蛋白芯片技術的基本原理與技術的研究現狀

          在多年的蛋白芯片技術的研究過程中，研究者為了尋找合適的物質作為蛋白的載體進行了不懈的探索。例如日本學者利用含有陽離子表面活性劑（HTAB）脂質體作為載體，通過戊二醛作用使其與一種鐵蛋白包裹外殼的成分結合組裝制備成一種納米水平的裝配體，這種裝配體可以在適當的pH條件下使鐵蛋白分子進入并固定于包裹外殼內面，形成蛋白質的載體。有人利用某些固體表面或覆蓋上含有電解質的薄膜作為載體，可以將膠體蛋白質顆粒成分轉移至薄膜上形成蛋白芯片。Uetz等在分析啤酒酵母基因組序列全長度閱讀框架編碼各種蛋白質的相互作用時，使用不同孔數的平板作為載體，建立了約含有6 000個酵母轉化株組成的平板蛋白芯片系統，平板上的每一個小孔中含有一個酵母轉化株，可以根據其活性功能區開放閱讀框架的編碼表達生成一種蛋白質，這個系統可以用于蛋白質功能的檢測和分析。Arenkov等利用聚丙烯酰胺凝膠板作為支持物，將蛋白樣品置于凝膠上，然后經過電泳分離，使其成為蛋白的陣列用于進一步的研究。zui近，哈佛大學蛋白芯片研究中心Gavin等利用制備DNA芯片的高精密度機械手的針狀點樣槍頭在只有顯微鏡載玻片一半大小的玻片上，制備了第1張含有樣品點數為10 800的蛋白芯片。這張芯片用已純化的蛋白G按每點為1納升的點樣量點樣10 799次，另一次用FRB（FK-BRl2—rapamycinbinding domain Of FKBP-rapamycin-associatedprotein）點樣。為了確保不同分子量的點樣蛋白質都能夠被固定在玻片上，他們首先在玻片表面涂上BSA，然后使用N，N，—二琥珀酰胺碳酸（N，N’—disuccinimidyl carbonate）激活BSA表面的賴氨酸、天冬氨酸和谷氨酸殘基成為BSA-NHS玻片，其作用是促進BSA與點樣蛋白質的結合而使蛋白質被固定于玻片上。在制備芯片過程中，為了保證被固定在載體上的蛋白質依然保持天然的構象和生物學活性，他們在蛋白質點樣的磷酸鹽緩沖液中加入40％的甘油，以防止因水分的蒸發而造成蛋白質變性。點樣后再經3h的溫浴并將芯片浸泡于含有小牛血清蛋白（BSA）的緩沖液中，使芯片表面含有一層小牛血清蛋白，用于封閉與其他蛋白質產生非特異性結合的部位及在表面未參加反應的醛基。為了檢測芯片的應用，他們用不同熒光抗體分別標記能與蛋白G和FRB特異結合的IgG和FKBPl2（12Kd FK506—bindingprotein）并作用于蛋白芯片，觀察這些蛋白質與蛋白芯片的相互作用，其結果清晰地顯示芯片上的蛋白G和單一的FRB點樣分別被標上藍色和紅色熒光。該實驗研究建立了蛋白質樣品微量點樣技術并使蛋白質固定于載體上時能夠保留原有的構象和生物學活性，這為今后對蛋白質多樣品的并行研究或快速分析——為制備高通量功能檢測的蛋白芯片奠定了技術基礎。

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