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SNAP tag蛋白标记技术在生物学领域的的应用研究进展 生物物理学报2014年6月第30卷第4期 251 263 1 背景 蛋白质是细胞的基本组成成分 是生命功能的体现者 研究蛋白质的结构 功能及其在细胞内的运动特征 相互作用和化学微环境等 对于了解细胞复杂的生命过程至关重要 1 绿色荧光蛋白 greenfluorescentprotein GFP 的发现及应用 是活细胞蛋白特异性标记方法发展的一个里程碑 它可以在不额外加入任何底物的情况下发出荧光 结合荧光成像技术可实现对活细胞内蛋白质的可视化监测 缺点 GFP的荧光光谱较为单一 发光具有氧依赖性 且存在应答较为缓慢 灵敏度不高等 2 SNAP tag蛋白标记技术克服了以上缺点 具有较高的特异性 稳定性及配体的多样性 在蛋白标记等众多领域获得越来越广泛的应用 2 SNAP tag的设计原理 SNAP tag蛋白中作为反应位点的半膀氨酸亲和进攻O6修饰的苯甲基鸟嘌呤的苄基 脱去鸟嘌呤结构后 半膀氨酸与苄基形成稳定的硫醚共价键 实现对靶蛋白的共价标记 3 SNAP tag的配体及功能 4 优点 5 SNAP tag技术的应用 6 SNAP tag在细胞内蛋白质性质与功能研究中的应用 1 蛋白质 蛋白质相互作用研究 1 SNAP tag荧光共振能量转移技术 Johnsson等将SNAP tag及其突变体作为融合标签蛋白 成功应用于雷帕霉素介导的FKBP与雷帕霉素靶蛋白结构域的相互作用研究 7 2 SNAP tag介导的选择性交联技术 Johnsson利用SNAP与BG之间不可逆的共价结合特点 设计了带有两个BG结构的交联剂 用于特异性 稳定交联两个SNAP tag融合蛋白 8 3 SNAP tag蛋白质片段互补分析技术 SNAP tag蛋白由两个结构域组成 Mie等将其分裂成nSNAP和cSNAP蛋白片段的组装 分别与可能相互作用的两个蛋白融合 从而迅速恢复与SNAP tag底物的反应活性 通过荧光检测两个蛋白是否相互作用 9 2 蛋白质定位 运输的跟踪监测及动力学分析 细胞内的二氢叶酸还原酶常被融合于线粒体靶向序列 以用来研究线粒体输入的动力学过程 Krayl等通过构建细胞色素 2 DHFR SNAP tag融合蛋白分析了线粒体前体蛋白的运输过程 10 3 体内蛋白质半衰期监测 11 展望 SNAP tag技术的缺陷 1 蛋白标签的分子量仍然较大 仅能与目标蛋白通过N端或C端融合 可能对某些融合蛋白的构象与功能产生影响2 配体分子与SNAP tag蛋白的结合虽具有较高的特异性 但受配体分子本身性质的影响 仍可能产生非特异性标记的干扰 12 在今后研究中 应以生物学研究为设计依据 以功能性配体分子的设计为基础 发挥S
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