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Co-IP 实验不踩坑:蛋白 “拉下场“ 的秘密!揭秘Co-IP实验操作技巧

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2024/12/26 10:23:25
在蛋白生物学的世界里,Co-IP 是解锁蛋白质“朋友圈”的神兵利器。但如果操作不当,它可能会变成实验室里的“尴尬社交”。今天,我们就来聊聊如何让你的 Co-IP 实验优雅又高效,轻松把蛋白“拉下场”!




01
什么是 Co-IP?

免疫共沉淀 (Co-Inmunoprecipitation, Co-IP) 是一种利用目标蛋白特异性抗体与蛋白 A/G 磁珠或琼脂糖珠结合,从而沉淀目标蛋白及其相互作用蛋白的技术 [1-4]

Co-IP 实验不踩坑:蛋白 “拉下场“ 的秘密!揭秘Co-IP实验操作技巧

图 1.  Co-IP 原理图。

X:诱饵蛋白,Z:靶标蛋白

简单来说,就是利用抗体捕捉目标蛋白,看看有哪些其他蛋白会“搭顺风车”来到沉淀派对。这样我们就可以知道哪些蛋白质在细胞内是好朋友,经常一起 Hang out!






Co-IP 优势


可沉淀诱饵蛋白在天然组织细胞状态下存在互作关系的所有蛋白;


可沉淀整个复合体中直接/间接互作的多个蛋白,研究复合体组成;


可与质谱鉴定连用可以初筛到一系列未知蛋白,再通过其他技术进一步验证;


分离得到天然状态下相互作用的蛋白质复合体,结果更真实可靠。

Co-IP 分类

根据抗体来源、靶蛋白表达方式及样本类型等差异,Co-IP 可分为单克隆抗体/多克隆抗体 Co-IP、内源性/外源性 Co-IP、探索型/验证型 Co-IP 等类型。

在众多 Co-IP 分类方式中,内源性和外源性 Co-IP 就像科研界的双子星,不仅最-常用,还各自闪耀独-特的光芒!





小贴士:


内源性 Co-IP:研究细胞或组织中自然表达的蛋白质。

外源性 Co-IP:研究经过转染介导的外源表达系统来表达的蛋白质。



02
操作步骤与结果分析

Co-IP 实验流程

Co-IP 实验不踩坑:蛋白 “拉下场“ 的秘密!揭秘Co-IP实验操作技巧


图 2. Co-IP 实验流程图[1][5]


Co-IP 流程 (以内源性 Co-IP 为例)[1]


01
样本准备

采用适当的方法收集细胞,使用含有合适的蛋白酶抑制剂裂解缓冲液裂解细胞。

02
固相介质准备

将含有保护液的蛋白 A/G 磁珠蛋白 A/G 琼脂糖混匀取出,用平衡液清洗磁珠/琼脂糖凝胶。

03
预清洗 (可选)

将细胞裂解液或已预处理的样本用蛋白 A/G 磁珠或蛋白 A/G 琼脂糖进行预清洗,去除非特异性结合的蛋白质。

04
免疫沉淀

预清洗的样本中加入诱饵蛋白的特异性抗体,孵育促进抗体与蛋白结合。加入蛋白 A/G 磁珠或蛋白 A/G 琼脂糖继续孵育使其与复合物结合。

05
洗涤

洗涤复合物,去除非特异性结合蛋白。

06
洗脱

加入洗脱缓冲液,洗脱。

07
分析

Western Blot 或质谱检测分析沉淀的诱饵蛋白及与其结合的靶标蛋白。






小贴士:

内源性 Co-IP 实验可选择蛋白 A/G 磁珠蛋白 A/G 琼脂糖;外源性 Co-IP 实验中蛋白携带标签 (如 Flag、HA、c-Myc、GST 等),可以选择标签抗体类磁珠/琼脂糖凝胶珠 (如 Anti-Flag 磁珠Anti-HA 磁珠Anti-c-Myc 磁珠Anti-GST 磁珠等),可一定程度增强丰度,减少 IgG 干扰。


Co-IP 结果解读

随着 Co-IP 实验流程的完成,我们终于手握初步数据!那么,这些数据能告诉我们什么秘密?结果出来了,肿么分析呢?

以下让小 M 通过两个经典案例,来看看如何解读实验结果,挖掘蛋白质相互作用的“朋友圈”!

内源性 Co-IP 结果解读


图 3. 内源性 ANT2 和 GRP75之间存在相互作用[6]


外源性 Co-IP 结果解读


图 4. 外源 GRP75 可增强 ANT2-UCP1 的相互作用[6]


03

避坑指南:如何高效无误地进行 Co-IP?






样品准备:打好地基


拉蛋白就是请客吃饭,不给它们舒适的环境,谁都不愿来! 


关注点

说明

裂解液

温和的非离子型洗涤剂 (如 NP-40、Triton X-100) 可以保护蛋白的天然结构,同时避免过强的去污剂 (如 SDS) 破坏蛋白相互作用。

MCE 裂解液推荐:WB/IP 裂解液NP-40 裂解液哺乳动物活性蛋白抽提试剂

盐浓度

样品准备时体系中的盐浓度范围在 150 - 300 mM 即可,过高可能“拆散”蛋白关系,过低可能导致背景蛋白“搅局”。

蛋白酶抑制剂

适当加入蛋白酶抑制剂,保护“核心成员”防止其被细胞内源性蛋白酶降解。

MCE 蛋白酶抑制剂推荐:蛋白酶抑制剂 Cocktail蛋白酶抑制剂 Cocktail, 片剂

结构干扰

提前查阅文献了解蛋白“爱好”,重视蛋白修饰,如磷酸化、乙酰化等是否会影响复合物的稳定性。

表达水平

提前验证目标蛋白表达水平,表达低可考虑优化转染或表达条件。

温度

低温环境下制备样品,防止蛋白“跑路”。


抗体选择:定向输出


抗体选不好,后果你懂的……


无论是拉下目标蛋白还是背景干扰,抗体都能“一锤定音”。 

关注点

说明

抗体专一性

选择经过 IP 验证的抗体,不可盲选。

MCE 标签抗体:DYKDDDDK Tag (FLAG) 抗体HA tag 抗体 (YA856)Myc-tag 抗体

同型对照

根据 IP 抗体类型选择合适的同型对照抗体。

MCE 同型对照抗体推荐:Rabbit IgG Isotype ControlMouse IgG Isotype Control

抗体来源

一抗和二抗的宿主种属要避开“同宗”,否则背景会抢戏。

抗体测试

必要时进行预实验封闭抗体测试,验证磁珠/琼脂糖珠可与抗体有效结合。

抗体用量

太多可能造成非特异性沉淀,太少又可能拉不住目标蛋白。建议从优化实验中找到合适的浓度和用量。

二抗选择

如果抗体重链和目标蛋白大小相近,可选择轻链特异性二抗避免“撞车”。


实验设计:精准操作


Co-IP 实验不止“拉下”,其他环节也是“硬仗”。


实验环节

说明

实验设计

确定研究的蛋白质对,不胡乱邀请“不相干”的蛋白。

对照组设计

实验组、IgG 阴性组、阳性组 (Input)

洗涤条件

适当调整洗涤强度 (如低盐到高盐、去垢剂浓度等),既要去除非特异性蛋白,又要保护靶蛋白复合物。

Western Blot

用 Western Blot来做最后的“身份确认”,确保邀请到的都是真正的“贵宾”。




04
经典问题和解决方案

如何让你的 Co-IP 实验更上一层楼?

每次实验的具体条件、操作步骤记得详细记录,这样才能在出现问题时找到原因,不断优化喔~

Co-IP 实验不踩坑:蛋白 “拉下场“ 的秘密!揭秘Co-IP实验操作技巧

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05
小结

每一个 Co-IP 实验都是一场精彩的游戏,我们不仅是执行者,更是策略家。这就是科研人的浪漫——在实验中找寻未知的兴奋,用结果揭示生命的奥秘。

如果你觉得这篇干货满满的 Co-IP 秘籍有帮助,别忘了点赞、分享哦!期待在评论区看到你们的精彩讨论和宝贵经验!我们下期再见,继续解锁更多实验技巧,让科研不再有坑,只有惊喜!


Co-IP 实验不踩坑:蛋白 “拉下场“ 的秘密!揭秘Co-IP实验操作技巧


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[1] Lin JS, et al. Protein-Protein Interactions: Co-Immunoprecipitation. Methods Mol Biol. 2017;1615:211-219.
[2] Tan L, Yammani RR. Co-Immunoprecipitation-Blotting: Analysis of Protein-Protein Interactions. Methods Mol Biol. 2022;2413:145-154.
[3] Lee C. Coimmunoprecipitation assay. Methods Mol Biol. 2007;362:401-6.
[4] Tang Z, et al. Analysis of Protein-Protein Interaction by Co-IP in Human Cells. Methods Mol Biol. 2018;1794:289-296.
[5] Burckhardt CJ, Minna JD, Danuser G. Co-immunoprecipitation and semi-quantitative immunoblotting for the analysis of protein-protein interactions. STAR Protoc. 2021 Jul 6;2(3):100644.
[6] Chen X, et al. GRP75 triggers white adipose tissue browning to promote cancer-associated cachexia. Signal Transduct Target Ther. 2024 Sep 26;9(1):253.


参考文献:

[1] Lin JS, et al. Protein-Protein Interactions: Co-Immunoprecipitation. Methods Mol Biol. 2017;1615:211-219.


[2] Tan L, Yammani RR. Co-Immunoprecipitation-Blotting: Analysis of Protein-Protein Interactions. Methods Mol Biol. 2022;2413:145-154.
[3] Lee C. Coimmunoprecipitation assay. Methods Mol Biol. 2007;362:401-6.
[4] Tang Z, et al. Analysis of Protein-Protein Interaction by Co-IP in Human Cells. Methods Mol Biol. 2018;1794:289-296.
[5] Burckhardt CJ, Minna JD, Danuser G. Co-immunoprecipitation and semi-quantitative immunoblotting for the analysis of protein-protein interactions. STAR Protoc. 2021 Jul 6;2(3):100644.
[6] Chen X, et al. GRP75 triggers white adipose tissue browning to promote cancer-associated cachexia. Signal Transduct Target Ther. 2024 Sep 26;9(1):253.




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