分享Chemical Science上的一篇文章，题目为A proximity labeling method for protein-protein interactions on cell membrane，文章通讯作者为加州大学戴维斯分校的Carlito B Lebrilla教授。Carlito B Lebrilla教授课题组主要发展基于质谱的分析化学技术，并将其用于营养学、疾病标志物等问题的研究。
细胞膜蛋白参与的蛋白相互作用（PPI）在信号转导等生理过程中发挥着重要作用。针对PPI的研究，前人已建立如噬菌体展示技术、亲和纯化-质谱技术（AP-MS）、交联-质谱技术（XL-MS）、临近标记-质谱技术等分析方法。在本篇工作中，研究人员结合羟基自由基蛋白质印记（HRPF）技术与临近标记策略，建立了抗原-抗体邻近标记技术（AAPL），实现对细胞膜表面抗原蛋白的相互作用蛋白质组的标记与鉴定。
AAPL技术的实验流程如下：研究人员对目标膜蛋白的单克隆抗体进行共价修饰，引入Fe3+催化基团。上述抗体在加入细胞培养液后，将与膜蛋白发生特异性结合。当H2O2存在时，抗体携带的Fe3+催化·OH生成，氧化标记邻近蛋白质。随后，针对膜蛋白进行氧化蛋白质组分析，即可得到抗原蛋白的相互作用蛋白质组。
首先，研究人员选择膜蛋白钠/钾离子转运ATP酶α1肽（ATP1A1）、表皮生长因子受体2（ERBB2）作为模式目标蛋白，以两蛋白的氧化水平为指标，优化AAPL技术的实验流程，最终确立以FeDBAb抗体修饰策略、20g抗体、抗体：Fe3+修饰比1:5作为后续实验中邻近氧化标记的最佳实验条件。
接下来，研究人员进一步研究AAPL技术氧化标记邻近相互作用蛋白的能力。为实现对相互作用蛋白的鉴定，研究人员引入AAPL分数（AAPL score），基于氧化肽段的谱图数、蛋白氧化水平，对每个蛋白进行打分。AAPL分数大于0即被判定为潜在相互作用蛋白。同时，作者将AAPL技术的分析结果与STRING分析相对比，基于已知相互作用蛋白在分析结果中的特征，最终设置两个相互作用蛋白的筛选条件：1）AAPL分数大于1；2）AAPL分数大于0，且蛋白氧化水平是对照组的1.5倍以上。结果表明，该方法鉴定到ATP1A1、ERBB2的大部分已知相互作用蛋白，同时，还揭示了大量潜在的相互作用蛋白。基于AAPL以及STRING共同分析结果，研究人员绘制了目标蛋白的PPI网络，并分析通过GO分析探究相互作用主要涉及的生理功能。
最终，研究人员用所建立的AAPL技术研究肝肠钙粘连蛋白（LI-Cadherin）所参与的PPI，揭示该蛋白参与的相互作用网络。同时，揭示糖基化过程在所鉴定到的PPI中所发挥的重要作用。
综上，在本篇工作中，研究人员成功建立抗原-抗体邻近标记技术（AAPL），用其实现了细胞膜上目标抗原及其相互作用蛋白的氧化标记与鉴定。
本文作者：TZS
责任编辑：Guo ZH
原文链接：
https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2022/SC/D1SC06898A
文章引用：DOI：10.1039/d1sc06898a
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