$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
חלבונים תאיים שונים פועלים תחת מערכת הבקרה הביולוגית, ואינטראקציות חלבון-חלבון (PPIs) הן חלק ממערכת זו והבסיס לתהליכים תאיים רבים. מלבד PPIs, הפונקציה של חלבונים טבעיים מקודמת לאחר התרגום באמצעות שינויים שונים כגון היווצרות של מורכבות, ubiquitination, ו phosphorylation. לכן, חקר PPIs הוא משמעותי להבנת הפונקציה האפשרית של חלבוני מטרה. PPIs בוצעו באמצעות טכנולוגיות שונות כגון ניתוח ספקטרומטריית מסה לאחר משקעים חיסוניים (ניתוח IP-MS)1, מערכת שמרים דו-היברידית (Y2H)2, גם מערכים מבוססי תאים3. שיטות אלה בחנו ממצאים חיוניים שונים בתחום המחקר. עם זאת, שיטות אלה יש כמה חסרונות; לדוגמה, Y2H היא אסטרטגיה יקרה שגוזלת זמן רב ומחייבת בניית ספריית Y2H של זן היעד.
בנוסף, טכניקת Y2H משתמשת בשמרים, אורגניזם אאוקריוטי חד-תאי הטרולוגי, שלא יכול היה לשקף במדויק את המצב התאי של תאים איקריוטים גבוהים יותר. ה- IP-MS אינו מתאים לחלבונים הידרופוביים גבוהים ומראה יעילות נמוכה בלכידת PPI חלש. חלבונים חיוניים שונים בצמחים כגון תחום קשירת נוקלאוטידים וחלבונים עשירים בלאוצין המכילים חזרה (NLR) וקינאזות דמויות קולטן (RLKs) באים לידי ביטוי ברמה נמוכה ולרוב מתקשרים עם חלבונים אחרים באופן ארעי; לכן, השימוש בשיטות אלה אינו מספיק להבנת המנגנונים העומדים בבסיס הבקרה של חלבונים אלה3.
שיטה חדשה הנקראת ביוטינילציה של קרבה (PB) מסייעת לחוקרים לזהות PPIs. PB תלוי באנזימי PL, אשר נצמדים לחלבון המעניין (POI), וכאשר חלבון שותף מתקרב לנקודת עניין, PL מצמיד תג ביוטין כימי לחלבון השותף. יתר על כן, ניתן לזהות את החלבון המתויג ויכול לדעת במהירות איזה חלבון שותף מתחבר לחלבון היעד5. מחקרים קודמים הוכיחו כי BioID ו- TurboID הם כלים מוצלחים עבור PPIs, במיוחד בצמחים, אך יש להם מגבלות מסוימות4. BioID זקוק לרמה גבוהה של ביוטין לתיוג חלבונים שותפים, תהליך שלוקח יותר מ-16 שעות. בהשוואה ל- BioID, TurboID מועיל יותר מכיוון שהוא מסמן חלבון תוך 10 דקות ויכול לתייג את החלבון השותף בטמפרטורת החדר (RT). זה גם רעיל לתאים בתנאים מסוימים ותיוג אלה חלבונים שאינם מראים אינטראקציה עם החלבון של עניין.
כדי להתגבר על בעיות אלה, AirID, שפותח על ידי Kido et al., יעיל יותר משאר אנזימי התיוג, אם כי דמיון הרצף הוא 82% בין BioID ו- AirID5. כדי לבדוק את היעילות של AirID, ערכנו ניסוי באמצעות POI עם שותפים ידועים. ניסוי זה אישר כי AirID יכול ללא ספק לתייג חלבונים הקשורים בתאי צמחים. AirID הוא אנזים רב ערך לניתוח PPIs במבחנה ובתאים. זה יוצר פחות רעילות והוא פחות שגוי בתהליכים שלוקח זמן מאשר TurboID לתייג שאינם שותפים, מה שמוביל להרג התא. הוא מדגים כי AirID תחרותי יותר מאנזימי תיוג אחרים עבור ביוטינילציה של קרבה. הוא מדויק יותר, בעל פוטנציאל רב יותר בתהליכי גזילת זמן, ופחות רעיל במבחנה ובתאים חיים. הפרוטוקול הנוכחי מתאר זיהוי חלבונים באינטראקציה של APRR2 באמצעות AirID כאנזים PL; יתר על כן, השיטה יכולה להיות מיושמת על חלבונים אחרים כדי לחקור PPIs במיני צמחים.