jié)構(gòu)干擾

            提前查閱文獻了解蛋白“愛好”,重視蛋白修飾,如磷酸化、乙?;仁欠駮绊憦?fù)合物的穩(wěn)定性。

            表達水平

            提前驗證目標蛋白表達水平,表達低可考慮優(yōu)化轉(zhuǎn)染或表達條件。

            溫度

            低溫環(huán)境下制備樣品,防止蛋白“跑路”。


            抗體選擇:定向輸出


            抗體選不好,后果你懂的……


            無論是拉下目標蛋白還是背景干擾,抗體都能“一錘定音”。 

            關(guān)注點

            說明

            抗體專一性

            選擇經(jīng)過 IP 驗證的抗體,不可盲選。

            MCE 標簽抗體:DYKDDDDK Tag (FLAG) 抗體、HA tag 抗體 (YA856)Myc-tag 抗體。

            同型對照

            根據(jù) IP 抗體類型選擇合適的同型對照抗體。

            MCE 同型對照抗體推薦:Rabbit IgG Isotype ControlMouse IgG Isotype Control。

            抗體來源

            一抗和二抗的宿主種屬要避開“同宗”,否則背景會搶戲。

            抗體測試

            必要時進行預(yù)實驗封閉抗體測試,驗證磁珠/瓊脂糖珠可與抗體有效結(jié)合。

            抗體用量

            太多可能造成非特異性沉淀,太少又可能拉不住目標蛋白。建議從優(yōu)化實驗中找到合適的濃度和用量。

            二抗選擇

            如果抗體重鏈和目標蛋白大小相近,可選擇輕鏈特異性二抗避免“撞車”。


            實驗設(shè)計:精準操作


            Co-IP 實驗不止“拉下”,其他環(huán)節(jié)也是“硬仗”。


            實驗環(huán)節(jié)

            說明

            實驗設(shè)計

            確定研究的蛋白質(zhì)對,不胡亂邀請“不相干”的蛋白。

            對照組設(shè)計

            實驗組、IgG 陰性組、陽性組 (Input)。

            洗滌條件

            適當調(diào)整洗滌強度 (如低鹽到高鹽、去垢劑濃度等),既要去除非特異性蛋白,又要保護靶蛋白復(fù)合物。

            Western Blot

            用 Western Blot來做最后的“身份確認”,確保邀請到的都是真正的“貴賓”。




            04
            經(jīng)典問題和解決方案

            如何讓你的 Co-IP 實驗更上一層樓?

            每次實驗的具體條件、操作步驟記得詳細記錄,這樣才能在出現(xiàn)問題時找到原因,不斷優(yōu)化喔~

            Co-IP 實驗不踩坑:蛋白 “拉下場“ 的秘密!揭秘Co-IP實驗操作技巧

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            05
            小結(jié)

            每一個 Co-IP 實驗都是一場精彩的游戲,我們不僅是執(zhí)行者,更是策略家。這就是科研人的浪漫——在實驗中找尋未知的興奮,用結(jié)果揭示生命的奧秘。

            如果你覺得這篇干貨滿滿的 Co-IP 秘籍有幫助,別忘了點贊、分享哦!期待在評論區(qū)看到你們的精彩討論和寶貴經(jīng)驗!我們下期再見,繼續(xù)解鎖更多實驗技巧,讓科研不再有坑,只有驚喜!


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            [1] Lin JS, et al. Protein-Protein Interactions: Co-Immunoprecipitation. Methods Mol Biol. 2017;1615:211-219.
            [2] Tan L, Yammani RR. Co-Immunoprecipitation-Blotting: Analysis of Protein-Protein Interactions. Methods Mol Biol. 2022;2413:145-154.
            [3] Lee C. Coimmunoprecipitation assay. Methods Mol Biol. 2007;362:401-6.
            [4] Tang Z, et al. Analysis of Protein-Protein Interaction by Co-IP in Human Cells. Methods Mol Biol. 2018;1794:289-296.
            [5] Burckhardt CJ, Minna JD, Danuser G. Co-immunoprecipitation and semi-quantitative immunoblotting for the analysis of protein-protein interactions. STAR Protoc. 2021 Jul 6;2(3):100644.
            [6] Chen X, et al. GRP75 triggers white adipose tissue browning to promote cancer-associated cachexia. Signal Transduct Target Ther. 2024 Sep 26;9(1):253.


            參考文獻:

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            [4] Tang Z, et al. Analysis of Protein-Protein Interaction by Co-IP in Human Cells. Methods Mol Biol. 2018;1794:289-296.
            [5] Burckhardt CJ, Minna JD, Danuser G. Co-immunoprecipitation and semi-quantitative immunoblotting for the analysis of protein-protein interactions. STAR Protoc. 2021 Jul 6;2(3):100644.
            [6] Chen X, et al. GRP75 triggers white adipose tissue browning to promote cancer-associated cachexia. Signal Transduct Target Ther. 2024 Sep 26;9(1):253.




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