$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Различные клеточные белки работают в рамках биологически регуляторной системы, а белок-белковые взаимодействия (ИПП) являются частью этой системы и основой многих клеточных процессов. Помимо ИПП, функция природных белков стимулируется посттрансляционно с помощью различных модификаций, таких как образование комплекса, убиквитинирование и фосфорилирование. Таким образом, изучение ИПП имеет важное значение для понимания возможной функции белков-мишеней. ИПП проводили с использованием различных технологий, таких как масс-спектрометрический анализ после иммунопреципитации (IP-MS анализ)1, дрожжевая двухгибридная система (Y2H)2, а также бесклеточные матрицы3. Эти методы исследовали различные жизненно важные открытия в области исследований. Однако у этих методов есть некоторые недостатки; Например, Y2H — это трудоемкая и дорогостоящая стратегия, которая требует создания библиотеки Y2H целевого вида.
Кроме того, в методе Y2H используются дрожжи, гетерологичный одноклеточный эукариотический организм, который не может точно отражать клеточное состояние высших эукариотических клеток. IP-MS не подходит для белков с высокой гидрофобностью и показывает низкую эффективность в улавливании слабых ИПП. Различные незаменимые белки в растениях, такие как нуклеотид-связывающий домен и лейкин-богатые повторы (NLR) белки и рецептороподобные киназы (RLK), экспрессируются на низком уровне и в основном взаимодействуют с другими белками переходно; Поэтому использование этих методов недостаточно для понимания механизмов, лежащих в основе регуляции этих белков3.
Новый метод, называемый бесконтактным биотинилированием (PB), помогает исследователям идентифицировать ИПП. PB зависит от ферментов PL, которые прикрепляются к интересующему белку (POI), и когда белок-партнер приближается к POI, PL прикрепляет химическую метку биотина к белку-партнеру. Кроме того, меченый белок может быть идентифицирован и может быстро узнать, какой белок-партнер присоединяется к белку-мишени5. Предыдущие исследования доказали, что BioID и TurboID являются успешными инструментами для получения ИПП, особенно в растениях, но у них есть определенныеограничения. BioID нуждается в высоком уровне биотина для мечения белков-партнеров, что занимает более 16 часов. По сравнению с BioID, TurboID более полезен, так как он мечет белок за 10 минут и может маркировать белок-партнер при комнатной температуре (RT). Он также токсичен для клеток в определенных условиях и помечает те белки, которые не проявляют взаимодействия с интересующим белком.
Чтобы преодолеть эти проблемы, AirID, разработанный Kido et al., более эффективен, чем остальные ферменты для мечения, хотя сходство последовательностей между BioID и AirID5 составляет 82%. Чтобы проверить эффективность AirID, мы провели эксперимент с использованием POI с известными ассоциатами. Этот эксперимент подтвердил, что AirID, несомненно, может маркировать ассоциированные белки в растительных клетках. AirID является ценным ферментом для анализа ИПП in vitro и в клетках. Он создает меньшую токсичность и менее ошибочен в процессах, занимаемых по времени, чем TurboID, для маркировки непартнеров, что приводит к гибели клетки. Это демонстрирует, что AirID является более конкурентоспособным, чем другие ферменты для мечения для бесконтактного биотинилирования. Он более точен, обладает большим потенциалом в процессах, занимающих время, и менее токсичен in vitro и в живых клетках. Текущий протокол описывает идентификацию взаимодействующих белков APRR2 с использованием AirID в качестве фермента PL; кроме того, метод может быть применен к другим белкам для исследования ИПП у видов растений.