
分子互作是生命活動的基礎,不同生物分子之間的識別、結合與調控,貫穿于基因表達、信號傳導、細胞命運決定等幾乎所有生命過程。生物分子間的相互作用(蛋白-DNA、蛋白-RNA、蛋白-蛋白)是生命科學研究的核心內容,也是揭示基因調控、蛋白功能及疾病機制的關鍵。Pull-down實驗(又稱拉下實驗)既能用于篩選未知互作分子,也可用于驗證已知分子間相互作用。根據研究對象的不同,主要分為蛋白Pull-down、DNA Pull-down和RNA Pull-down三大類。
一、蛋白Pull-down
1.1 技術簡介
蛋白Pull-down是研究蛋白-蛋白相互作用的經典體外實驗技術。常用標簽:GST、His、Halo等,其中Halo標簽因共價結合、穩定性高、非特異性背景低的優勢,廣泛應用于真核蛋白互作研究。
1.2 技術原理
蛋白Pull-down的原理是將已知的“誘餌蛋白"與親和標簽融合表達,利用該標簽與固相基質(如瓊脂糖樹脂或磁珠)上配體的特異性結合,將誘餌蛋白固定在基質上;再與含有潛在“獵物蛋白"的樣品(如細胞裂解液)孵育,使誘餌蛋白捕獲互作蛋白;經洗滌去除未結合的雜蛋白,洗脫獲得互作復合物,最終通過Western blot、質譜等方法鑒定獵物蛋白。

圖1 蛋白Pull-down流程圖
1.3 技術優勢
l 無需針對靶蛋白的特異性抗體,直接驗證體外蛋白互作;
l Halo Tag標簽與磁珠共價結合,顯著降低非特異性結合背景。
1.4 常用標簽及表達系統

二、DNA Pull-down
2.1 技術簡介
DNA Pull-down是研究DNA-蛋白質相互作用的體外實驗技術,主要用于轉錄調控機制研究。該技術以特定DNA序列為探針,從細胞核蛋白中篩選并鑒定能夠與DNA結合的蛋白,如轉錄因子、轉錄調控蛋白等。
2.2 技術原理
DNA Pull-Down使用標記的DNA探針作為誘餌,與提取的內源細胞核蛋白進行孵育,捕獲與DNA探針特異性結合的蛋白(比如轉錄因子),最終使用蛋白質譜的方法,鑒定出特異性結合的蛋白。

圖2 DNA Pull-down流程圖
2.3 技術優勢
l 可富集低豐度DNA結合蛋白。
l DNA探針制備簡便,無需構建復雜文庫,直接體外驗證結合。
三、RNA Pull-down
3.1 技術簡介
RNA在基因表達調控中發揮重要作用,非編碼RNA(lncRNA、circRNA、miRNA)是當前研究熱點。RNA與蛋白的相互作用是非編碼RNA發揮功能的核心機制。RNA Pull-down是檢測RNA-蛋白互作的核心體外技術,主要用于篩選與驗證RNA結合蛋白(RBPs)。
3.2 技術原理
RNA Pull-Down根據目標 RNA 序列設計特異性 DNA 模板,通過體外轉錄制備標記 RNA 探針;先將標記探針與鏈霉親和素磁珠偶聯,制備固定有 RNA 探針的磁珠復合物,再與細胞蛋白提取液共孵育,捕獲能與 RNA 探針特異性結合的蛋白并形成 RNA-蛋白質復合物。經洗滌去除非特異性結合蛋白、完成富集后,對富集蛋白進行LC?MS/MS 質譜分析,即可鑒定出與目標 RNA 特異性互作的蛋白質。

圖3 RNA Pull-down流程圖
3.3 技術優勢
l 靈敏度高,可富集低豐度RNA結合蛋白。
l 可直接篩選與目標RNA結合的蛋白。
四、三種Pull-down實驗應用場景
五、常見問題解答
Q1:我的研究部位可以跟實驗所用部位不一致嗎?
建議使用與研究目標一致的組織樣本,以保證結果可靠性。
Q2:我需要提供哪些材料?
DNA Pull-down與RNA Pull-down需要提供探針序列/模板及組織等材料。
蛋白Pull-down需要提供蛋白CDS序列/質粒模板及組織等材料。
Q3:結果交付結果包含哪些信息?
質譜原始數據,實驗原圖,質譜差異分析及富集分析等全套數據。
Q4:強結合蛋白更容易鑒定到嗎?
不一定,結果受蛋白豐度、洗滌條件、質譜靈敏度影響。建議篩選后針對性驗證。
Q5:蛋白Pull-down和Co-IP的區別?
蛋白Pull-down不依賴靶蛋白特異性抗體,體外驗證蛋白直接相互作用;Co-IP依賴靶蛋白特異性抗體,在細胞生理內源環境下驗證蛋白直接或間接相互作用。
蛋白、DNA、RNA三大Pull-down快速選擇:
? 看蛋白互作→蛋白Pull-down
? 看轉錄調控→DNA Pull-down
? 做非編碼RNA/RNA結合蛋白→RNA Pull-down
