$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Różne białka komórkowe działają w ramach biologicznie regulowanego systemu, a interakcje białko-białko (PPI) są częścią tego systemu i podstawą wielu procesów komórkowych. Oprócz IPP, funkcja naturalnych białek jest promowana potranslacyjnie poprzez różne modyfikacje, takie jak tworzenie kompleksu, ubikwitynacja i fosforylacja. Dlatego badanie IPP jest istotne dla zrozumienia możliwej funkcji docelowych białek. IPP zostały przeprowadzone przy użyciu różnych technologii, takich jak analiza spektrometrii mas po immunoprecypitacji (analiza IP-MS)1, drożdżowy system dwuhybrydowy (Y2H)2, również tablice bezkomórkowe3. Metody te pozwoliły na zbadanie różnych istotnych ustaleń w dziedzinie badań. Metody te mają jednak pewne wady; na przykład Y2H jest czasochłonną i kosztowną strategią, która wymaga zbudowania biblioteki Y2H gatunków docelowych.
Dodatkowo, technika Y2H wykorzystuje drożdże, heterologiczny jednokomórkowy organizm eukariotyczny, który nie mógł dokładnie odzwierciedlić stanu komórkowego wyższych komórek eukariotycznych. IP-MS nie nadaje się do białek o wysokiej hydrofobowości i wykazuje niską skuteczność w wychwytywaniu słabych IPP. Różne niezbędne białka w roślinach, takie jak domena wiążąca nukleotydy i bogate w leucynę białka zawierające powtórzenia (NLR) oraz kinazy receptoropodobne (RLK), ulegają ekspresji na niskim poziomie i w większości przejściowo oddziałują z innymi białkami; Dlatego użycie tych metod jest niewystarczające do zrozumienia mechanizmów leżących u podstaw regulacji tych białek3.
Nowa technika zwana biotynylacją zbliżeniową (PB) pomaga badaczom identyfikować IPP. PB zależy od enzymów PL, które przyłączają się do białka będącego przedmiotem zainteresowania (POI), a gdy białko partnerskie zbliża się do POI, PL przyłącza chemiczny znacznik biotyny do białka partnerskiego. Co więcej, oznakowane białko można zidentyfikować i szybko dowiedzieć się, które białko partnerskie przyłącza się do docelowego białka5. Poprzednie badania dowiodły, że BioID i TurboID są skutecznymi narzędziami do wykrywania IPP, zwłaszcza w roślinach, ale mają pewne ograniczenia4. BioID potrzebuje wysokiego poziomu biotyny do znakowania białek partnerskich, co zajmuje ponad 16 godzin. W porównaniu z BioID, TurboID jest bardziej korzystny, ponieważ znakuje białko w ciągu 10 minut i może znakować białko partnerskie w temperaturze pokojowej (RT). Jest również toksyczny dla komórek w pewnych warunkach i oznacza te białka, które nie wykazują interakcji z białkiem będącym przedmiotem zainteresowania.
Aby przezwyciężyć te problemy, AirID, opracowany przez Kido et al., jest bardziej wydajny niż reszta enzymów znakujących, chociaż podobieństwo sekwencji wynosi 82% między BioID a AirID5. Aby sprawdzić skuteczność AirID, przeprowadziliśmy eksperyment z wykorzystaniem punktu POI ze znanymi powiązaniami. Eksperyment ten potwierdził, że AirID może bez wątpienia znakować powiązane białka w komórkach roślinnych. AirID jest cennym enzymem do analizy IPP in vitro i w komórkach. Powoduje mniejszą toksyczność i jest mniej błędny w procesach czasowych niż TurboID do oznaczania osób niebędących partnerami, co prowadzi do zabicia komórki. Pokazuje to, że AirID jest bardziej konkurencyjny niż inne enzymy znakujące biotynylację zbliżeniową. Jest dokładniejszy, ma większy potencjał w procesach czasochłonnych i jest mniej toksyczny in vitro i w żywych komórkach. Obecny protokół opisuje identyfikację oddziałujących białek APRR2 przy użyciu AirID jako enzymu PL; Ponadto metoda ta może być stosowana do innych białek w celu zbadania IPP u gatunków roślin.