技術內容

    蛋白質并非孤立存在的生物分子，而是具有特定三維空間結構并與其他蛋白質相互作用，共同執行功能。因此，蛋白質的模塊及空間組織與其表達水平具有同樣的重要性。為了解析蛋白質組的組織結構單元而開發的基于質譜的蛋白質組學方法通常結合了質譜檢測與各種生化試驗。其中最經典的技術為1999^[1]首次報導的親和純化－質譜技術（affinity purification – mass spectrametry，AP-MS）。既可進行大規模的protein interactome 構建^[2]，也能針對特定條件下特定蛋白質的互作進行差異分析、時間動態分析等^[3]。

圖１：AP-MS技術的兩種運用。

技術原理
    使用親和標簽 (AP-MS) 或特異性抗體 (CoIP-MS)，在native條件下純化與目標蛋白質相互作用的蛋白，進而使用質譜進行鑒定，通過test\control比對，過濾非特異結合蛋白，定性定量分析與特定蛋白質直接或間接作用的蛋白質。同時，結合 LFQ/TMT等定量技術，可以方便的研究特定蛋白互作關系隨時間的變化情況。

圖２：ＡＰ－ＭＳ技術實驗原理。

樣品要求

案例展示
    1、哈佛大學Steven P. Gygi教授實驗室運用高通量AP-MS技術，進行了２594組AP-MS實驗，鑒定了23744個相互作用，包括了7668個蛋白質，為研究蛋白尤其是功能未知蛋白提供了重要參考意義^[2] 。

圖３：高通量AP-MS技術．

2、為了更好的了解生物學過程的內在動態變化情況，蘇黎世聯邦理工學院的Ruedi Aebersold教授實驗室運用AP-MS技術研究了14-3-3b scaffold protein 的蛋白互作組在IGF1刺激下，insulin-PI3K-AKT信號通路隨時間的動態變化過程^[3] 。

圖４：運用AP-MS研究14-3-3 scaffold protein 互作蛋白的時間動態關系，發現５種不同的cluster模式，對研究該信號通路的動態變化過程具有重大指導意義。

參考文獻
1. Rigaut, G.; Shevchenko, A.; Rutz, B.; Wilm, M.; Mann, M.; Seraphin, B., A generic protein purification method for protein complex characterization and proteome exploration. Nature biotechnology 1999, 17 (10), 1030-2.
2. Huttlin, E. L.; Ting, L.; Bruckner, R. J.; Gebreab, F.; Gygi, M. P.; Szpyt, J.; Tam, S.; Zarraga, G.; Colby, G.; Baltier, K.; Dong, R.; Guarani, V.; Vaites, L. P.; Ordureau, A.; Rad, R.; Erickson, B. K.; Wuhr, M.; Chick, J.; Zhai, B.; Kolippakkam, D.; Mintseris, J.; Obar, R. A.; Harris, T.; Artavanis-Tsakonas, S.; Sowa, M. E.; De Camilli, P.; Paulo, J. A.; Harper, J. W.; Gygi, S. P., The BioPlex Network: A Systematic Exploration of the Human Interactome. Cell 2015, 162 (2), 425-40.
3. Collins, B. C.; Gillet, L. C.; Rosenberger, G.; Rost, H. L.; Vichalkovski, A.; Gstaiger, M.; Aebersold, R., Quantifying protein interaction dynamics by SWATH mass spectrometry: application to the 14-3-3 system. Nat Meth 2013, 10 (12), 1246-1253.