鉴定蛋白质相互作用的方法技术

本发明专利技术公开了鉴定蛋白质相互作用的方法，该方法包括以下步骤：a)将包含一种第一蛋白质和一种其它蛋白质的样品在一个预选的持续时间暴露于至少一种预选条件；b)将至少一种可溶性级分与不溶性级分分离并分开；和c)分析可溶性/不溶性级分，以鉴定所述蛋白质相互作用。在一个实施方案中，步骤a)中的预选条件是至少一个变性温度，与不和其它蛋白质相互作用时的第一蛋白质相比，该变性温度能够引起和所述其它蛋白质相互作用时的所述第一蛋白质沉淀的变化，且在步骤c)中使用邻近共聚集(PCA)特征来鉴定细胞或组织中蛋白质‑蛋白质相互作用和蛋白质复合物的动力学。还公开了所述方法用于筛选治疗药物靶标和疾病进展预后的用途。

Methods for identifying protein interactions

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】鉴定蛋白质相互作用的方法相关申请的交叉引用本申请要求2017年8月18日提交的新加坡临时申请第10201706788W号的优先权权益，其内容出于所有目的通过引用整体并入本文。
本专利技术一般涉及分子生物学和计算生物学领域。特别地，本专利技术涉及直接在细胞和组织中鉴定和监测蛋白质-蛋白质相互作用的方法。
技术介绍
活细胞源自在时间和空间上，在蛋白质与核酸、代谢物和脂质之间发生的无数生物分子相互作用。这种复杂的生物网络的中心是介导细胞的生物化学过程和结构组织的蛋白质复合物。它们根据细胞需要动态装配和解离，并且富含牵涉遗传和感染疾病的蛋白质。蛋白质可以在不同的物理、细胞或生理状态和条件下彼此相互作用以形成蛋白质复合物。这些相互作用是复杂的和动态的，其中蛋白质和蛋白质复合物可以根据细胞的需要进行装配或解离。至关重要的是，能够进行实时观察并在蛋白质组水平(proteome-widelevel)上研究细胞内的这些相互作用以便更好地理解生理状态中的这些复杂相互作用。迫切需要这样的方法，因为它们将缓和当前在理解动态蛋白质相互作用的复杂性方面的分歧，这些相互作用可用于鉴定在疾病中被调节的蛋白质复合物。已经进行了大规模的努力以使用特定的细胞系来填充合理的人类蛋白质复合物库。来自这些工作和其它工作的数据，加上专心致志的努力，已经积聚成一个大型蛋白质-蛋白质相互作用网络，该网络描述了人类蛋白质组的合理的细胞网络(cellularwiring)和功能组织。然而，各种细胞类型、生理状态和疾病状况下装配的蛋白质网络以及鉴定的蛋白质复合物的保守性尚不清楚。需要提供允许直接在细胞和组织中对蛋白质-蛋白质相互作用和蛋白质复合物的形成和动力学进行有效、全系统监测和无假设(hypothesis-free)鉴定的方法。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术涉及一种用于鉴定一种或多种第一蛋白质与一种或多种其它蛋白质之间的蛋白质相互作用的方法，所述方法包括以下步骤：a)使包含一种或多种第一蛋白质和所述一种或多种其它蛋白质的一种或多种样品暴露于至少一种预选条件，达至少一个预选的持续时间；b)将所述一种或多种样品的不溶性级分(insolublefraction)与至少一种可溶性级分(solublefraction)分离并分开；以及c)分析步骤b)的至少一种可溶性级分或不溶性级分，以鉴定所述一种或多种样品中一种或多种第一蛋白质与一种或多种其它蛋白质之间的所述蛋白质相互作用。在另一方面，本专利技术涉及本文所述的方法用于筛选治疗药物靶标、疾病进展预后、测定药物治疗的功效、测定蛋白质化学计量、鉴定新的蛋白质途径、绘制蛋白质相互作用组(proteininteractome)图谱、预测蛋白质功能或绘制时阈蛋白质相互作用(temporalproteininteraction)图谱的用途。定义本文所用的以下词语和术语应具有所指示的含义：“蛋白质”是指氨基酸残基的聚合物，其中蛋白质可以是单分子或可以是多分子复合物。本文所用的术语可以指任何大小、结构或功能的多分子复合物、多肽、肽、寡肽中的亚基。通常理解，肽的长度可以是2至100个氨基酸，而多肽的长度可以超过100个氨基酸。蛋白质也可以是天然存在的蛋白质或肽的片段。术语蛋白质还可以应用于氨基酸聚合物，其中一个或多个氨基酸残基是相应天然存在的氨基酸的人工化学类似物。蛋白质可以是野生型的、重组的、天然存在的或合成的，并且可以构成天然存在的或非天然存在的多肽的全部或部分。蛋白质复合物的亚基和蛋白质可以相同或不同。蛋白质也可以是功能性的或非功能性的。“蛋白质相互作用(proteininteraction)”或“蛋白质-蛋白质相互作用(protein-proteininteraction)”是指两种或更多种蛋白质之间的缔合。蛋白质-蛋白质相互作用可影响单个蛋白质的性质或功能的改变。蛋白质相互作用也可以在细胞或生物体中引起生物学效应。蛋白质相互作用可以是稳定的或短暂的。这些相互作用中的每一种都可以是强的或弱的。通常理解的是，蛋白质相互作用的强度和特异性受性质影响，所述性质例如但不限于蛋白质结构、蛋白质结构域、蛋白质浓度、热稳定性、溶解度、温度、质量、pH、密度、体积、分子键、电荷、化学稳定性、粘度、熔点、沸点或其任意组合。较强的蛋白质相互作用可以通过共价键如二硫键或电子共享来实现，而较弱的蛋白质相互作用可以通过非共价键如氢键、范德华力、疏水键或离子相互作用来建立。“样品”是指取自、获自或来源于生物体的样本。样品可以获自或来源于任何多细胞或单细胞生物，例如但不限于动物、植物、真菌、细菌、古细菌、病毒或原生生物。“沉淀”是指相互作用的蛋白质在变性时的共聚集。可以通过一种或多种方式，例如热、化学、辐射、pH、超声处理或其任意组合来诱导变性。蛋白质在变性时解折叠(unfold)并聚集或沉淀。相互作用的蛋白质在变性时可以共聚集。聚集或沉淀的蛋白质是不溶的，在不溶级分中是可检测的，而在可溶级分中是不可检测的。当以不同的持续时间暴露于多种条件时，不同的蛋白质以不同的条件聚集。可以在蛋白质以不同的持续时间暴露于不同条件时测量聚集或保持可溶的蛋白质的百分比，并且可以以曲线形式表示在一定条件范围的蛋白质的溶解度。如本文所用，蛋白质的“溶解度(solubility)”是指蛋白质在不同条件下的溶解度。蛋白质在变性时解折叠并聚集或沉淀。相互作用的蛋白质在变性时可以共聚集。可以在蛋白质以不同的持续时间暴露于不同条件时测量聚集或保持可溶的蛋白质的百分比，并且可以以溶解度曲线形式表示在一定条件范围的蛋白质的溶解度。例如，当以不同的持续时间暴露于一定的温度范围时，不同的蛋白质在不同的温度下聚集。可以在蛋白质以不同的持续时间暴露于不同温度时(热溶解度(TS))时测量聚集或保持可溶的蛋白质的百分比，并且可以以熔解曲线的形式表示在一定温度范围的蛋白质的热溶解度。如本文所用，“溶解度曲线(solubilitycurve)”是指对蛋白质解折叠和共聚集事件的分析或评估。术语“熔解曲线(meltcurve或meltingcurve)”是指当利用热使蛋白质变性时对蛋白质解折叠和共聚集事件的分析或评估。“邻近共聚集(proximityco-aggregation，PCA)”是对在不同条件下变性时蛋白质共聚集的量度。相互作用的蛋白质在变性时共聚集，导致不同条件下相似的溶解度。PCA可用于全系统细胞内研究和蛋白质复合物动力学的监测，其中相互作用的蛋白质在变性时共聚集，导致不同条件下的相似溶解度。“邻近共聚集(PCA)特征(signature)”是指使用PCA鉴定的蛋白质相互作用的模式(pattern)。PCA特征与相互作用化学计量和丰度化学计量正相关，其中如本文所用的术语“相互作用化学计量(interactionstoichiometry)”是指蛋白质之间的最佳相互作用程度，并且“丰度化学计量(abundancestoichiometry)”是指相互作用蛋白质的丰度之间的比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于鉴定一种或多种第一蛋白质与一种或多种其它蛋白质之间的蛋白质相互作用的方法，所述方法包括以下步骤：/na)使包含所述一种或多种第一蛋白质和所述一种或多种其它蛋白质的一种或多种样品暴露于至少一种预选条件，达至少一个预选的持续时间；/nb)将所述一种或多种样品的至少一种可溶性级分与不溶性级分分离并分开；以及/nc)分析步骤b)的所述至少一种可溶性级分或所述不溶性级分，以鉴定所述一种或多种样品中一种或多种第一蛋白质与一种或多种其它蛋白质之间的所述蛋白质相互作用。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170818 SG 10201706788W1.一种用于鉴定一种或多种第一蛋白质与一种或多种其它蛋白质之间的蛋白质相互作用的方法，所述方法包括以下步骤：
a)使包含所述一种或多种第一蛋白质和所述一种或多种其它蛋白质的一种或多种样品暴露于至少一种预选条件，达至少一个预选的持续时间；
b)将所述一种或多种样品的至少一种可溶性级分与不溶性级分分离并分开；以及
c)分析步骤b)的所述至少一种可溶性级分或所述不溶性级分，以鉴定所述一种或多种样品中一种或多种第一蛋白质与一种或多种其它蛋白质之间的所述蛋白质相互作用。


2.如权利要求1所述的方法，其中，步骤a)中的所述至少一个预选条件是预选温度。


3.如权利要求2所述的方法，其中，与不和一种或多种其它蛋白质相互作用时的所述第一蛋白质相比，所述至少一个预选温度能够引起和一种或多种其它蛋白质相互作用时的所述第一蛋白质沉淀的变化。


4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述一种或多种样品中的所述第一蛋白质包含在细胞内或细胞上。


5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述一种或多种样品是生物样品。


6.权利要求5所述的方法，其中，所述生物样品是完整细胞或细胞裂解物。


7.如权利要求6所述的方法，其中，所述一种或多种样品是完整细胞。


8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述一种或多种样品是从相同样品或不同样品获得的。


9.如权利要求6至8中任一项所述的方法，其中，所述一种或多种样品在用于所述方法中之前被修饰。


10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述第一蛋白质或所述一种或多种其它蛋白质可以是野生型蛋白质或重组蛋白质。


11.如权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，步骤b)包括在将所述至少一种可溶性级分与所述不溶性级分分离并分开之前裂解细胞以获得细胞裂解物的步骤。


12.如权利要求11所述的方法，其中，步骤b)还包括在将所述至...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈顺兴，
申请(专利权)人：新加坡科技研究局，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG