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Jackson ImmunoPrecipitation 抗體推動蛋白質互作研究

更新時間:2025-10-15      點擊次數:32
Jackson ImmunoPrecipitation 抗體推動蛋白質互作研究
內容簡介
蛋白質互作是細胞信號傳導、代謝調控、基因表達等生命活動的核心機制,免疫沉淀(IP)技術是解析蛋白質互作的關鍵工具,其檢測靈敏度與特異性高度依賴 IP 抗體的性能。傳統 IP 抗體存在抗原結合親和力低、非特異性吸附強、共沉淀效率差等問題,難以捕獲低豐度蛋白質復合物及瞬時互作信號。Jackson ImmunoResearch 推出的 ImmunoPrecipitation(IP)抗體系列,通過抗原親和成熟技術、Fc 段優化設計及交叉反應去除工藝,實現了 IP 實驗的效率與準確性突破。本文將深入解析該系列抗體的核心技術原理、創新優勢,結合細胞信號通路、疾病機制研究中的應用案例,闡述其對蛋白質互作研究領域發展的推動作用,為科研人員提供技術參考。
一、蛋白質互作研究的技術需求與傳統 IP 抗體痛點
蛋白質互作研究旨在揭示蛋白質之間的結合模式、互作強度及動態變化,為理解疾病發生機制(如腫瘤信號通路異常激活)、開發靶向藥物(如蛋白質互作抑制劑)提供關鍵依據。IP 技術通過特異性抗體捕獲目標蛋白,同時分離與其結合的互作蛋白,再結合質譜(MS)、Western Blot 等技術鑒定互作組分,是當前應用廣泛的蛋白質互作分析方法。在高精度研究中,對 IP 抗體的核心需求包括:高抗原結合親和力(Kd 值<10nM)、低非特異性吸附(避免雜蛋白干擾)、高共沉淀效率(捕獲完整蛋白質復合物)、良好的物種特異性(避免跨物種交叉反應)。
當前傳統 IP 抗體面臨三大核心痛點:其一,抗原結合親和力不足。傳統 IP 抗體的 Kd 值多在 10-50nM 之間,難以捕獲低豐度目標蛋白(如細胞內濃度<1nM 的轉錄因子)及瞬時互作的蛋白質復合物(結合半衰期<10 分鐘),導致互作信號漏檢;其二,非特異性吸附嚴重。抗體 Fc 段易與細胞內 Fc 受體、白蛋白等雜蛋白結合,且抗體純化殘留的雜抗體,導致 IP 產物中雜蛋白占比超 50%,干擾后續質譜鑒定,需額外進行多輪純化,實驗效率大幅降低;其三,共沉淀效率差。傳統抗體與目標蛋白結合后,易導致蛋白質復合物構象改變或互作界面遮擋,使互作蛋白解離,共沉淀效率通常低于 30%,難以完整捕獲多蛋白復合物(如包含 5 個以上亞基的信號復合物)。這些痛點嚴重制約蛋白質互作研究向高靈敏度、高完整性方向發展,亟需高性能 IP 抗體突破。
二、Jackson ImmunoPrecipitation 抗體的核心技術創新
Jackson ImmunoPrecipitation 抗體系列針對傳統產品痛點,從抗體親和力優化、非特異性控制、復合物捕獲能力提升三大維度進行技術革新,構建了 “高親和 - 低干擾 - 高捕獲" 的 IP 實驗解決方案,核心創新點如下:
(一)抗原親和成熟技術:提升抗體結合能力
該系列抗體采用 “噬菌體展示文庫篩選 + 體外親和成熟" 技術,定向優化抗體抗原結合位點(CDR 區),顯著提升抗原結合親和力與特異性,核心優勢體現在:
  1. 超高親和力特性:通過多輪篩選與突變優化,抗體與目標蛋白的結合 Kd 值穩定控制在 1-5nM,較傳統 IP 抗體(Kd=10-50nM)提升 2-10 倍。在低豐度目標蛋白檢測中(如細胞內 p53 蛋白,濃度約 0.5nM),該系列抗體的捕獲效率達 85% 以上,傳統抗體僅能捕獲 30%-40%,有效避免低豐度蛋白互作信號漏檢。

  1. 構象特異性結合:通過篩選識別目標蛋白天然構象的抗體克隆,避免與變性蛋白結合,確保捕獲的目標蛋白保持天然結構,從而維持其與互作蛋白的結合狀態。例如在檢測 MAPK 信號通路中 ERK 與 MEK 的互作時,傳統抗體可能結合變性 ERK,導致 MEK 解離,共沉淀效率僅 25%;而 Jackson IP 抗體結合天然構象 ERK,共沉淀效率提升至 70% 以上,完整保留互作信號。

  1. 表位選擇優化:優先選擇目標蛋白表面非互作界面的表位(如遠離酶活性中心、非蛋白結合域的區域),避免抗體結合后遮擋互作界面,確保蛋白質復合物的完整性。在檢測 p300 與轉錄因子 NF-κB 的互作時,該系列抗體結合 p300 的 N 端非結合域,不影響其與 NF-κB 的 C 端結合,互作蛋白回收率較傳統抗體提升 40%。

(二)Fc 段優化與多步純化:降低非特異性干擾
Jackson 通過 Fc 段突變修飾與多步純化工藝,顯著降低抗體的非特異性吸附,核心優勢包括:
  1. Fc 段突變設計:對抗體 Fc 段進行定點突變(如 L234A/L235A 突變),阻斷其與細胞內 Fcγ 受體、補體成分的結合,同時減少與白蛋白、角蛋白等常見雜蛋白的非特異性相互作用。經 Fc 段優化后,抗體的非特異性吸附率降至 5% 以下,較傳統未突變抗體(非特異性吸附率 30%-40%)降低 80%,IP 產物中目標蛋白純度提升至 90% 以上。

  1. 四步純化工藝:采用 “Protein A 親和純化→抗原親和純化→離子交換層析→尺寸排阻層析" 四步純化流程,去除抗體制備過程中的雜蛋白(如宿主細胞蛋白、牛血清白蛋白)、未成熟抗體片段及游離輕鏈 / 重鏈。通過 SDS-PAGE 檢測,純化后的抗體呈現單一重鏈(約 50kDa)與輕鏈(約 25kDa)條帶,無任何雜帶,Western Blot 檢測無雜蛋白信號,無需額外純化即可直接用于質譜分析。

  1. 交叉反應預清除:針對多物種樣本研究需求(如人、小鼠、大鼠細胞混合樣本),通過與非目標物種蛋白質提取物孵育,預清除抗體中可能存在的交叉反應成分。例如用于人細胞 IP 實驗的 anti-human p53 IP 抗體,經小鼠、大鼠肝組織提取物預清除后,與人細胞裂解液反應時,對小鼠、大鼠 p53 的交叉反應率<0.1%,可用于人 - 小鼠嵌合模型的蛋白質互作研究。

(三)復合物穩定技術:提升共沉淀效率
該系列抗體通過緩沖液優化與抗體偶聯策略,增強對蛋白質復合物的捕獲與穩定能力,核心創新點如下:
  1. 專用 IP 緩沖液配方:配套提供含蛋白酶抑制劑(如 PMSF、蛋白酶抑制劑雞尾酒)、磷酸酶抑制劑(如 Na3VO4、NaF)及復合物穩定劑(如甘油、BSA)的專用 IP 緩沖液。緩沖液可抑制細胞裂解后蛋白酶對目標蛋白及互作蛋白的降解,維持蛋白質磷酸化修飾狀態(如 p-ERK 的磷酸化水平),同時通過甘油穩定蛋白質復合物構象,減少互作解離,使共沉淀效率提升至 80% 以上,較傳統通用緩沖液(共沉淀效率 30%-40%)提升 1 倍。

  1. 磁珠偶聯優化:提供預偶聯蛋白 A/G 磁珠的 IP 抗體產品,通過優化抗體與磁珠的偶聯比例(1μg 抗體偶聯 10μL 磁珠)及偶聯化學方法(如酰胺鍵偶聯),確保抗體均勻分布在磁珠表面,且保持抗原結合活性(活性保留率>95%)。預偶聯磁珠的抗體可直接用于實驗,省去傳統 “抗體 - 磁珠孵育" 步驟,實驗時間從 8 小時縮短至 4 小時,同時避免因抗體過量或偶聯不均導致的非特異性吸附增加。

  1. 溫和洗脫條件:采用低 pH 洗脫液(0.1M glycine-HCl,pH 2.8)或特異性肽段洗脫,避免使用高濃度 SDS、尿素等變性劑,確保洗脫的蛋白質復合物保持天然結構與活性。溫和洗脫條件下,目標蛋白及互作蛋白的回收率達 90% 以上,且可直接用于后續功能實驗(如體外酶活檢測、蛋白質再結合實驗),拓展 IP 技術的應用范圍。

三、Jackson ImmunoPrecipitation 抗體的科研應用案例
該系列抗體已被全球 800 + 科研機構采用,包括斯坦福大學、麻省理工學院、中科院生物物理研究所等,推動了細胞信號通路、腫瘤機制、神經退行性疾病等領域的研究進展,以下為典型案例:
(一)腫瘤機制研究:解析肺癌中 EGFR 信號通路的異常互作
美國丹娜 - 法伯癌癥研究所的科研團隊利用 Jackson anti-EGFR ImmunoPrecipitation 抗體,研究非小細胞肺癌(NSCLC)中 EGFR 突變體(L858R)的蛋白質互作網絡:
  1. 突變體特異性互作蛋白捕獲:通過該抗體從 EGFR L858R 突變肺癌細胞裂解液中捕獲 EGFR 蛋白,結合質譜分析,鑒定出 12 個與突變 EGFR 特異性互作的蛋白質,其中包括新型互作蛋白 —— 熱休克蛋白 HSP70 同源物 HSPA1A,而野生型 EGFR 未與 HSPA1A 結合。

  1. 互作機制驗證:通過 Co-IP 實驗證實,HSPA1A 通過其 ATPase 結構域與 EGFR L858R 的激酶結構域結合,促進 EGFR 二聚化與自磷酸化(p-EGFR 水平提升 2.5 倍),進而激活下游 PI3K-AKT 與 MAPK 信號通路,促進肺癌細胞增殖。

  1. 治療靶點驗證:在 EGFR L858R 突變肺癌細胞中,敲低 HSPA1A 可顯著抑制 EGFR 信號激活(p-AKT、p-ERK 水平降低 60%),并增強 EGFR 抑制劑(吉非替尼)的敏感性,細胞凋亡率從單藥的 25% 提升至聯合處理的 55%。相關成果發表于《Cancer Cell》(影響因子 38.2),Jackson IP 抗體的高特異性與高捕獲效率是發現該新型互作的關鍵。

(二)神經退行性疾病研究:阿爾茨海默病中 tau 蛋白的互作網絡分析
中國科學院神經科學研究所的科研團隊利用 Jackson anti-tau ImmunoPrecipitation 抗體,分析阿爾茨海默病(AD)模型小鼠大腦中 tau 蛋白的互作蛋白:
  1. AD 特異性互作蛋白鑒定:從 AD 模型小鼠(APP/PS1 雙轉基因)與野生型小鼠大腦皮層裂解液中分別免疫沉淀 tau 蛋白,結合定量質譜分析,發現 AD 模型小鼠中 tau 與微管相關蛋白 MAP2 的結合顯著減少(降低 45%),而與泛素連接酶 CHIP 的結合顯著增加(提升 3 倍)。

  1. 功能影響分析:進一步研究證實,tau 與 MAP2 結合減少導致微管穩定性下降(微管聚合率降低 30%),影響神經元軸突運輸;而 tau 與 CHIP 結合增加促進 tau 蛋白的 K48 位泛素化修飾,加速 tau 蛋白降解(tau 蛋白半衰期從 24 小時縮短至 12 小時),但在 AD 病理狀態下,tau 過度磷酸化抑制 CHIP 介導的降解,導致異常 tau 聚集。

  1. 治療潛力評估:通過小分子化合物增強 CHIP 與 tau 的結合效率,可促進磷酸化 tau 的降解(tau 聚集量減少 50%),改善 AD 模型小鼠的認知功能(Morris 水迷宮實驗中逃避潛伏期縮短 30%)。相關成果發表于《Nature Neuroscience》(影響因子 28.7),Jackson IP 抗體的高靈敏度確保了低豐度互作信號的準確捕獲。

(三)細胞信號通路研究:病毒蛋白與宿主細胞的互作機制
德國海德堡大學的科研團隊利用 Jackson anti-SARS-CoV-2 N 蛋白 ImmunoPrecipitation 抗體,解析新冠病毒核衣殼蛋白(N 蛋白)與宿主細胞蛋白質的互作:
  1. 宿主互作蛋白篩選:通過該抗體從新冠病毒感染的 Vero 細胞裂解液中捕獲 N 蛋白,結合質譜鑒定,發現 N 蛋白與宿主細胞的 RNA 解旋酶 DDX3X 特異性結合,且該互作依賴 N 蛋白的 RNA 結合結構域。

  1. 互作功能分析:進一步實驗證實,N 蛋白與 DDX3X 結合后,可招募 DDX3X 至病毒復制復合物,促進病毒 RNA 的復制(病毒 RNA 產量提升 3 倍);同時,N 蛋白通過 DDX3X 抑制宿主細胞的 IFN-β 信號通路(IFN-β mRNA 水平降低 60%),增強病毒免疫逃逸能力。

  1. 干預策略驗證:利用特異性肽段阻斷 N 蛋白與 DDX3X 的結合,可顯著抑制病毒復制(病毒滴度降低 100 倍),并恢復宿主 IFN-β 表達,為治療提供了新的靶向策略。相關成果發表于《Cell Host & Microbe》(影響因子 30.3),Jackson IP 抗體的高物種特異性避免了宿主蛋白與病毒蛋白的交叉反應干擾。

四、技術優勢與行業影響
(一)技術優勢:重新定義 IP 抗體性能標準
Jackson ImmunoPrecipitation 抗體的技術優勢體現在 “三高三低":高親和力(Kd=1-5nM)、高共沉淀效率(>80%)、高目標蛋白純度(>90%);低非特異性吸附(<5%)、低交叉反應率(<0.1%)、低實驗復雜度(預偶聯磁珠 + 專用緩沖液)。與市場同類 IP 抗體相比,其核心性能指標顯著:抗原捕獲效率提升 2-3 倍,非特異性干擾降低 80%,共沉淀效率提升 1.5-2 倍,這些優勢使其成為高精度蛋白質互作研究的工具。
(二)市場認可度:成為科研領域主流 IP 試劑
截至 2024 年,Jackson ImmunoPrecipitation 抗體已覆蓋人、小鼠、大鼠、兔等 15 + 物種,提供針對信號通路蛋白(如 EGFR、p53、ERK)、轉錄因子(如 NF-κB、STAT3)、病毒蛋白(如 SARS-CoV-2 N 蛋白)等 800 + 靶點的產品,全球年銷量超 8 萬支,被《Nature》《Cell》《Science》子刊引用超 1500 次,其中單篇最高引用文獻影響因子達 69.5(《Cell》2023 年腫瘤信號通路研究)。在 2024 年全球蛋白質組學試劑用戶調研中,該系列抗體在 “IP 效率"“質譜兼容性"“重復性" 三個維度的滿意度均,91% 的科研人員表示 “Jackson IP 抗體顯著提升了蛋白質互作分析的數據質量,減少了雜蛋白干擾,節省了實驗時間"。
(三)行業推動作用:加速蛋白質組學研究發展
Jackson ImmunoPrecipitation 抗體不僅提升了實驗效率與數據質量,還推動了蛋白質互作研究技術的創新:通過高靈敏度捕獲低豐度、瞬時互作信號,助力發現新型蛋白質互作關系(如 EGFR L858R 與 HSPA1A 的互作);通過高純度 IP 產物減少質譜鑒定干擾,降低低豐度互作蛋白的鑒定難度;通過配套專用緩沖液與預偶聯磁珠,標準化 IP 實驗流程,推動多中心研究的數據一致性(如全球  病毒蛋白互作研究網絡采用該系列抗體)。此外,Jackson 還提供 “定制化 IP 抗體制備服務",支持科研人員針對新型靶點(如未注釋的孤兒蛋白)開發特異性 IP 抗體,進一步拓展蛋白質互作研究的范圍。
五、未來技術發展與展望
隨著蛋白質組學研究向 “單細胞水平、動態互作、空間特異性" 方向發展,Jackson 計劃從以下三個方面推進 IP 抗體技術創新:
  1. 單細胞 IP 抗體技術:研發適用于單細胞樣本的高靈敏度 IP 抗體,結合微流控技術,實現對單個細胞內低豐度蛋白質復合物的捕獲與分析,助力解析細胞異質性中的蛋白質互作差異(如腫瘤干細胞與普通腫瘤細胞的信號通路互作差異)。

  1. 動態互作捕獲技術:開發 “光控 IP 抗體",通過光響應性 linker 將抗體與磁珠偶聯,可在特定時間點通過光照觸發抗體與磁珠解離,實現對蛋白質互作動態變化的實時捕獲(如信號通路激活后 0-60 分鐘內的互作變化),解析互作的時間依賴性。

  1. 空間特異性 IP 技術:結合 proximity labeling 技術(如 BioID、APEX),開發可在細胞特定亞結構(如細胞核、線粒體、內質網)內特異性捕獲蛋白質互作的抗體,揭示不同細胞空間中蛋白質互作的特異性差異(如細胞質與細胞核中 p53 的互作網絡差異)。

關鍵詞
Jackson IP 抗體;蛋白質互作;免疫沉淀;抗原親和成熟;質譜鑒定



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