锌指蛋白介导的膜蛋白标记方法

南通大学生命科学学院教师陈昌盛与德国弗莱堡大学合作，在活体细胞单分子层面构建出一种新型的荧光成像膜蛋白标记方法，可研究膜蛋白复合体的亚基组成及其几何构型。4月28日，相关研究成果《锌指蛋白介导的蛋白标记方法揭示膜蛋白的几何构型》在《美国化学学会纳米杂志》发表。

表达于细胞膜表面的膜蛋白一直以来都是生命科学领域关注的重点和难点。明晰膜蛋白的功能对于探索阿尔兹海默症等诸多神经退行性疾病的发病机理十分关键。基于单分子荧光成像方法研究多亚基蛋白复合体中亚基的几何构型被证明是十分有效的手段，但由于可用于进行单分子成像的荧光分子较少以及相对较高的荧光背景，此方法在研究中存在很大的局限。

陈昌盛博士团队研究发现通过锌指蛋白与双链DNA高特异性的相互作用，将人工设计合成的锌指蛋白与目标蛋白融合并在非洲爪蟾卵母细胞进行表达，从而将有机荧光染料标记的双链DNA分子标记于目标蛋白，可精确地观察膜蛋白复合体中亚基的相互作用，解释出蛋白的相关功能。

基于20%的标记效率，陈昌盛建立了一种根据蛋白复合体的总体标记程度推导亚基组成的方法。利用此方法，该团队成功完成了对神经元表面的谷氨酸受体NMDAR的多重荧光标记，并验证了该受体亚基2:2的几何构型。陈昌盛指出，通过这种模块化的设计思路，可以进一步开发出更多地锌指蛋白—DNA作用模块，进而可以被用来研究更复杂的蛋白复合体中不同亚基的相互作用。此外，该方法可以拓展到研究病理条件下某些膜蛋白受体损伤所引起的发病机制，比如记忆衰退等神经退行性疾病。

相关论文信息：https://doi.org/10.1021/acsnano.9b08865