蛋白乳酸化修饰检测新方法:PLA 临近链接技术给你答案
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1、引言

赖氨酸乳酸化修饰是近年被发现的新型蛋白质翻译后修饰类型,作为连接细胞代谢重编程与表观遗传调控的关键分子纽带,已成为代谢与肿瘤免疫领域的核心研究热点。

 

该修饰以细胞内乳酸为前体,先经代谢转化生成乳酰辅酶 A,再在酰基转移酶的催化下,将乳酰基团共价连接到蛋白质的赖氨酸残基侧链上,修饰底物既包括核内组蛋白,也涵盖胞质与胞膜的非组蛋白。作为一种动态可逆的调控方式,乳酸化修饰的稳态由两类功能蛋白精密维持:以 P300 为代表的 “写入酶” 介导修饰的发生,以 HDACs 家族为代表的 “擦除酶” 负责修饰的去除。该修饰可通过改变蛋白质的空间构象与分子互作能力,调控基因转录、免疫细胞极化、能量代谢重编程等多种核心生理过程,其异常调控与肿瘤进展、炎症疾病、心血管病变及神经退行性疾病的发生发展高度相关,具备重要的基础研究与临床转化价值。

 

组蛋白乳酸化位点

 

组蛋白与非组蛋白乳酸化过程

 

2、目标蛋白乳酸化修饰的传统检测路径与局限

针对特定目标蛋白的乳酸化修饰验证,目前主流的三类技术方案均存在明显的应用局限,难以兼顾快速、原位与精准的检测需求。

1、位点特异性抗体 WB 检测 针对已有文献报道的已知修饰位点,研究者可采购商业化位点特异性抗体,通过 Western Blot(WB)实现修饰水平的定性与半定量分析。但该方案高度依赖已有的研究基础,若目标蛋白的乳酸化修饰尚无报道、无对应位点抗体可用,研究将无法推进,极大限制了新靶点、新修饰位点的探索。

2、IP 富集联合定点突变验证 通过免疫沉淀(IP)技术富集样本中的目标蛋白,结合乳酸化泛抗体进行 WB 检测,可初步判断目标蛋白是否携带乳酸化修饰;后续需构建赖氨酸定点突变体,通过回补实验确认具体修饰位点。该流程操作步骤繁琐、实验周期长,且富集效率直接影响检测灵敏度,低丰度蛋白极易出现假阴性结果。

3、修饰组学质谱全局鉴定 利用乳酸化泛抗体偶联的磁珠富集样本中全部乳酸化修饰肽段,结合液相色谱 - 串联质谱进行全蛋白组层面的修饰位点鉴定,可一次性实现修饰位点的批量筛查。但该方法样本需求量大、检测成本高、生物信息分析周期长,更适用于初筛阶段的全局扫描,并不适合快速验证单个目标蛋白的修饰状态。

 

针对上述技术痛点,临近链接技术(Proximity Ligation Assay, PLA)提供了全新的原位检测方案,可在细胞原位快速、精准地判定目标蛋白的乳酸化修饰状态,让低丰度的修饰事件也能被清晰捕获。

  

3、PLA 技术的检测原理

PLA 是一种整合了抗原抗体特异性识别与核酸信号放大体系的高灵敏度蛋白分析技术,可在单分子水平实现蛋白质翻译后修饰(PTM)、蛋白 - 蛋白互作的原位可视化与定量检测,其核心原理基于严格的空间邻近效应。

 

检测体系包含一对分别靶向不同表位的一抗,对应结合目标蛋白本体与乳酸化修饰基团;随后加入标记有单链寡核苷酸的 PLA 探针二抗,分别与对应的一抗结合。当目标蛋白发生乳酸化修饰时,两个抗体探针因结合同一分子而空间距离小于 40 nm,此时加入的桥接寡核苷酸可与两条探针的末端序列互补配对,在连接酶催化下形成闭合环状 DNA 模板。

 

随后体系启动滚环扩增(RCA)反应,以环状 DNA 为模板生成包含数百个重复单元的长链 DNA 产物;最终加入荧光标记的检测探针,与扩增产物互补杂交后形成离散的荧光斑点,单个斑点即对应一个发生了乳酸化修饰的蛋白分子。该技术通过双抗体识别保障检测特异性,通过核酸扩增实现信号级放大,兼具 ELISA 的高特异性与 qPCR 的高灵敏度,突破了传统免疫荧光的检测极限。

 

 

4、PLA 用于乳酸化修饰检测的技术支撑与优势

PLA 技术在磷酸化等经典 PTM 检测中已有成熟应用,但对于乳酸化这类前沿修饰,高质量的泛修饰抗体长期是技术落地的核心瓶颈 —— 新兴修饰泛抗的研发难度高、特异性验证体系复杂,优质一抗资源的缺失制约了 PLA 技术在前沿 PTM 领域的拓展。

  

相较于传统检测方法,PLA 技术应用于蛋白乳酸化修饰检测具备多重核心优势:

1、原位检测,保留空间信息:可直接在细胞或组织切片原位完成检测,直观呈现修饰的亚细胞定位与组织分布,无需提取蛋白或破碎样本,更贴近生理真实状态;

2、高灵敏度,低丰度可检:依托核酸信号放大机制,可捕获低丰度的修饰事件,检测灵敏度远高于常规免疫荧光;

3、可定量分析:配套图像分析软件可对荧光斑点进行计数与强度统计,实现修饰水平的精确定量;

4、实验周期短:可在数天内完成目标蛋白修饰状态的判定,大幅缩短研究验证周期。

 


乳酸化修饰检测的 PLA 技术哪里有?

乐备实可提供基于 PLA 技术的蛋白乳酸化修饰检测全流程服务,配套高质量修饰抗体资源与标准化实验体系,支撑各类蛋白翻译后修饰的研究需求。

  

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LX-PLA PLA 可视化蛋白互作服务
LXPLAC24-1 PLA 可视化蛋白互作服务 (24 孔板)
LXPLAC12-1 PLA 可视化蛋白互作服务 (12 孔板)
LXPLAC06-1 PLA 可视化蛋白互作服务 (6 孔板)
LXPLAT00-1 PLA 可视化蛋白互作服务 (组织切片)
LXPLAM00-1 PLA 可视化蛋白互作服务 (组织芯片)

 

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