蛋白交聯(lián)劑是一類小分子化合物,具有2個或者更多的針對特殊基團(-NH2、-COOH、-HS等)的反應性末端,可以和2個或者更多的分子分別偶聯(lián),從而使這些分子結合在一起。70年代時人們普遍使用戊二醛作為蛋白質交聯(lián)劑連接抗體和指示劑(如酶類),但其缺點是由于交聯(lián)基團是隨機的,容易形成雜亂的多聚體。80年代,更具選擇特異性的交聯(lián)劑,例如NHS(針對-COOH)和馬來酰亞胺(針對-HS)在生命科學研究中得到了更為廣泛的應用。巧妙地運用交聯(lián)劑可以在蛋白質相互作用研究,免疫學,癌癥治療等領域取得意想之外的收獲。截至2010年,市面常用的蛋白質交聯(lián)劑大約有一百多種。
蛋白交聯(lián)劑已在上廣泛應用于生命科學研究的各個分支。
蛋白質間相互作用研究
大多數(shù)蛋白質-蛋白質結合相互作用是瞬時的,通過交聯(lián)方法可以穩(wěn)定或永連接相互作用復合物中的成分,從而有助于鑒別這些瞬時接觸。一旦相互作用的成分被共價偶聯(lián),可以使用其他步驟(例如細胞裂解,親和純化和電泳)來制備分析樣品,同時可維持初的相互作用復合物。
生物研究(靶向藥物)
將能識別腫瘤表面抗原的抗體與藥物共價連接,實現(xiàn)靶向治療,從而減少傳統(tǒng)化療方法對健康細胞的殺傷。
載體蛋白與半抗原的連接
半抗原只有反應原性而沒有免疫原性。而將病毒包被蛋白的一段多肽序列(半抗原)可以和載體蛋白連接后制成疫苗,激發(fā)免疫反應。另外也可以通過這種方法制備單克隆抗體,并利用此單抗返回找到大分子蛋白上的抗原結合位點。在連接二者的操作中,較低的半抗原-載體蛋白摩爾比會帶來更高的抗體親和力。
此外將半抗原連接在載體蛋白中間的氨基酸上比連接在其末端時產(chǎn)生的的抗體效價更高。
蛋白質或其他分子的固相化
將蛋白質通過共價鍵結合在磁珠,96孔板,玻璃等等固體基質上,以減少洗脫過程中的損失
抗體的標記、標記轉移
將抗體與酶,熒光基團或者生物素連接用于定量測量或者定位觀察。抗體標記與修飾之前,需要用固定化的抗原純化。為了避免抗體結合抗原的位點被封閉,選擇抗體重鏈上合適位置的的氨基酸就比較重要。標記酶可以連接在抗體鉸鏈區(qū)打開形成的二硫鍵上,或者或者抗體的非特異性片段上。
此外,還可以將抗體酶切,獲得抗原結合片段,然后將標記基團與抗原結合片段連接。這種方法的優(yōu)勢是在ELISA反應中減少了Fc片段的干擾,并且也增加了這一復合物的膜通透性,使之更適合標記活體細胞。