如何选择合适的PPI检测技术？

蛋白质互作（Protein-Protein Interactions, PPI）构成了细胞内大部分生命活动的基础。从信号转导、转录调控到代谢网络，PPI网络揭示了蛋白功能和生物通路的动态调控机制。因此，准确地检测和解析PPI，对于疾病机制研究、新靶点发现和药物开发具有重要意义。然而，PPI检测方法多种多样，涵盖从酵母双杂交到现代的高通量质谱平台，不同技术各有优劣。本文将系统梳理主流PPI检测技术的原理与应用场景，帮助科研人员根据实验目标选择最合适的策略。

 

一、什么是PPI检测？为何如此关键？

PPI检测指的是通过实验手段识别和验证蛋白质之间是否存在物理或功能上的相互作用。在疾病研究中，异常的蛋白互作往往提示潜在的致病机制；在药物开发中，PPI位点也逐渐成为小分子或大分子干预的新靶点。特别是在系统生物学与结构生物学兴起的今天，PPI不仅仅是蛋白是否相互结合，更代表一种动态的调控网络。选择合适的PPI检测方法，是推动科学问题深入发展的前提。

 

二、主流PPI检测技术全解析

以下按技术类型划分，将PPI检测技术分为三大类：基于报告系统的技术、基于免疫富集的技术、基于质谱的高通量方法。

1、基于报告系统的经典方法

（1）酵母双杂交（Yeast Two-Hybrid, Y2H）

 

• 原理：将两个待测蛋白分别与转录因子的DNA结合域和激活域融合，如果二者相互作用，将激活下游报告基因表达。
• 优势：高通量、操作简单，适合筛选未知互作。
• 局限：假阳性高，局限于核内蛋白，不能检测跨膜或膜蛋白互作。

 

（2）BiFC（Bimolecular Fluorescence Complementation）

 

• 原理：将荧光蛋白分裂成两部分，分别与待测蛋白融合，互作后荧光恢复。
• 优势：可视化、细胞内定位，适合膜蛋白。
• 局限：不可逆，信号积累影响定量。

 

2、基于免疫富集的共沉淀类技术

（1）Co-IP（Co-Immunoprecipitation）

 

• 原理：利用特异性抗体富集目标蛋白及其结合蛋白，通过WB或质谱分析伴侣蛋白。
• 优势：特异性强，适合验证已知互作。
• 局限：需高质量抗体，易丢失弱互作。

 

（2）GST Pull-Down

 

• 原理：融合蛋白与GST标签并固定于胶体上，结合其互作蛋白后洗脱检测。
• 优势：适合体外重组蛋白互作验证。
• 局限：非天然状态、不能反映细胞内环境。

 

3、基于质谱的高通量PPI检测方法

（1）AP-MS（Affinity Purification coupled with Mass Spectrometry）

 

• 原理：利用标签或抗体富集目标蛋白复合物，再通过LC-MS/MS鉴定互作蛋白。
• 优势：通量高、可定量、可用于内源水平。
• 局限：背景复杂、需要优化洗脱条件。

 

（2）BioID / TurboID

 

• 原理：将目标蛋白与生物素连接酶融合，活化后会标记近邻蛋白，再通过LC-MS检测生物素化蛋白。
• 优势：可捕捉弱和瞬时互作，适合膜蛋白。
• 局限：需表达融合蛋白、标记范围不等于真正互作。

 

（3）Cross-linking MS（XL-MS）

 

• 原理：利用交联剂固定蛋白复合物，随后酶解+质谱分析交联肽段，获得互作位点信息。
• 优势：提供互作位点空间信息，适合结构互作研究。
• 局限：数据解析难度高，交联效率低。

 

三、如何选择合适的PPI检测方法？

根据实验目的、样本来源、互作类型等因素，可以参考下表进行初步筛选：

 

 

当然，最佳策略往往是多种技术联合使用，以兼顾灵敏度、特异性与空间信息。例如，利用AP-MS筛选候选互作蛋白，再通过Co-IP验证其真实性，最后结合XL-MS确认互作位点。

 

四、百泰派克生物科技：赋能PPI研究的强力平台

在实际科研中，PPI研究往往涉及复杂的样本制备与高精度分析平台。百泰派克生物科技基于先进的Orbitrap Exploris系列高分辨质谱，为客户提供从互作蛋白筛选、互作网络构建到位点解析的全流程服务。

我们的优势包括：

 

• 丰富的膜蛋白/信号通路研究经验
• 支持BioID、AP-MS、XL-MS等多种策略
• 高重复性和低背景的免疫富集方案
• 专业的数据分析团队支持互作图谱构建与可视化

 

PPI研究是现代生命科学不可或缺的工具，关键在于匹配技术与科学问题。没有一种方法可以解决所有问题，但通过科学地评估研究目的、样本条件与技术限制，选择合适的互作检测策略将极大提升研究效率与发现价值。如您在PPI实验设计或数据解析中遇到挑战，欢迎联系百泰派克生物科技，我们将以严谨的科研态度与先进的质谱平台，助您构建高质量的蛋白互作图谱。

 

 

 

 

百泰派克生物科技特色项目

 

一、蛋白测序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos质谱仪及岛津公司埃德曼降解测序系统对蛋白质序列进行分析，提供基于质谱的蛋白测序分析服务，包括对蛋白质的氨基酸组成分析，N端测序，C端测序和全序列分析，以及基于埃德曼降解的蛋白质N端序列分析服务。对于未知理论序列的蛋白质，提供基于从头测序法的蛋白质从头测序服务，对蛋白序列进行分析。

 

※服务优势：

1.采用目前世界上先进的质谱仪器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可实现对所测定靶蛋白序列 100% 的覆盖;

3.可测定蛋白N端多达 70个氨基酸序列;

4.可测定多种形式的样品: 蛋白溶液、PVDF 蛋白条带;

5.样品用量低: 蛋白样品仅需 5-10ug，即可完成检测;

6.测序不受N端封闭，PEC和和糖基化等N端修饰的影响。

 

 

二、蛋白质组学

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos质谱平台结合Nano-LC，提供定量蛋白质组学、靶向蛋白质组学、多肽组学、翻译后修饰蛋白组学等多种蛋白质组学分析服务。此外，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4D蛋白质组学服务，助力微量样本蛋白组学、大样本群医学及高通量修饰组学等研究工作。

 

※服务优势：

1 .高通量定量蛋白分析:多对照组大规模实验分析，发现新的生物标记物;

2.体内体外多种蛋白质标记方法，适用于分析组织、细胞、血液等多种样品;

3.质谱分析灵敏度高，实验结果重复度高;

4.可检测较低丰度蛋白，线性范围广;

5.专业生物信息学分析，分析更系统准确。

 

 

三、单细胞质谱流式技术分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm质谱流式系统进行单细胞质谱流式技术分析，采用金属元素标记物（通常是金属元素标记的特异抗体）标记细胞表面和内部的分子，然后用流式细胞原理分离单个细胞，再用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析单个细胞的原子质量谱，最后将原子质量谱数据转换为细胞表面和内部的信号分子表达量。

 

※服务优势：

1.技术先进，填补技术空白

采用金属标记抗体技术，避免了传统流式荧光通道少且易相互影响的问题。可在单细胞层面上对多种指标同时进行表征，百泰派克生物科技可做到同时检测51个目标蛋白。

2.分析数量大，成本较低

单细胞RNAseq受成本等因素限制，所有样本细胞汇总的分析数目一般在2x10^4个左右，而流式质谱技术一次（单样本）就可分析至少10^5的细胞，实现了数量级的提高，且成本不高于单细胞RNAseq。

3.应用前景大

①流式质谱结果可以给出细胞亚群的变化，在临床诊断、疾病机制研究等方面具有极大的研究前景；

②将金属标签技术与其他技术结合会有新应用方向。除常规蛋白外，质谱流式细胞技术还可用于蛋白翻译后修饰；

③可检测细胞存活率、细胞大小、mRNA转录子表达量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

 

 

四、基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现

百泰派克生物科技的基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现一站式解决方案包括我们专有的、高度敏感的免疫肽富集和鉴定方案。我们能够帮助您实现10,000个以上I型多肽和10,000个以上II型多肽的鉴定和识别。通过我们优化的高通量免疫多肽组学分析平台进行免疫肽组学分析，可从最小的样品材料中进行可重复的识别和定量。该服务可以应用于大规模的研究，旨在助力科研工作者寻找癌症、免疫疾病及传染病的解决方案，深入挖掘未知的靶标。

 

 

五、生物药物表征

百泰派克基于高分辨率质谱技术，MALDI TOF，高效色谱分离技术，提供一系列完善的生物药物分析方案，从蛋白质、多肽、抗体、疫苗等生物制品的氨基酸组成和一级结构分析，到产品变异性和纯度分析。旨在提供优质生物药物分析服务，帮助生物医药生产商提高生物药物品质。

 

 

百泰派克生物科技七大检测平台

 

 

 

百泰派克生物科技-生物制品表征，生物质谱多组学优质服务商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于为生物/制药和医疗器械行业提供质量控制检测和项目验证等专业服务。公司实验室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法规和指导原则，通过CNAS/ISO9001双重质量体系认证，建立了完备的质量体系，数据冷热/异地备份，设备定期计量/期间核查，软件审计追踪，为客户提供一体化解决方案和技术服务，支持新药研发、药物申报注册和生产放行。

1.公司采用ISO9001质量控制体系，专业提供以质谱为基础的CRO检测分析服务；

2.获国家CNAS实验室认可，为客户提供符合全球药政法规的药物质量研究服务；

3.业务范围覆盖蛋白质组学、多肽组学、代谢组学、生物药物表征、单细胞分析、单细胞质谱流式、生信云分析以及多组学生物质谱整合分析等；

4.七大质量控制检测平台，满足您一站式服务需求；

5.服务3000+企业，10000+客户的选择；

6.致力于为您提供优质的生物质谱分析服务!